火电汽轮机常用汽封出现问题的对比分析

火电汽轮机常用汽封出现问题的对比分析

宋茂宁

白山吉电能源开发有限公司 吉林省 白山市 134300

摘要：近几年，伴随着国内快速发展的汽轮机组技术以及相关相关配套设施设备，大大提高了汽轮机组使用的效率以及稳定性、安全性、可靠性。国内使用最为广泛的汽封形式有四种，即：布莱登汽封、接触式汽封、蜂窝式汽封、侧齿式汽封。在实际运行期间，其中每一种产品都会涉及到多样化的问题。基于此，笔者以白山吉电能源开发有限公司为例，针对于火电汽轮机常用汽封出现问题的对比进行了深入分析与探讨，以此为相关学者以及从业人员提供有价值的参考依据。

关键词：火电；汽轮机；汽封；问题

引言：在火电汽轮机中，汽封种类具有一定的多样性。汽封款式的不同，所面临的问题也是各不相同。为此，相关人员要全面掌握和熟悉常见汽封（布莱登汽封、接触式汽封、蜂窝式汽封、侧齿式汽封）出现的问题，通过对比分析方法，展开有效处理和解决。本文将从汽轮机汽封的结构及原理、火电汽轮机常用汽封出现问题的对比分析、对比分析总结三大方面来进行深入剖析。

1. 汽轮机汽封的结构及原理

火电汽轮机的汽封涉及多种内容，包括：轴端汽封、隔板汽封以及叶顶汽封。工作原理为：通过膨胀的蒸汽以及变大的截面，汽封能够降低压力，通过多次变小的压力以及变大的截面，使轴封蒸汽压力等同于蒸汽压力，使外向流动停止，需要依然使用变小压力和变大截面原理来平衡轴封蒸汽压力，在通过冒汽封后，使大气压力等同于轴封压力，并且不再发生外漏的情况。根据相关资料数据表明，煤增加高压缸前汽封间隙0.1毫米，就会相应的增加轴封漏汽量1-1.5t/h；每增加高压部分各级隔板汽封距离0.1毫米，就会降低级效率，降低范围在0.4%-0.6%之间，如若增加隔板汽封漏汽量，就会提高转子的轴向推力，从而无法正常安全的运行汽轮机。为此，要依据相关设计规范标准，合理科学的调整汽轮机汽封间隙，在还未实际展开调整工作之前，对汽封间隙进行精准测量是基础前提^[1]。

二、火电汽轮机常用汽封出现问题的对比分析

针对于火电汽轮机常用汽封出现问题的对比分析，笔者整理了四点，分别是：布莱登汽封、接触式汽封、蜂窝式汽封、侧齿式汽封，本章将一一进行说明。

1. 布莱登汽封

1. 弧段闭合存在较多不拢情况

在实际运行机组的过程中，虽然各个弧段所承受的蒸汽压力和重力一样，但是各个弧段中重力方向、弹簧力方向以及摩擦力产生了大不相同的向心闭合力矢量和，为此，造成各个弧段朝着轴心移动的速度和力量各不相同，从而会引发各个弧段闭合向心速度有较大的差异性，导致无法顺利闭合弧段。

2. 有时弧段张不开

在实际运行汽轮机一段时间后，在弹簧槽和侧面滑道部位，汽封会产生锈蚀，也会加大滑道与汽封之间的摩擦力，弹簧内部发生的锈蚀会对弹簧正常伸张进行阻碍，从而难以张开弧段，如若加大停机转子振动或者降低负荷，就会迅速磨损齿，难以确保密封。

3. 密封齿为梳齿式，会造成汽流激振

梳齿式汽封存在环形腔室在齿之中，椭圆形为转子的运转中心，轴和环形腔之间会不断变形距离，在环形腔内环流大量泄漏的蒸汽，始终会变化切向分力，从而会引发汽流激振情况^[2]。

4. 产生较大的胀差

在轴端位置，不能安装布莱登汽封，因为无论是开始或者是停机期间，都会发生动静间胀差的情况。弹簧在此期间会撑开各汽封孤段，轴径和梳齿之间有很大的密封间隙，沿着轴径表面，大量的轴封蒸汽会流入到汽缸，并延长加热转子，从而增大胀差，提高了开启或者停止时的危险程度。可以通过增加暖机时间，来对胀差进行有效减小。为此，安装布莱登汽封在轴端位置，需要很长的组暖机时间，不敢加快并网的速度，从而会带来一系列的损失。

2. 接触式汽封

高分子复合材料没有较好的耐热性，容易发生碳化反应，并且高分子复合材料没有较高的耐热温度，在国内市场中，210摄氏度是常用聚酰亚氨最高能承受的温度值。在经过高温后，会产生一系列的碳化反应，从而发生碎裂，无法产生密封效果^[3]。

如若复合环侧面有较大的间隙，起初能够合拢复合环，那么复合环就会和轴产生较长时间的摩擦。这种摩擦缺乏润滑，长此以往，会引发热能，在转子局部位置会引发高温情况，容易弯曲大轴。因为复合材料容易发生一系列的碳化反应，并发生碎裂，在槽内会引发振动停机的情况。

复合材料环并非只有一部分，而是分成多个部分，从而其中的弹簧力难以实现均匀受力。向外向心力不在圆周上不等，会引发振动轴的情况。

3. 蜂窝式汽封

在生产期间，负责蜂窝汽封的部分生产商在制作蜂窝晶格的过程中，会提高均匀程度，从而会引发不均匀的回旋气流情况，降低最终的密封效果。

正六边形的形成存在着不均匀的蜂窝侧焊点，激光焊焦是其中焊点存在的问题。难以确保密封效果，也无法保持使用年限。

如若使用材料的时候缺乏科学性和合理性，就会降低耐水蚀能力，会对汽封使用年限产生不利影响。

在安装蜂窝式汽封的过程中，需要较高的工艺水平，安装水平会严重影响最终的密封效果。

4. 侧齿式汽封

较大的转子凸台机组比较适用于侧齿式汽封。现如今，国内较多的老机组，在设计的过程中，没有制作较大的转子凸台，会缩短高齿，侧齿数量的增长有限，效果不明显。由于存在较小的凹槽，对侧齿进行增加，如若存在较大轴向膨胀的情况，就会引发一系列的安全问题。如若制作较小的侧齿，就难以实现预期想要达到的效果^[4]。

梳齿式汽封普遍存在的问题为：开始或者停止机组期间，由于较大的振动会容易磨损汽封，增大汽封之间的距离，对汽封效果产生严重影响。

在长时间运行机组后，不可避免的会出现汽封距离增大、降低中分面平行度而造成在中分面位置漏气情况。由于不断增加的泄漏量，会大大升高蒸汽对轴加热区域的温度以及长度，也会增加转子的轴向长度，扩大胀差，相应的会移动汽封块的短齿和轴上凸台，从而发生各种不良情况，例如：掉台等，进而引发增大机组振动以及降低密封效果等恶劣情况。

三、对比分析总结

立足于电厂使用方面而言，在实际使用机组期间，机组的经济性、安全性是最为关键的两大内容。无论是哪个使用机组的企业，就要将首要位置设立为安全生产。这不仅仅会影响到设备使用的具体年限，相关人员的生命安全，还会引发一系列的情况，例如：污染生态环境、机组停机影响工厂、居民正常使用等。而后，是经济要素。在全社会呼吁节能减排的形势下，国内电厂的重要经济指标之一为节能。由于大修以及保养，一样的机组会产生很大的经济差异。

结束语：综上所述，本文介绍了国内常用的四种汽封布莱登汽封、接触式汽封、蜂窝式汽封、侧齿式汽封出现的问题。为了提高使用汽轮机汽封形式的安全性、稳定性以及可靠性，相关人员要全面掌握和熟悉这几种常见汽封出现的问题，而后树立具体问题具体分析原则，针对其中问题，采用可行策略进行解决，从而推动汽轮机厂的可持续发展和进步。

参考文献：

1. 何滨,宋大全. 核电汽轮机汽封径向间隙测量方法探讨[J]. 东方汽轮机,2020(3):55-58,63.

2. 王鼐. 火电厂汽轮机管阀的日常检修及管理探讨[J]. 技术与市场,2020,27(5):168,170.

3. 刘景平. 火电企业汽轮机密封油系统漏氢风险及处理方法探讨[J]. 数码世界,2019(1):107.

4. 李沛. 新型汽封油档在电厂汽轮机改造中的应用研究[J]. 中国设备工程,2019(24):65-66.