【摘要】隨著我國節(jié)能降耗工作的開展，以及汽輪機技術的進步，目前有多種新型式汽封技術得到開發(fā)和利用。由于汽輪機通流葉柵設計日臻完善，以及加工制造精度的不斷提高，通流部分漏汽損失已成為制約汽輪機效率提高的重要因素之一。
【關鍵詞】燃煤發(fā)電;節(jié)能;技術研究
前言
不同形式的新型汽封，可以針對性地解決傳統汽封的某些缺點，在特定的情況下，可以更加有效地保持較小的漏汽量。針對機組的具體問題，選擇合適的新型汽封更易于保證汽輪機良好的工作性能，對保持或提高機組的經濟性可以起到顯著的作用。但是也不能盲目地否定傳統汽封，經過精心調整，也可以達到相當高的經濟性水平。選用新型汽封若不能適應機組的結構及性能特點，改造中若不能嚴格控制汽封間隙，改造后達不到傳統汽封的效果也是有可能的。同任何技術一樣，新型式汽封的應用受到很多因素的影響（有機組本身的具體問題，也有汽封設計制造安裝質量），需要在各個環(huán)節(jié)上認真控制質量，才能起到應有的作用。
傳統梳齒汽封（又稱高低齒汽封，迷宮式汽封）利用一系列依次排列的汽封齒與軸之間較小的間隙，形成一個個的小汽室，使高壓蒸汽在這些汽室中逐級降低壓力，來達到減少蒸汽泄漏的目的。由于結構簡單、適應性強的特點，梳齒汽封自發(fā)展之初就一直是汽輪機中應用最為廣泛的傳統非接觸式密封。目前，汽輪機廠家在機組出廠時自帶的汽封幾乎都是梳齒汽封。然而，在實際運行中，由于汽封塊的彈簧片長期處于高溫高壓的蒸汽中，工作環(huán)境惡劣，再加上彈簧片本身材質的原因，在汽輪機檢修中常常發(fā)現因彈簧片彈性不良，汽封塊被結垢卡死，造成汽封間隙發(fā)生變化，而無法達到汽封設計間隙，導致汽封性能下降。特別是汽輪機在起停過程中，由于汽缸內外不均勻受熱而產生變形，或過臨界轉速轉子振幅較大時，可能會引起轉子與汽封齒發(fā)生局部摩擦，導致汽封齒磨損，汽封間隙增大，漏汽量增加、汽輪機效率下降。因而隨著機組運行時間和啟停次數的增加，傳統梳齒汽封往往存在汽封齒磨損、實際汽封間隙偏大，密封性能降低的問題，使機組經濟性下降。此外，受梳齒汽封結構特點的限制，汽封在工作狀態(tài)時，汽封腔內存在周向流動，容易引起氣流激振，誘發(fā)機組低頻振動，影響機組安全運行。
隨著技術的發(fā)展，出現了多種新型汽封。通過改進設計，各種新型汽封往往可以在不影響機組安全運行的前提下，在更小的汽封間隙下運行，從而減小了蒸汽泄漏，使機組運行經濟性得到改善。由于汽封改造投資小、收益快，越來越多的發(fā)電企業(yè)采用性能更加優(yōu)越的新型汽封對原有汽封進行技術改造、提高機組性能。本文在眾多的汽封技術中，選擇幾種典型的技術進行介紹。
1.淺談幾個汽封技術改造方案
1）技術原則
高壓缸部分：根據汽輪機通流部分的原理，越是壓力高的級組汽封漏汽量對級效率的影響越大，高壓缸的汽封治理尤為重要。根據機組高壓缸效率的高低而考慮對高壓缸調節(jié)級及第幾級壓力級隔板汽封及葉頂汽封的改造。
中壓缸部分：考慮到中壓缸效率提高對機組熱耗率的影響較大（理論計算表明：中壓缸效率每提高1%，可使機組熱耗率減小23.09kJ/（KW·h））。根據機組效率與設計值的偏差，來決定對中壓缸隔板及動葉葉頂汽封改造多少，對于動葉葉頂汽封，可根據揭缸后汽封檢查情況，進行汽封間隙調整或者部分汽封升級改造。低壓缸部分：低壓缸設計作功份額大，提高低壓缸效率對經濟性的影響更明顯，故可采用新型先進汽封對低壓缸隔板及動葉葉頂汽封進行升級改造。軸封部分：從汽輪機高中壓平衡盤軸封漏汽量、自密封系統的運行以及軸封加熱器的運行狀況判斷，高中壓平衡盤汽封漏量較大、軸端泄漏量處于良好的狀態(tài)，因此可根據揭缸后檢查情況，對平衡盤汽封、軸端汽封進行部分汽封升級改造或者汽封間隙調整。
2）技術方案
通過性能分析，高壓缸效率與設計值低對比，中壓缸實際效率與設計值低的對比，低壓缸效率和設計值的對比。來決定對通流部分汽封改造的多少以提高機組的經濟性。蜂窩汽封具有有效除濕作用。低壓缸葉頂汽封采用蜂窩式密封，利用蜂窩的網絡結構可以把甩到蜂窩上的水珠吸附住，通過蜂窩背板上設計的疏水槽將收集的水排走，降低了蒸汽濕度，可以有效地保護低壓缸末幾級動葉片免受水力沖蝕，有利于動葉片的長期安全運行。在低壓缸后部濕蒸汽區(qū)可采用蜂窩汽封。
高中壓缸平衡盤軸封漏汽對機組熱耗及高、中壓缸效率影響較大。計算結構表明：高中壓缸間軸封漏汽率每增加1t，影響熱耗率升高1.05kJ/（kW·h）。如機組高中壓缸間軸封漏汽量大影響機組熱耗，應采用自調整汽封產品對此處原有汽封進行改造升級，以保證此處的良好密封效果。低壓缸軸封為光軸梳齒汽封，宜改為接觸式汽封。
2.汽封改造受益
（1）通流部分汽封改造收益分析
一般而言，泄漏蒸汽從兩方面影響汽輪機缸效率的變化。第一，汽封泄漏量的增加，直接減小了通過噴嘴（葉片）的蒸汽流量，導致級做功能力下降，從而引起缸效率降低;第二，汽封處的泄漏蒸汽射流與噴嘴（葉片）主流區(qū)蒸汽相互摻混，增加了端部損失和流動損失，引起級效率下降。這其中，泄漏蒸汽與主流區(qū)蒸汽相互摻混是泄露蒸汽對缸效率影響的主要因素。相關研究表明：動葉頂部泄漏流所導致的損失中50%以上是由泄漏流與主流摻混導致的，20%由間隙內的流動損失引起。從這個意義上講：汽封泄漏量變化對高壓缸效率的影響最大、中壓缸次之，低壓缸最小。結合汽輪機通流部分一元熱力計算分析理及汽封改造項目，參考各大電廠改造經驗，經汽封改造和間隙調整，機組高壓缸效率、中壓缸實際效率、低壓缸效率預計均會提高，高中壓間軸封漏汽率會降低。
（2）軸封部分密封效果的提高，有助于提升機組經濟性
面對存在汽封泄漏量大的問題，可采用蜂窩汽封或者接觸式汽封進行改造，以減小低壓缸軸端漏氣，提高機組經濟性。
（3）汽封改造的間接收益
1）低壓缸末三級葉片采用蜂窩汽封時，不僅有助于減小泄露量，還可以有效減小濕蒸汽對葉片的沖蝕。2）通過高中壓平衡盤軸封升級改造，降低高中壓平衡盤漏汽量，雖然會一定程度上降低中壓缸效率，卻減小了高壓缸高品質蒸汽的流失，從而使高壓缸功率增加，進而提高機組的經濟性。3）高中壓缸軸封密封效果的改善，會減少向汽輪機自密封系統的漏汽量，可能造成自密封系統密封用汽不足，需要適當增加輔汽聯箱向自密封系統的供汽。低壓端軸封的升級改造，能夠有效阻止外界空氣漏入低壓缸，提高了低壓缸及末端凝汽器的真空度，同時可以改善汽輪機凝汽器的換熱效果，提高凝汽器效率，達到改善機組經濟性，降低廠用電率的雙重效果。
3.改造注意事項
為配合機組節(jié)能優(yōu)化大修工期，對汽輪機汽封改造節(jié)能降耗項目的工期應進行嚴格的計劃，建議如下：
（1）改造方案的確定
1）項目確定后，根據改造費用和方案論證結論，確定汽封改造初步方案。2）通過與相關汽封廠家接觸，遴選業(yè)績多、質量可靠的汽封廠家。汽封汽封廠應根據汽封改造初步方案提出汽封改造詳細技術方案以及安全性及經濟性評估。3）組織專業(yè)人員對汽封改造詳細技術方案進行論證，確定最終汽封改造方案，確認實施汽封改造廠家，并進行技術談判簽訂技術服務協議和商務合同。
（2）改造項目實施前期準備
1）配合中標汽封專業(yè)廠家確認相關技術數據，落實汽封的設計和生產所需前期準備工作。2）根據機組節(jié)能改造性大修工期和開始時間，進行汽封采購、大修隊伍招標、大修前的相關技術準備工作。
（3）改造項目實施
1）現場汽封產品的調整和安裝：在實際汽封改造時，應在制造安裝運行過程中，盡可能采取措施，保證實際設備接近設計狀態(tài)，使汽封改造的效益能夠充分發(fā)揮。安裝應由汽封廠家技術人員或者在汽封廠家技術人員的指導下，由其他具有相關資質的專業(yè)人員進行調整和安裝。2）安裝后的檢驗記錄：重視對安裝結果的檢驗，保證汽封安裝符合設計要求。此外，準確記錄檢驗結果，有利于對今后發(fā)生的相關問題進行分析，有助于對改造方案進行進一步的優(yōu)化，還可作為其它類似機組進行汽封改造時提供技術參考和依據。
（3）改造項目驗收
電廠應在與汽封廠家簽訂技術服務協議時，明確汽封改造項目驗收的時間、方式和方法。并在汽封改造完成后，盡早完成項目驗收工作。
4.總結
影響機組的經濟性的因素有很多，除了汽輪機、鍋爐等原因外，人的因素也有很多，因此，要想節(jié)能不但要治理好設備，還要調動起人的積極性，做到獎懲分明，有獎有罰。
