布莱登汽封在我公司4机组的应用1

布莱登、蜂窝汽封在#4机组的应用薄瑞龙华电淄博热电有限公司山东淄博255054摘要：本文以#4汽轮机组节能型大修汽封改造为重点，具体分析了蜂窝汽封及布莱登汽封的原理及使用效果，机组通过汽封节能改造，提高了机组热效率，降低了热耗。并对蜂窝汽封、布莱登汽封的检修及运行提出了具体要求。并对布莱登汽封的使用效果提出了建议。关键词：汽轮机组布莱登汽封蜂窝汽封节能降耗1概述我公司#4机组是哈尔滨汽轮机厂生产的超高压一次中间再热单抽凝汽式汽轮机，本次#4机大修是机组投产以来进行的第二次大修，修前机组热力试验热耗8575kJ/kW.h。本级诅轴封采用的是传统梳齿式迷宫汽封，通过对汽轮机轴封更换改造，通流部分间隙调整，冷水塔清淤和喷嘴疏通，凝汽器刷洗及更换部分疏水阀等措施，修后热力试验热耗达到8418kJ/kW.h，比修前降低160kJ/kW.h。本文主要对蜂窝汽封及布莱登汽封的原理及检修方面进行了分析总结。并对布莱登汽封的使用效果提出了建议。2蜂窝汽封及布莱登汽封的原理（1）布莱登汽封工作原理：布莱登汽封齿型仍为梳齿式汽封，是利用较多的汽封齿与轴之间的较小间隙组成一个个小的汽室，使一定压力的空气（或蒸汽）在这些汽室中逐级降低，来阻止空气漏入汽缸内。与常规梳齿式汽封不同的是：布莱登汽封取消了传统汽封弧块背部的板弹簧，取而代之的是在每圈汽封块端面处，加装了四只螺旋弹簧。自由状态下，在弹簧力的作用下汽封弧块是处于张开状态而远离转子；机组启动时，随着蒸汽流量的增加，作用在每圈汽弧块背部的蒸汽压力逐步增大，当这一压力足以克服弹簧应力、摩擦阻力等时，汽封弧块开始逐渐关闭，直至处于工作状态，并始终保持与转子的最小间隙值运行；停机时，随蒸汽流量的减小，在弹簧应力的作用下，汽封弧块远离转子，使汽封与转子的径向间隙达到最大值。汽封与转子的摩擦往往是在机组启、停机过临界时发生的，而此时机组蒸汽流量小，汽封是处于张开状态，所以，布莱登汽封能够有效地避免与转子的碰磨。布莱登汽封结构图如下：（2）蜂窝式汽封工作原理：蜂窝汽封的内表面是由厚度为０.10mm的哈斯特镍基耐高温合金板制成的正六面体形状的蜂窝孔规则排列而成的蜂窝带构成，当蒸汽漏入蜂窝孔时，汽体立即充满蜂窝孔，能量被蜂窝芯格吸收，但该能量在蜂窝孔内又不能储存，其对迎头漏过来的汽流会产生阻碍作用，在蜂窝孔端部与轴径表面的缝隙间，由主轴高速旋转而产生的一层汽膜直接阻止汽流的轴向流动。以上两种阻力相叠加产生了较强的阻尼，从而达到了良好的密封效果。蜂窝式汽封的结构如下：从两种汽封的工作原理看，均比常规汽封的漏汽量少，布莱登汽封是靠间隙的减小来实现的；蜂窝式汽封一是靠间隙的减小，二是靠本身的结构来实现的，但蜂窝式汽封的间隙不能调得很小，否则在机组振动式会造成与大轴的磨损。3蜂窝汽封及布莱登汽封的优缺点蜂窝汽封的优点是能有效地吸收蒸汽中的水分，保护动叶片免受水力的冲击，延长叶片的使用寿命，而且能保护低压缸轴封的真空严密性。另外在同样的压力和间隙条件下，与传统梳齿汽封相比，可减少３０％－－４０％的漏气损失。其缺点是汽封间隙较小，机组振动时容易与大轴发生摩擦，造成大轴的磨损。另外，使用范围受限制，一般使用在汽轮机的低压缸轴封。布莱登汽封的优点是能有效的避免机组启停时，转子过临界转速引起的震动摩擦。其缺点是顶起弹簧容易卡涩，汽封块退让不动，造成汽封漏气。另外适用范围只局限在汽轮机高压缸轴封。5蜂窝汽封及布莱登汽封的应用我公司#4汽轮机汽封均采用梳齿迷宫式汽封，整个机组共有梳齿迷宫式轴封34道，隔板汽封26道。此汽封的缺点是检修调整难度大，与轴径磨损后漏汽量大，根据蜂窝汽封及布莱登汽封的特点及优缺点，针对机组的实际情况，我们对高压缸过桥汽封、前后轴封共10道进行更换改造为布莱登汽封。对低压缸前后轴封共8道更换改造为蜂窝汽封。根据蜂窝汽封及布莱登汽封的技术质量要求和安装工艺要求，我们对轴封间隙标准控制在标准的低限，并采取严格的现场验收制度，经多次验收达到合格质量标准。6使用蜂窝汽封及布莱登汽封的效果及须注意的几个问题（１）布莱登汽封块的材质为15CrMoＡ,要求整锻加工，顶起弹簧从美国布莱登公司进口，另外，要求汽封弧块径部与汽封槽部要有0.60--0.70mm的轴向间隙，以防止机组长期运行产生氧化皮发生汽封块卡涩。（２）根据布莱登汽封工作原理，在机组启动和初始负荷阶段，汽封在弹簧的作用下，处于全开状态，此时汽封间隙在最大值，汽封漏汽量大，转子加热较快，而汽缸的加热速度较慢，易出现正涨差过大，容易发生轴向磨擦引起机组震动。（３）蜂窝汽封由于间隙较小，机组过临界转速时震动较大，容易发生摩擦。蜂窝汽封具有良好的去湿性能，建议安装在汽轮机低压缸前后轴封较好。（４）不管是梳齿式迷宫汽封还是布莱登汽封和蜂窝汽封，他们都是通过减少间隙来达到减少漏汽的目的。布莱登汽封和蜂窝汽封的间隙标准，梳齿式迷宫汽封同样能达到。因布莱登汽封的价格昂贵，节能效果不明显，建议今后不采用。7结束语通过对机组检修后的热力实验发现，机组更换蜂窝汽封及布莱登汽封的节能效果并不明显，由于蜂窝汽封及布莱登汽封的价格昂贵，(每道价格约4万元左右)还有一些不确定的安全因素。因此，建议应针对机组的实际情况具体应用。收稿日期：2011-5-31作者简介：薄瑞龙，（1953年）男，山东招远人，汽机检修技师，长期从事汽机专业检修技术管理。