节能技术之二十汽轮机中轴封漏汽率测试技术

为大幅度平衡转子推力，大型汽轮机组多采用高中压合缸和通流部分反向布置的结构，这使得高压缸调节级后的部分蒸汽通过高中压缸中间的轴封漏入中压缸第1级，与再热蒸汽混合后再继续做功，这部分漏汽简称为中轴封漏汽。准确了解中轴封漏汽状况，对于机组运行、检修以及机组能耗、中压缸效率等指标的计算都有着重要意义。

问题提出：尽管一般中轴封的汽封片数较多，但由于漏汽点和汇入点之间的蒸汽压差较大，中轴封处的轴径也较大，特别是机组在经过多次启停或出现过振动故障后，中轴封的汽封片均会受到较大的磨损，因此在实际运行中中轴封漏汽率一般远远高于设计值，且由于漏汽发生在高中压缸内部，因此常规方法无法直接测量。

推荐方法：推荐采用变温法间接测量中轴封漏汽率。通过先后改变主蒸汽和再热蒸汽温度，假定不同的中轴封漏汽率，使得中压缸进（排）汽状态点发生变化，得到两条中压缸效率计算值随中轴封漏汽率假定值的变化曲线。考虑到在中压缸进汽调门开度不变、蒸汽流量接近的情况下，中压缸效率基本恒定的因素，这两条曲线的交点即为中轴封漏汽率和中压缸效率的真实值。

应用实例：以某600 MW 超临界机组为例，图1是采用变温法测量汽轮机中轴封漏汽率的计算示意。图中实线和虚线分别是主蒸汽温度降低26℃（再热蒸汽温度保持额定）和再热蒸汽温度降低33 ℃（主蒸汽温度保持额定）2 种试验工况下，中压缸效率计算值随中轴封漏汽率假定值的变化曲线。2 条曲线的交点在图中的坐标为（2.463，89.54），即该机组中压缸效率为89.54%，中轴封漏汽率为2.463%。

图1 汽轮机中轴封漏汽率计算示意

建议：采用变温法测量汽轮机中轴封漏汽率可以有效监测高中压缸中轴封间隙的变化，对机组能耗监督具有较大的实际意义。方法所需要的测试仪表和工程计算工作量均较少，但对各测量参数的准确程度要求较高，特别是中压缸进（排）汽温度的测量，如再热蒸汽温度偏差1℃约影响结果5.6%，中压缸排汽温度偏差1 ℃约影响结果7.8%，测试中需要格外关注这些测量参数的准确性。