汽轮机汽封改造节能效果的追踪检测与分析

刘传玲， 马保会， 张学民

发电技术

汽轮机汽封改造节能效果的追踪检测与分析

刘传玲1， 马保会2， 张学民2

（1.华电电力科学研究院山东分院，山东济南250011；2.华电潍坊发电有限公司，山东潍坊261204）

针对两台亚临界330MW机组，在通流部分汽封改造后不同的时间进行性能测试，以分析汽封改造后的节能效果的变化。2台机组经过改造后，随机组的运行，中压缸效率均有所下降，轴封漏汽量增加，热耗分别上升40.67 kJ/kWh、73.60 kJ/kWh。通过对2号机组变汽温试验，得出高中压缸间轴封漏汽量比改造后初期增加0.59%。分析表明：汽轮机汽封改造后，节能效果良好，但随着汽轮机运行时间的加长，汽轮机频繁启停，轴封间隙必然加大，汽轮机级间汽封漏汽量、轴封漏汽量加大，汽轮机的经济性降低，汽封改造的节能效果减弱。

汽轮机； 汽封改造； 节能分析； 历史追踪

0 引言

汽轮机汽封分为通流部分动、静叶汽封和轴端汽封，能够起到减少或防止蒸汽级间泄漏及真空侧空气漏入的作用。汽封密封性差是导致汽轮机内效率降低的重要原因，有关试验表明，在影响汽轮机内效率的诸多因素中，由于通流部分间隙过大造成的损失占机组

通流效率损失的80%以上[1～3]。在汽轮机汽封改造中，很多新型汽封得到广泛地应用，但改造后的效果如何，以及随着汽轮机运行时间的加长，改造效果的持久性鲜有报道。本文以某电厂两台亚临界330MW机组通流部分汽封改造为例，对汽封改造的节能效果进行追踪分析。

1 汽封改造方案

汽轮机通流部分汽封、轴端汽封对机组的经济性有很大影响。本文中的两台机组改造前采用传统的梳齿式汽封，该类型汽封容易磨损，密封效果差。根据多台机组汽封改造经验，确定出各种新型汽封在汽轮机各部位的优点和劣势[4～6]，针对该两台机组的特点，制定出如下不同型式汽封相组合的改造方案：

1）布莱登汽封：高压隔板汽封、中压隔板汽封、过桥汽封、高压排汽端汽封、高压轴端内侧第一道汽封、中压进汽平衡环汽封，中压轴端内侧第一道汽封；

2）蜂窝汽封：低压轴端汽封；

3）齿窝式汽封：低压缸叶顶汽封。

2 汽轮机汽封改造节能效果的跟踪检测

某电厂两台亚临界330MW机组在通流部分汽封升级改造后，为了跟踪检测改造的节能效果，#1、#2机组在改造后初期及运行一段时间后均进行了常规热力性能试验，其中#2机组还进行了变汽温试验。通过机组的性能测试，分析机组各性能指标随运行时间的变化。

2.1 常规热力性能试验结果

#1、#2机组常规性能试验中，在改造后初期及运行一段时间后，同样负荷条件下，对机组的缸效率、轴封至除氧器漏汽量、高压轴封至低压轴封漏汽量、轴封溢流量等参数进行了测试，测试结果见表1。

试验结果表明，1号机组综合升级改造后，经过近二年的运行，高压缸效率变化不大，中压缸效率下降约1.05%，轴封至除氧器漏汽增加约1630kg/h；由于轴封压力调整的影响，高、中压至低压轴封漏汽和轴封溢流共增加约1046kg/h；导致机组热耗率上升40.67kJ/kWh。2号机组改造后经过一年的运行，高压缸效率变化不大，中压缸效率下降2.43%；轴封漏汽至除氧器流量稍有增加；由于轴封压力调整的影响，高、中压轴封至低压轴封漏汽流量和轴封溢流流量的和与改造后初期相比，稍有增加；导致机组热耗率上升73.60kJ/kWh。

表1 亚临界330MW机组常规热力性能试验结果

2.2 变汽温试验结果

2号机组改造后及经一年运行后，均进行了变汽温工况的试验，以计算高中压缸间轴封漏汽量和实际中压缸效率。变汽温试验采用分别降低主蒸汽、再热蒸汽温度的方法，在三阀点工况下进行，试验时维持机组功

率和主汽压力稳定，三阀全开。图1、图2分别为通流部分改造后及运行一年后，2号汽轮机中压缸效率与高中压缸间轴封漏汽量的关系曲线。

试验结果表明，机组通流部分改造后，高、中压缸间轴封漏汽量占主蒸汽流量的份额为1.02%。经过一年的运行，轴封漏汽量有所增加，高、中压缸间轴封漏汽量占主蒸汽流量份额达到1.61%，比改造后增加0.59%，按照文献[7]给出的结果，此漏汽量的增加导致机组热耗率上升约9.72kJ/kWh，说明经过长时间的运行，轴封漏汽量有所增加，汽封改造、更换、调整的节能效果随运行时间的加长有所降低。

3 汽封改造对机组振动和经济性的影响

#1机组经过通流部分汽封改造后，从开始冲转到带负荷启动中，两天内出现打闸11次，经5次冲转才成功，与改造前相比，开机过程中振动容易超标。#2机组通流部分改造后，至运行一年后检查性大修期间，六次启停，有三次启动不顺利，每次开机冲转4～6次，汽轮机轴承振动大，高达200～300μm。图3为#2机组因汽轮机轴系和轴瓦振动大，造成汽封磨损、损坏情况。

通过对上述启机记录的分析可知：一方面，汽轮机进行汽封改造后，调整的动静间隙小，引起动静摩擦，汽轮机轴承振动大，造成机组改造后启动困难；另一方面，汽轮机轴系和轴瓦振动大，必然造成汽封磨损、损坏，长时间运行后通流部分汽封、轴封间隙逐渐加大，减弱汽封改造的节能效果。

4 结语

两台亚临界330MW机组在经过通流部分汽封改造后，随着机组的正常运行，性能均有所下降，#1、#2机组热耗率分别上升了40.67 kJ/kW.h、73.60 kJ/kWh；同时两台机组在改造后均出现了启机过程振动大的情况。分析表明：汽轮机汽封改造后，节能效果良好，但随着汽轮机运行时间的加长，汽轮机的经济性降低，汽封改造的节能效果减弱；汽封改造中，调整的动静间隙小，引起汽轮机启动中的动静摩擦，轴承振动大，易造成改造后机组启动困难，反之汽轮机的频繁启停，必然造成汽封磨损、损坏，长时间运行后通流部分汽封、轴封间隙逐渐加大，减弱汽封改造的节能效果。

[1]宁哲，赵毅，王生鹏.采用先进汽封技术提高汽轮机效率[J].热力透平，2009，38（1）：15～17.

[2]裴艳梅，赵景辉.国产引进型300MW机组节能降耗改造探讨与分析[J].华北电力技术，2009，（3）：48～50.

[3]车勇，程鹏清，唐放舒.300MW汽轮机轴端汽封改造后节能效果分析[J].重庆电力高等专科学校学报，2009，14（3）：3～5.

[4]魏琳健，李春清，高雷，等.汽轮机密封技术的应用和发展[J].热能动力工程，2005，20（5）：455～458.

[5]卫泳波，张晓东，张钰.汽轮机新型汽封的应用和比较[J].热力发电，2007，（12）：65～68.

[6]李敬，孟召军，盛伟，等.对汽封改革趋势的综合分析[J].东北电力技术，2004，25（12）：37～39.

[7]钟平，施延洲，王祝成.大型汽轮机高中压缸中间轴封漏汽量测试研究[J].热力发电，2006，（01）：44～47.

Tracking Test and Analysis of Energy Saving Effect of Steam Seal Modification for Steam Turbine

LIU Chuan-ling1， MA Bao-hui2， ZHANG Xue-min2
（1.Shandong Branch of Huadian Electric Power Research Institute，Jinan 250011，China；2.Huadian Weifang Power Generation Co.，Ltd.，Weifang 261204，China）

Theperformanceindexoftwo330MW steamturbineunitswastestedafterupgradingmodificationforflow passageinorder toanalyzeitschangingregulation.Bothof thetwounits，after therenovation，thethermal efficiency of HP cylinderefficiency aredeclined，thesteamseal leakageareincreased，heatconsumptionincreaseby about40.67 kJ/kWh and73.60 kJ/kWh.For NO.2 unit，thesteamseal leakageincreases of 0.59%.Thereasonthat causes theresults aboveis analyzed.Therotor vibrationincreasedsubstantially for thesmall gap betweenrotor and stator，whichseverely damagethe steamseal structureandincreasetheseal gapbothinflowpassageandshaftend，causingtheincreaseofsteamseal leakage，weakeningtheeffect of steamseal modification.Theeffect of seal leakageonthermal efficiency is alsocalculated and analyzedinthispaper.

steamturbine； steamseal modification； energysavinganalysis； historictrack

TK263.2

B

2095-3429（2016）03-0043-03

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.03.010

2016-01-27

修回日期：2016-04-15

刘传玲（1985-），女，山东济南人，硕士，中级工程师，长期从事电站机组热力系统节能分析和检测等专业工作。