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1、蜂窝汽封在耒阳的应用和成效大唐耒阳发电厂一、概述：我厂#2汽轮机组是1989年投产运行，为哈尔滨汽轮机厂制造的55型第21台N200130535/535一次中间再热凝汽式汽轮机，单轴，三缸、三排汽结构。它通过半挠性联轴器直接带动发电机。发电机为哈尔滨电机厂制造的QFSN2002型发电机。1999年3月，由龙威公司对该汽轮机低压缸通流部分实施了改造，改造后的低压缸效率得到了提高，低压缸效率从79.48% 提高到88.08%，在今年的5月份，由哈尔滨汽轮机厂对高、中压缸通流进行了改造，同时对高、中、低压缸的所有汽封进行了蜂窝汽封改造，改造后汽轮机试验热耗值达到8136kj/kw.h，达到了汽轮机设
2、计热耗8149kj/kw.h。低压缸只是进行了蜂窝汽封改造，低压缸的的效率由改造前的85.01%提高到改造后的87.01%。而且每个月做热效率试验，热耗值没有逐月升高，热耗值相当稳定，这其中很大的因素是因为2机组进行了蜂窝汽封改造。下面就我厂对汽轮机组进行蜂窝汽封改造进行简要的介绍，有不妥之处，请大家批评指正。二、收资、调研、定方案提高200MW汽轮机组热效率，对汽轮机组通流部分进行改造是一个很好的办法，但是改造后的机组有的能达到设计值，有的不能达到设计值，经过收资和调研，汽封对汽机热效率的影响举足轻重，传统的疏齿汽封由于其结构的因素对间隙要求太大，造成的漏汽损失大，导致汽轮机运行热效率低。同
3、时随着机组的长期运行，热效率会下降，特别是开、停机次数多的时候，汽轮机组热效率下降非常显著。我厂200MW机组以前就是这样，大修后的首次开机热耗为8473kj/kwh，半年后热耗值就到了8786kj/kwh。为了解决此问题，我们派专人到设计、制造厂家及兄弟电厂收资、调研，通过收资、调研了解到蜂窝汽封是当今比较先进的密封方式，能够高效密封，在同样的径向间隙情况下，蜂窝式密封的泄漏量比疏齿式密封少30-50%，对于轴端汽封，可以保证安装比传统的疏齿汽封更小的密封间隙，对低压轴端密封，从结构上解决了因胀差引起的低齿掉台高齿倒伏的问题，提高机组经济效益。对机组进行蜂窝汽封改造，轴上及叶片顶部原凸台凹槽
4、结构形状仍保留不变，不对汽轮机转子和叶片进行任何改变。有汽封体的，原汽封体及退让弹簧形状不作变动。将原长短齿交替形状的汽封环拆掉，换上蜂窝式汽封即可。改造后的蜂窝汽封为整圈可调整式。汽封改造后密封结构的变化(见附图一、二)附图一附图二仅改变汽封环的内密封面结构形式，由环形密封腔改成多孔六棱形密封蜂窝式密封。蜂窝带采用进口海斯特镍基耐高温合金薄板（Hastelloy-X），质地软，耐磨不伤轴，安全性佳；将不可调形式改为可调形式方便、精确调整径向间隙。 密封间隙减少。蜂窝式汽封由15CrMoA和1Cr13做母体环，15CrMoA在550以下工作时具有较高的热强性，足够的抗氧化性。1Cr13在600
5、以下耐蚀性较好，抗氧化性及热强性高，有较好的机械性能。蜂窝带由厚度仅为0.10mm的海斯特镍基耐高温合金薄板（Hastelloy-X）制成的正六面体网格型材。可长期在900高温下安全工作。蜂窝式汽封的弹簧材质为高温合金GH系列，在700以下使用有良好的综合性能，内部组织稳定，有较好的抗氧化性。经过以上的收资和调研情况，我厂2机在07年#2机组高中压缸通流部分改造实施的同时，对高、中、低压缸轴端汽封、隔板汽封和低压缸次末级叶顶汽封进行改造。具体的蜂窝汽封改造位置、数量如下：1、改造的位置及数量1.1 高压缸、中压缸、低压缸轴端汽封部位数量（圈）1）高压缸高压前轴封20高压后轴封102）中压缸中压
6、前轴封11中压后轴封43）低压缸低压前端轴封4低压后端轴封41.2、高、中、低压隔板内汽封部位数量（圈）1）高压缸第24级隔板6第512级隔板82）中压缸第1322级103）低压缸第2327级，第2932级，3037级131.3、低压缸叶顶部位数量（圈）低压缸次末级叶顶汽封3根据蜂窝汽封的结构特点，我们认真分析制造厂家提供的图纸和我厂机组振动情况，我们和厂家技术人员研究决定取厂家汽封间隙设计值的下限，即：轴封间隙控制在0.55-0.65之间，隔板间隙控制在0.60-0.70之间。也就是蜂窝汽封的安装间隙值最大值取原梳齿汽封间隙值的最小值，调整范围向下0.1。具体结果如下表所示：改造后汽封间隙的
7、要求位 置原梳齿汽封间隙值（）蜂窝汽封安装间隙值（）最大值最小值最大值最小值高 压 缸前轴封0.90.650.650.55后轴封0.90.650.650.55第212级隔板0.950.700.70.6中 压 缸前轴封0.90.650.650.55后轴封0.90.650.650.55第13级隔板0.150.10.150.10第1419级隔板0.950.700.70.6第2027级隔板1.00.750.70.60低 压 缸前轴封0.90.650.650.55后轴封0.90.650.650.55第2932级隔板1.00.750.70.60第3437级隔板1.00.750.70.60低压缸次末级叶顶汽
8、封2.52.42.52.4三、精益求精，提高检修工艺质量节能项目的实施，过程管理是关键。我们强调一丝不苟和精益求精的工作作风，不断提高检修工艺质量,提高设备的治理水平，同时制定了详细的施工方案、措施、作业指导书、检修质量标准、并落实项目负责人和监督人。为保证机组在开机过程中，不发生因机组振动过大而磨损汽封的情况，振动达到优秀值（轴振小于0.076，瓦振动小于0.025），检修过程严格按照检修工艺施工，保证轴系处于稳定运行状态，轴系稳定运行关键之一是对机组中心的调整方案确定，既要保证轴系中心与汽缸的洼窝中心重合，又要保证各轴瓦的负荷分配合理。其方案都要由汽机专业厂部领导批准，轴系对轮中心值严格按
9、照检修工艺要求进行“三级”验收，哪怕是差一丝也不行。轴系稳定运行的关键之二是各轴瓦的底部垫块要接触均匀，不能出现单边和托空。为此在研磨轴瓦时严格把关，每块瓦每块垫块进行检查，保证每块垫块的接触均匀，接触达到75%以上。当把转子落到汽缸内后，也要对各轴瓦底部的垫块进行检查，发现有接触不合格的轴瓦也要把转子吊起来重新研磨轴瓦，保证轴瓦在运行过程中稳定和牢固。轴系稳定运行的关键之三是要保证各轴瓦要有足够的紧力，轴瓦没有足够的紧力，在运行过程中轴瓦就会跳动，造成轴系中心发生变化，振动大。在测量轴瓦紧力时，点检人员必须到场，严格把关，确保测量方法和数据正确。只有保证了轴系稳定运行，才敢于将汽封间隙调整到
10、设计值的最小值。在汽封间隙调整前，一是检查了每一块隔板在汽缸内是否落到位或是松动，没有落实、只落下部分和有松动的都要进行处理，确保每块隔板落到位；二是将每块隔板的上下半都要在汽缸内进行合装，检查隔板中分面的横销有无变形和卡涩，确保隔板装配到位。在汽封间隙调整中，为保证间隙调整到位，我们制订了详细的检修工艺方案。为确保测量的准确性，除按规定方法进行测量外增加用塞尺检查汽封块的间隙；为确保测量数据真实、可靠，要求每块汽封块的背弧部均用竹签楔入，汽封套间用螺栓把严；为确保每块弹簧片有足够的弹力，要求对每块弹簧片进行抗弯和光谱检查。汽封块或汽封齿在周向（环向）对接处的间隙不能超标。在安调过程中详细记录
11、安装数据。四、改造后的安全、经济效益4.1安全效益在开机前，运行管理人员根据大修的安装数据制定了详细的开机方案，精心操作。由于机组进行高、中压缸通流改造后，高、中压转子返厂更换了叶片等处理，轴系各阶存在较大的不平衡分量，转子分别在低转速、高转速下出现了较大的振动，在现场必须做高速动平衡试验，先后四次在各轴瓦处加平衡重块，轴瓦振动最大值达到了0.1，轴振最大达到了0.18，共开停机7次。高速动平衡试验后，轴系各转速下轴承振动达优良水平，即：机组在开机过临界转速时，最大振动值不超过40m，机组额定转速和带负荷工况下，各轴承振动小于30m，轴相对振动小于76m，轴系振动达优良标准，满足机组长期安全稳
12、定运行要求，具体数据如下：机组带额定负荷振动情况 单位：m通频工频通频工频通频工频通频工频#1#2#3#47.96NA64NA1310.729028.527140#5#6#7#81512.310121030920191682825236#91X2X3X185NA38/58/23.6/4X5X6X7X73/33/33/61/机组并网带负荷暖机后进行了超速试验，试验过程中，除#4、#6轴承振动略有爬升外，其余各轴承振动基本稳定。详细数据见下表3240r/min时机组振动情况 单位：m通频工频通频工频通频工频#1#2#33.972.8NA6.786.54NA1412.6283#4#5#631.829
13、12616.616.2772219.6349#7#8/19.616.816124.321229/4.2经济效益:机组改造前、后，由湖南省中试院专家进行了机组改造后热力性能试验，性能验收试验标准采用ASME PTC6.0。热力实验结果：改造前%改造后厂家设计值%改造后试验值%备注高压缸效率80.6684.5684.47中压缸效率87.2491.5691.76低压缸效率85.01-87.01热力修正后热耗kj/kwh8396.78149.868136.85由以上结果知道：1、改造后汽轮机试验热耗值达到8136kj/kw.h，达到了汽轮机设计热耗，热耗比保证值低13kj/kwh；2、高压缸效率由改造
14、前的80.66%提高到改造后的84.47%，提高了3.81%；比设计值低0.09%；3、中压缸效率由改造前的87.24%提高到改造后的91.73%，提高了4.49%,比设计值高0.17%；4、低压缸效率由大修前的85.01%提高到大修后87.01%,比改造前提高了2.0%；改造后，机组因高速动平衡试验先后进行了7次开停机，开机的过程中轴系的振动值都大大超过了合格值，若是采用传统的疏齿汽封，汽封间隙调整到如此小的值，汽封齿肯定会被磨掉很多，汽封间隙会变大。汽轮机的热效率也会大大降低，达不到设计值。采用蜂窝汽封，蜂窝带由厚度仅为0.10mm的海斯特镍基耐高温合金薄板（Hastelloy-X）制成的
15、正六面体网格型材。耐磨损、耐腐蚀、可长期在900高温下安全工作。它的密封面是整个的蜂窝带，比传统的疏齿汽封的密封面要宽许多，所以机组经过强烈的振动后，即使有一条磨损沟，它还是有很好的密封效果。现在用手放在高、中压前端轴封处，仍然只能感受到高温的辐射热，感受不到蒸汽外冒的湿蒸汽热。每个月对2机组进行热效率试验，热耗仍能保持有大修后的效果。五 改造施工总结通过此次改造，使我们认识到，只要严格按照施工工艺要求进行检修，制定合理的汽轮机中心调整方案，轴瓦检修质量到位，保证轴系运行处于稳定状态，汽封间隙调整取设计值的下限值是完全可行的，我们认为：1、在进行蜂窝汽封改造的隔板汽封和轴端汽封径向间隙调整时，实际间隙控制在厂家设计值下限的-0.1mm以内。2、在进行叶顶（围带）汽封径向间隙调整时，实际间隙应控制在厂家设计值下限与厂家设计值上下限的平均值之间。3、大修（或专项检修）前应充分做好调整汽封间隙的技术标准、材料备件准备、施工方案准备，确保汽封调整达到预期标准。4、汽封块或汽封齿在周向（环向）对接处的间隙不能超标。2机组蜂窝汽封改造的成功是我厂节能工作取得的一大进步，但和全国的先进水平相比，还有很大的差距。今后我们将继续努力，在集团公司以机组热效率为中心的管理模式下，进一步加强设备管理，不断提高节能水平。
