降低汽轮机漏汽损失的新技术——薄叶式汽封

王淑琴

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046）

降低汽轮机漏汽损失的新技术
——薄叶式汽封

王淑琴

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046）

使用新型汽封、间隙控制技术的优点毋庸置疑，除了可以降低漏汽损失、提高汽轮机的性能之外，还可以避免间隙减小时的轴系振动的问题。通过维持原有汽封性能，可防止长期运行后性能的逐年恶化，而且在部分改造老机组时也可以予以使用，所以具有很高的投资价值。

漏汽损失；薄叶式汽封

0 引言

在环境问题备受全球关注时，发电设备的高效率作为CO2减排的切实措施已成为更加重要的课题。汽轮机效率低下的主要原因是蒸汽泄漏问题，为此开发了降低泄漏损失的新型汽封，以及将密封件碰磨控制在最低限度的汽封间隙控制技术。

1 薄叶式汽封

1.1 原理

薄叶式汽封是和以往的拉别林汽封不同的新型汽封。薄叶式汽封是将许多被称之为"薄叶"的薄板向旋转方向倾斜排列。这种汽封的原理主要有以下3点：

1）通过减少蒸汽泄漏提高汽轮机的性能；

2）利用转子旋转产生的动压效果及汽封压差使薄叶的端部上抬，避免与转子接触，从而可以避免薄叶的碰磨及接触发热；

3）通过板状增大轴向刚性，可提高汽封前后的压差。

1.2 基本结构

每个薄叶就是5 mm、厚0.1 mm的金属板。薄叶的前后与薄叶夹持之间设有间隙，通过汽封前后的压差来控制薄叶表面的压力分布，使薄叶产生上抬力。

1.3 工作原理

薄叶汽封的工作原理是：薄叶上作用着由设定预载荷产生的压紧力、转子运行时动压产生的上抬力、各气封压差产生的上抬力，通过这些力的平衡作用，使薄叶在转子运行时上抬。

1.4 与以往汽封的比较

1）拉别林汽封。拉别林汽封采用的是传统的非接触式结构，为了避免转子和汽封齿的接触，在设计上允许存在一定程度的间隙，从而限制了漏汽的进一步降低。且漏汽量由于间隙变化会发生变化；运行中汽封齿和转子发生接触磨损后间隙变大，漏汽量也就随之增大。

2）刷子汽（气）封。刷子汽（气）封主要用于燃气轮机及其它某些汽轮机，是一种接触式汽（气）封，其漏汽（气）量约为拉别林汽（气）封的40%，因为刷子单体刚性较低，故存在高压差条件下为增大朝转子方向的压紧力而产生的高压差问题和使用寿命问题，特别是当汽轮机内压差很大时，要采用刷子汽封有困难。

1.5 性能验证试验结果

依据薄叶汽封的工厂试验将漏汽量确认试验结果和上抬特性验证试验结果确认，漏汽量可以降低到以往拉别林汽封的30%左右。而且通过导通试验确认了在转子旋转时导通电位差下降、薄叶上抬。

1.6 实机验证结果

薄叶汽封在验证设备汽轮机上进行了实机验证。在LP平衡环和IP平衡环上使用了薄叶汽封，然后测量其漏汽量，经确认，实测和设计值相符，比以往拉别林汽封结构的漏汽量减少。

2 ACC（间隙有效控制）汽封

2.1 特征和基本结构

ACC汽封的结构就是一种拉别林汽封弧段，可以沿着径向移动，利用蒸汽压差力和弹簧力，使启停时和带负荷运行中间间隙发生变化。据判断，汽封齿的碰磨主要是由于停机过程中汽缸的猫拱状变形和启动过程中转子轴心在上下方向的移动造成的，所以将汽封弧段设计成上下可去、左右固定的结构。

以往的拉别林汽封，在汽轮机停机时因为间隙减小，汽封有发生接触的可能性。而ACC汽封在汽轮机启停时间隙并不减小，避免了汽封的接触，而在汽轮机带负荷运行时，间隙保持在较小的状态，从而降低了漏汽量。

2.2 工作原理

汽轮机启停时通过弹簧力使汽封弧段上抬，以保持转子和汽封之间的间隙为较大状态；汽轮机带负荷运行时，利用汽封压差使汽封弧段朝转子方向靠近，以保持运行中的间隙在较小状态。

2.3 实机验证结果

ACC汽封已在验证设备上进行了实机验证。确认了其工作良好，在汽轮机停机时间隙扩大、而在带负荷运行时间隙减小。使用ACC汽封连续运行之后进行检查，确认汽封齿尖端没有碰磨、没有接触痕迹，弹簧力也没有变化。

3 结语

为了满足高效环保的需求，开发了降低汽轮机漏汽量、提高效率的新型汽封技术和间隙控制技术。这些新技术都是在验证设备上对实用性能及可靠性进行验证后在实机上应用的，在所有机组上都没有出现问题。除了在新机组上应用之外，还可以用于旧机组的小范围改造，得到较高的投资回报。新技术在单缸汽轮机上使用可以根据不同机组的运行状况、工程进度、经济性评价选择其使用范围。今后将继续致力于扩大汽轮机新型汽封技术和间隙控制技术的应用，力求通过高可靠性的产品对节能减排作出贡献。

（编辑：立 明）

TK 269

B

1002－2333（2014）04－0263－02

王淑琴（1961—）女，工程师，主要从事汽轮机技术工作。

2014-01-06