680MW汽轮机汽封间隙测量和调整优化分析

680MW汽轮机汽封间隙测量和调整优化分析

曾建强

（华电湖北发电有限公司电力工程分公司西塞山检修项目部）湖北黄石435000

摘要：汽封间隙是影响汽轮机热效率和热经济性的主要因素，其调整方法尤为关键。论述了湖北华电西塞山发电有限公司680MW超超临界汽轮机半实缸汽封间隙测量调整的总体流程，分析了影响半实缸汽封调整精度的各种因素，介绍了全实缸优化调整汽封间隙的工艺方法。

一、前言

近年来，电力企业经营环境日趋复杂，迫使电力企业挖潜增效采取必要的措施，其中，节能降耗、揭缸提效工作是深入开展此项工作的措施之一。汽轮机揭缸提效的重要工作之一是汽轮机汽封间隙调整，间隙的合理化直接决定汽缸的效率及机组热耗。汽轮机汽封间隙的测量、调整优化分析是检修工作中一项复杂且工作量较大的工作。汽封间隙测量及调整工作的好坏，直接影响汽轮机的热效率。若高、中压轴封间隙大，轴封漏汽量就会增加，还会造成汽轮机油中带水。若低压轴封间隙大，真空系统的严密性就会降低，若隔板汽封及通流部分间隙大，级效率就会降低，在一定程度上影响汽轮机的经济运行。若汽封间隙太小，可能使机组运行时动、静碰摩而使机组振动过大，严重时会造成大轴弯曲，从而影响机组安全运行。因此，在检修中要解决这个问题，需要对汽封间隙调整进行优化分析。

二、汽轮机概况

湖北华电西塞山发电有限公司(以下简称西塞山电厂)#3、#4机组为东方汽轮机厂引进日立技术生产制造的N680—25MPa/600℃/600℃超超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、双背压、纯凝汽式汽轮机。汽轮机的高中压缸为合缸结构，采用上缸猫爪支撑，低压缸为双流反向布置。主蒸汽温度为600℃，压力为25MPa，再热蒸汽温度为600℃，压力为4.414MPa。在汽轮机发电机组轴系中，每根转子均由2个轴承支承，其中高、中压转子采用可倾瓦支承，低压转子采用椭圆瓦支承。

三、汽封的结构及原理

汽轮机的汽封主要包括隔板汽封，叶顶（围带）汽封和轴端汽封。汽封的工作原理主要是利用截面变大、蒸汽膨胀，使得压力变小，经过多次截面变大，压力变小，使得蒸汽压力与轴封蒸汽压力相等，停止向外流动，轴封蒸汽压力平衡仍然利用截面变大、压力变小的原理，经过冒汽封之后，使轴封压力与大气压力相等，不再外漏。通过实践证明，高压缸前汽封间隙每增加0.10mm，轴封漏汽量就会增加1-1.5t/h；高压部分各级隔板汽封间隙每增加0.10mm，级效率将降低0.4%-0.6%，如果隔板汽封漏汽量增加，转子的轴向推力将加大，在一定程度上会影响汽轮机的安全运行。因此，汽封间隙必须按照设计标准进行调整，而调整之前准确的测量汽封间隙就成了前提条件。

四、半实缸汽封间隙的测量调整

（一）汽封间隙的测量方法：

1．用塞尺测量汽封间隙：塞尺测量汽封间隙是一种最直接而又准确的方法，但是只适合测量可以看见的部位，主要包括下半结合面两侧和轴端汽封最外一圈等。在测量中分面两侧汽封齿径向间隙时，在汽封块背弧处用一个竹楔将其楔死，防止塞汽封间隙时，汽封块发生退让，产生假间隙。测量时应一个齿一个齿的测量，并按顺序作好记录。

在测量之前，转子应放在工作位置，即转子推力盘要靠死推力轴承工作面，且K值符设计要求。根据汽封块的大小和宽窄选择合适规格的塞尺，尽量往深处测量。发生卡涩时先检查汽封块是否有毛刺，以免测量不准确。测量高低齿时如果塞尺太宽不能塞入时可将塞尺裁成比齿间轴向间隙略小的专用塞尺，但裁完后要将每片打磨干净，不得有卷边和毛刺等，以免测量误差过大。

2．用压铅丝法测量汽封间隙：在测量汽封间隙时，为了能够全面、真实的反映汽封间隙情况，所以采用压铅丝的方法测量。根据不同的汽封间隙要求选择合适的铅丝（铅丝太粗会造成阻力大压出来不准确，而铅丝太细会发生间隙过大时压不着，而造成不知调整量的情况），并用胶布粘放在汽封齿（整圈）上。

压铅丝法测量汽封的步骤：

1）前期准备。如果弹簧片的弹力较小，压之前需要用竹楔或木楔之类的东西将汽封块背死以防止汽封块退让而使压出的痕迹不准确；

2）铅丝的选择。由于目前的汽封齿加工都比较规范，我的经验就是选择比汽封间隙要求的最大值粗0.5mm左右的铅丝；

3）铅丝的放置。放置时铅丝与汽封块要贴牢，在高低齿的汽封上放置时更应注意不能将铅丝用力在上面用手按，应提前按照高低齿的形状做好所用的铅丝再放到位，然后用粘度较大的胶布把铅丝两头长出的部分弯折并与汽封块侧面贴；

4）过程中的注意事项。吊入转子之前一定要将转子按照工作扬度找平后才可放入，并且吊入过程中一定保持转子平稳、位置合适，落入轴瓦时为了避免发生转子左右晃动和前后窜动，可以用借助工具（如木方等）将转子撬住，以免压出假间隙。压完后上半部套与转子也应平稳吊出，防止晃动。

3．用贴胶布法测量汽封间隙：无论是用塞尺测量还是用压铅丝测量都不能100%的测量出整圈汽封各个部位的动静间隙。因此，采用贴胶布的方法测量出整圈汽封的最小间隙，以防止某个部位汽封间隙过小，造成运行中动静发生摩擦。

贴胶布法测量汽封的步骤：

1）前期准备。贴胶布前应将汽封块清理干净，不能有油污毛刺等，以免造成贴不牢。胶布一般多用医用的白胶布，1层0.25mm，如果需要测量的间隙不是0.25mm的倍数，可以使用不同厚度的纸张进行调整；

2）贴胶布的注意事项。按照设计要求，把厚度合适的胶布分别贴在每块汽封上。贴前分别测出不同层次胶布的厚度，每块汽封可以贴两种厚度，设计要求的上限及下限各一种。在高低齿上贴胶布时一定要将胶布与每个齿槽都牢牢贴死，不能发生局部悬空的情况，以免盘动转子时将胶布刮掉，而且胶布不能贴在汽封块接缝处；

3）过程中的注意事项。胶布贴好后，在转子汽封凸凹台涂一层红丹粉（不要太厚），吊回转子到工作位置，组合上半，将转子盘动2圈以上（在盘动过程中始终保持转子在工作位置），吊出转子，检查胶布摩擦痕迹；

4）检测方法。根据胶布红丹粉接触程度，判断汽封间隙大小，下面以三层胶布为例：当三层胶布都没有接触时，汽封间隙大于0.75mm；第三层刚见红色痕迹为0.75mm，第三层有较深红色痕迹时为0.65mm-0.75mm；第三层表面颜色变紫为0.55mm-0.60mm；第三层表面磨透则为0.45mm-0.50mm。

4．用碰撞实验法测量整个部套的汽封间隙：此方法适合对整个部套都是无法进行调整的固定汽封齿或汽封齿在转子上的情况，如杭州汽轮机厂生产的小汽轮机。还有就是厂家加工的汽封尺寸比较规范，不要求进行汽封调整将部套摆到正确位置即可。这种测量方法就是在下部左右间隙都测量准确后，扣上半部套然后在两侧架百分表，均匀的使部套下降或顶起，并随时盘动转子，感觉转子有摩擦时即停，然后读出百分表上下降和上升的数值，按照此数值将部套调整至设计的间隙位置后将部套的的挂耳处固定死。此方法需要注意的是两侧要同时进行，切不可单侧一次升降到位再调另一侧，以防止部套发生偏斜造成底部键拉毛。

六、结束语

综上所述，汽轮机汽封间隙调整是一项复杂而细致的工作，对于运行多年的机组，检修时需要考虑更多的影响因素。机组运行后各种参数表明，这种方法在提高热效率方面效果非常明显，因此，全实缸汽封调整法是在实践中被证明的冷态下较为有效的汽封调整方法，这种工艺从理论到实践都是可行的，提高汽轮机热效率的同时也提高了汽轮机的安全、可靠性。

参考文献：

1.《大功率汽轮机检修》周礼泉北京：中国电力出版社，1997

2.《汽轮机原理》沈士一，庄贺庆，康松等北京:中国电力出版社，2008