李永翔 趙純陽(yáng) 孔德臣
摘要:汽輪機(jī)是用蒸汽來(lái)做功的旋轉(zhuǎn)式熱能動(dòng)力機(jī)械,具有效率高、功率大、轉(zhuǎn)速容易控制、壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠等優(yōu)點(diǎn),但軸端汽封易泄漏也是汽輪機(jī)常見(jiàn)故障,本文通過(guò)對(duì)NG25-20背壓式汽輪機(jī)軸端汽封泄漏原因分析及蜂窩密封改造處理,消除了泄漏,提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。
關(guān)鍵詞:汽封;泄漏;蜂窩密封
1? 問(wèn)題描述
煉油廠重油催化裝置NG25-20背壓式汽輪機(jī)由杭州汽輪機(jī)廠生產(chǎn),額定功率1506kW,額定轉(zhuǎn)速11520r/min,進(jìn)汽壓力3.9MPa,排氣壓力1.0MPa,入口溫度435℃,排出溫度299.6℃,介質(zhì)流量19T/H。該汽輪機(jī)軸端汽封采用梳齒迷宮密封形式,泄漏比較嚴(yán)重,上一檢修周期為維持機(jī)組運(yùn)行主要采取了軸端疏齒密封增設(shè)漏汽抽汽系統(tǒng)、軸承箱油封外側(cè)增加氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)等方式來(lái)降低蒸汽外漏引起軸承箱進(jìn)水情況發(fā)生,使機(jī)組運(yùn)行能耗偏高,經(jīng)濟(jì)性降低,潤(rùn)滑油進(jìn)水易引起軸瓦及控制系統(tǒng)故障風(fēng)險(xiǎn)增大,因此需對(duì)軸端密封進(jìn)行改造更換。
2? 改進(jìn)思路與方案實(shí)施
2.1 原因分析
通過(guò)對(duì)機(jī)組拆檢分析,造成軸端氣封泄漏嚴(yán)重的原因主要有2方面,如圖1所示。
①軸端汽封間隙過(guò)大且不均。經(jīng)過(guò)塞尺測(cè)量中分面左右側(cè)間隙最大處分別達(dá)到0.6mm和1.1mm,下部汽封齒與轉(zhuǎn)子有磨損痕跡且倒伏,上部汽封間隙最大處0.8mm。造成此種情況發(fā)生主因有轉(zhuǎn)子與氣缸中心偏移,轉(zhuǎn)子下沉或氣缸上移。
②軸端汽封承受過(guò)大負(fù)荷。經(jīng)過(guò)對(duì)平衡活塞汽封拆檢發(fā)現(xiàn)中分面兩側(cè)各有近30mm圓周處梳齒汽封受到?jīng)_刷,已形成貫穿式通路,造成P2處壓力上升,增大了軸端汽封工作負(fù)荷。
2.2 改造步驟方法
根據(jù)汽封泄漏產(chǎn)生原因,本次密封改造決定從以下方面著手進(jìn)行:
①?gòu)?fù)查新汽封尺寸。
對(duì)汽封外徑、內(nèi)徑及與其配合部位處(圖中12、5)進(jìn)行涂色確認(rèn),保證接觸面積達(dá)到80%以上,接觸部位分布均勻;校核內(nèi)徑與轉(zhuǎn)子配合部位間隙達(dá)到規(guī)定值。
②對(duì)蒸汽室內(nèi)部平衡活塞處汽封套梳齒修復(fù)加工,消除圓周貫穿通路,保證配合間隙。
③調(diào)整轉(zhuǎn)子與汽缸中心。
1)轉(zhuǎn)子與汽缸中心調(diào)整可以采用以轉(zhuǎn)子為基準(zhǔn)調(diào)整汽缸,還可以以汽缸為基準(zhǔn)調(diào)整轉(zhuǎn)子,因該缸體采用上半缸支撐形式,下半缸配有管線及導(dǎo)向定位鍵、偏心銷等特殊結(jié)構(gòu),調(diào)整難度較大,因此決定采取調(diào)整轉(zhuǎn)子方法進(jìn)行。
2)扣合上缸體支撐于前后貓爪,緊固中分面螺栓,松開(kāi)下缸支撐頂絲,調(diào)整四處貓爪載荷分配并使其均勻。
3)重新支撐下缸體并用百分表監(jiān)視,使下汽缸位置不發(fā)生變化,松開(kāi)中分面螺栓吊出上缸,此時(shí)下缸體可作為找正基準(zhǔn)。
4)復(fù)查汽缸水平度,調(diào)整定位軸承座水平,使水平度趨勢(shì)與汽缸一致。
5)放置假軸架設(shè)百分表檢測(cè)(圖中12、5處)三點(diǎn)數(shù)值,調(diào)整活動(dòng)端軸承座使三點(diǎn)數(shù)值誤差值小于0.05mm。
6)回裝軸端汽封、平衡活塞汽封套及轉(zhuǎn)子,檢測(cè)并調(diào)整各處配合間隙達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
④對(duì)軸系進(jìn)行大找正。
3? 應(yīng)用效果
機(jī)組在軸端汽封改造試車后,密封性能良好,軸端再無(wú)蒸汽外漏情況,同時(shí)臨時(shí)增設(shè)的抽汽系統(tǒng)、吹掃系統(tǒng)已經(jīng)停止使用,機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、安全性得到提升。
4? 蜂窩密封技術(shù)特點(diǎn)
蜂窩汽封密封環(huán)的內(nèi)孔表面由規(guī)整的蜂巢形狀的正六邊形小蜂窩孔組成,蜂窩汽封是以汽體通過(guò)蜂窩帶時(shí)產(chǎn)生的阻尼來(lái)密封。蜂窩汽封中正六邊形的蜂窩孔,是由厚度僅為0.05~O.10mm的鎳基耐高溫合金經(jīng)特殊加工手段制成蜂窩帶而形成的,蜂窩的高度及蜂窩孔的大小根據(jù)一定的設(shè)計(jì)規(guī)范確定。蜂窩帶很薄,硬度也很小,不會(huì)對(duì)與其相接觸的任何鋼質(zhì)物件產(chǎn)生磨損。蜂窩帶疊合成正六邊形,使其在高度方向上具有足夠的強(qiáng)度,不會(huì)在接觸時(shí)被壓損。因此,蜂窩汽封可與軸頸保持較小的配合間隙,達(dá)到良好的密封效果。蜂窩帶即使被磨損也依然保持蜂窩形式,不會(huì)因結(jié)構(gòu)上的變化而影響密封效果。近年來(lái),蜂窩汽封已逐漸取代梳齒迷宮汽封。
參考文獻(xiàn):
[1]蘇文達(dá).杭州汽輪機(jī)使用說(shuō)明書T7531.杭州汽輪機(jī)股份有限公司,2008.
[2]任曉善.化工機(jī)械維修手冊(cè)(中卷)[M].化學(xué)工業(yè)出版社, 2004.
[3]崔繼哲.化工機(jī)器與設(shè)備檢修技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,? ?2000.