劉傳玲， 馬保會(huì)， 張學(xué)民

發(fā)電技術(shù)

汽輪機(jī)汽封改造節(jié)能效果的追蹤檢測(cè)與分析

劉傳玲1， 馬保會(huì)2， 張學(xué)民2

（1.華電電力科學(xué)研究院山東分院，山東濟(jì)南250011；2.華電濰坊發(fā)電有限公司，山東濰坊261204）

針對(duì)兩臺(tái)亞臨界330MW機(jī)組，在通流部分汽封改造后不同的時(shí)間進(jìn)行性能測(cè)試，以分析汽封改造后的節(jié)能效果的變化。2臺(tái)機(jī)組經(jīng)過(guò)改造后，隨機(jī)組的運(yùn)行，中壓缸效率均有所下降，軸封漏汽量增加，熱耗分別上升40.67 kJ/kWh、73.60 kJ/kWh。通過(guò)對(duì)2號(hào)機(jī)組變汽溫試驗(yàn)，得出高中壓缸間軸封漏汽量比改造后初期增加0.59%。分析表明：汽輪機(jī)汽封改造后，節(jié)能效果良好，但隨著汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng)，汽輪機(jī)頻繁啟停，軸封間隙必然加大，汽輪機(jī)級(jí)間汽封漏汽量、軸封漏汽量加大，汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性降低，汽封改造的節(jié)能效果減弱。

汽輪機(jī)； 汽封改造； 節(jié)能分析； 歷史追蹤

0 引言

汽輪機(jī)汽封分為通流部分動(dòng)、靜葉汽封和軸端汽封，能夠起到減少或防止蒸汽級(jí)間泄漏及真空側(cè)空氣漏入的作用。汽封密封性差是導(dǎo)致汽輪機(jī)內(nèi)效率降低的重要原因，有關(guān)試驗(yàn)表明，在影響汽輪機(jī)內(nèi)效率的諸多因素中，由于通流部分間隙過(guò)大造成的損失占機(jī)組

通流效率損失的80%以上[1～3]。在汽輪機(jī)汽封改造中，很多新型汽封得到廣泛地應(yīng)用，但改造后的效果如何，以及隨著汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng)，改造效果的持久性鮮有報(bào)道。本文以某電廠兩臺(tái)亞臨界330MW機(jī)組通流部分汽封改造為例，對(duì)汽封改造的節(jié)能效果進(jìn)行追蹤分析。

1 汽封改造方案

汽輪機(jī)通流部分汽封、軸端汽封對(duì)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性有很大影響。本文中的兩臺(tái)機(jī)組改造前采用傳統(tǒng)的梳齒式汽封，該類型汽封容易磨損，密封效果差。根據(jù)多臺(tái)機(jī)組汽封改造經(jīng)驗(yàn)，確定出各種新型汽封在汽輪機(jī)各部位的優(yōu)點(diǎn)和劣勢(shì)[4～6]，針對(duì)該兩臺(tái)機(jī)組的特點(diǎn)，制定出如下不同型式汽封相組合的改造方案：

1）布萊登汽封：高壓隔板汽封、中壓隔板汽封、過(guò)橋汽封、高壓排汽端汽封、高壓軸端內(nèi)側(cè)第一道汽封、中壓進(jìn)汽平衡環(huán)汽封，中壓軸端內(nèi)側(cè)第一道汽封；

2）蜂窩汽封：低壓軸端汽封；

3）齒窩式汽封：低壓缸葉頂汽封。

2 汽輪機(jī)汽封改造節(jié)能效果的跟蹤檢測(cè)

某電廠兩臺(tái)亞臨界330MW機(jī)組在通流部分汽封升級(jí)改造后，為了跟蹤檢測(cè)改造的節(jié)能效果，#1、#2機(jī)組在改造后初期及運(yùn)行一段時(shí)間后均進(jìn)行了常規(guī)熱力性能試驗(yàn)，其中#2機(jī)組還進(jìn)行了變汽溫試驗(yàn)。通過(guò)機(jī)組的性能測(cè)試，分析機(jī)組各性能指標(biāo)隨運(yùn)行時(shí)間的變化。

2.1 常規(guī)熱力性能試驗(yàn)結(jié)果

#1、#2機(jī)組常規(guī)性能試驗(yàn)中，在改造后初期及運(yùn)行一段時(shí)間后，同樣負(fù)荷條件下，對(duì)機(jī)組的缸效率、軸封至除氧器漏汽量、高壓軸封至低壓軸封漏汽量、軸封溢流量等參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

試驗(yàn)結(jié)果表明，1號(hào)機(jī)組綜合升級(jí)改造后，經(jīng)過(guò)近二年的運(yùn)行，高壓缸效率變化不大，中壓缸效率下降約1.05%，軸封至除氧器漏汽增加約1630kg/h；由于軸封壓力調(diào)整的影響，高、中壓至低壓軸封漏汽和軸封溢流共增加約1046kg/h；導(dǎo)致機(jī)組熱耗率上升40.67kJ/kWh。2號(hào)機(jī)組改造后經(jīng)過(guò)一年的運(yùn)行，高壓缸效率變化不大，中壓缸效率下降2.43%；軸封漏汽至除氧器流量稍有增加；由于軸封壓力調(diào)整的影響，高、中壓軸封至低壓軸封漏汽流量和軸封溢流流量的和與改造后初期相比，稍有增加；導(dǎo)致機(jī)組熱耗率上升73.60kJ/kWh。

表1 亞臨界330MW機(jī)組常規(guī)熱力性能試驗(yàn)結(jié)果

2.2 變汽溫試驗(yàn)結(jié)果

2號(hào)機(jī)組改造后及經(jīng)一年運(yùn)行后，均進(jìn)行了變汽溫工況的試驗(yàn)，以計(jì)算高中壓缸間軸封漏汽量和實(shí)際中壓缸效率。變汽溫試驗(yàn)采用分別降低主蒸汽、再熱蒸汽溫度的方法，在三閥點(diǎn)工況下進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)維持機(jī)組功

率和主汽壓力穩(wěn)定，三閥全開(kāi)。圖1、圖2分別為通流部分改造后及運(yùn)行一年后，2號(hào)汽輪機(jī)中壓缸效率與高中壓缸間軸封漏汽量的關(guān)系曲線。

試驗(yàn)結(jié)果表明，機(jī)組通流部分改造后，高、中壓缸間軸封漏汽量占主蒸汽流量的份額為1.02%。經(jīng)過(guò)一年的運(yùn)行，軸封漏汽量有所增加，高、中壓缸間軸封漏汽量占主蒸汽流量份額達(dá)到1.61%，比改造后增加0.59%，按照文獻(xiàn)[7]給出的結(jié)果，此漏汽量的增加導(dǎo)致機(jī)組熱耗率上升約9.72kJ/kWh，說(shuō)明經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，軸封漏汽量有所增加，汽封改造、更換、調(diào)整的節(jié)能效果隨運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng)有所降低。

3 汽封改造對(duì)機(jī)組振動(dòng)和經(jīng)濟(jì)性的影響

#1機(jī)組經(jīng)過(guò)通流部分汽封改造后，從開(kāi)始沖轉(zhuǎn)到帶負(fù)荷啟動(dòng)中，兩天內(nèi)出現(xiàn)打閘11次，經(jīng)5次沖轉(zhuǎn)才成功，與改造前相比，開(kāi)機(jī)過(guò)程中振動(dòng)容易超標(biāo)。#2機(jī)組通流部分改造后，至運(yùn)行一年后檢查性大修期間，六次啟停，有三次啟動(dòng)不順利，每次開(kāi)機(jī)沖轉(zhuǎn)4～6次，汽輪機(jī)軸承振動(dòng)大，高達(dá)200～300μm。圖3為#2機(jī)組因汽輪機(jī)軸系和軸瓦振動(dòng)大，造成汽封磨損、損壞情況。

通過(guò)對(duì)上述啟機(jī)記錄的分析可知：一方面，汽輪機(jī)進(jìn)行汽封改造后，調(diào)整的動(dòng)靜間隙小，引起動(dòng)靜摩擦，汽輪機(jī)軸承振動(dòng)大，造成機(jī)組改造后啟動(dòng)困難；另一方面，汽輪機(jī)軸系和軸瓦振動(dòng)大，必然造成汽封磨損、損壞，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后通流部分汽封、軸封間隙逐漸加大，減弱汽封改造的節(jié)能效果。

4 結(jié)語(yǔ)

兩臺(tái)亞臨界330MW機(jī)組在經(jīng)過(guò)通流部分汽封改造后，隨著機(jī)組的正常運(yùn)行，性能均有所下降，#1、#2機(jī)組熱耗率分別上升了40.67 kJ/kW.h、73.60 kJ/kWh；同時(shí)兩臺(tái)機(jī)組在改造后均出現(xiàn)了啟機(jī)過(guò)程振動(dòng)大的情況。分析表明：汽輪機(jī)汽封改造后，節(jié)能效果良好，但隨著汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng)，汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性降低，汽封改造的節(jié)能效果減弱；汽封改造中，調(diào)整的動(dòng)靜間隙小，引起汽輪機(jī)啟動(dòng)中的動(dòng)靜摩擦，軸承振動(dòng)大，易造成改造后機(jī)組啟動(dòng)困難，反之汽輪機(jī)的頻繁啟停，必然造成汽封磨損、損壞，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后通流部分汽封、軸封間隙逐漸加大，減弱汽封改造的節(jié)能效果。

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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

劉傳玲（1985-），女，山東濟(jì)南人，碩士，中級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事電站機(jī)組熱力系統(tǒng)節(jié)能分析和檢測(cè)等專業(yè)工作。