布莱登汽封技术说明.doc

布莱登汽封技术说明

目 录

布莱登汽封结构及工作原理………………………………………………………1
布莱登汽封技术经济效果…………………………………………………………2
技术要求及指标……………………………………………………………………3
安装进度安排………………………………………………………………………4
质量保证和售后服务………………………………………………………………5

一、布莱登汽封结构及工作原理
布莱登汽封取消了传统汽封背部的板弹簧，在汽封弧段端面间安装四支螺旋弹簧，并且在每一个汽封弧段的背部进汽侧中间位置铣出一个进汽槽，以让上游来的蒸汽进入汽封弧段背面（见图1、图2、图3），为保证汽封在关闭、打开的过程中不出现卡塞现象，增大了汽封弧块“脖颈”与汽封槽道处的间隙。
当机组启机时，压力蒸汽对汽封弧段产生一个蒸汽作用力，这个作用力随汽轮机蒸汽进入量的增加而增加。

布莱登汽封圈上的受力情况如下：
（1）关闭力：进汽侧蒸汽压力p1作用于汽封弧段背部产生的作用力F1,出汽侧蒸汽压力p2作用于汽封弧段背部产生的作用力F2。
（2）开启力：蒸汽流过汽封齿与转子轴向间的通道时，对汽封产生的作用力F3和汽封弧段端面间压弹簧产生的作用力F4。
（3）摩擦力：汽封弧块闭合或张开时与汽封槽道间的摩擦力F5。
在汽轮机启动时，由于进入的蒸汽量少，相应进入汽封弧段背部的蒸汽量也少，作用于汽封弧段背部的关闭力就小，这时：
F1+F2<F3+F4-F5
汽封块在开启力的作用下，各汽封处于张开状态，远离转子，使汽封齿与转子的径向间隙保持在较大状态（最大值为汽封退让间隙与机组正常运行时的汽封径向间隙之和。汽封退让间隙1.8～2.5mm），从而避免了过临界转速时转子与汽封齿的碰磨。
随着汽轮机通流部分蒸汽进入量的增加，作用于汽封弧段背部的关闭力克服作用于汽封齿侧的开启力及摩擦力，即
F1+F2>F3+F4+F5
汽封弧块在关闭力的作用下逐级关闭，并最终实现汽封块的关闭，使汽封齿与转子的径向间隙减到最小值，并予以保持。
布莱登汽封在机组启动时，当蒸汽流量在3～30%设计流量下汽封块开始逐级关闭；在停机时，蒸汽流量减少到2～3%，汽封全部张开。这样，布莱登汽封通过汽封弧段的自动开启和关闭，实现了在机组启、停机过程中汽封与转子的径向间隙可调，避免了由于振动产生的动静碰磨，在机组正常运行中汽封与转子的径向间隙始终保持在较小的范围内，即设计值的下限。
二、布莱登汽封技术经济效果
（1）安全性
布莱登汽封能够使汽封弧块在机组启、停机时，通过一关、一开，当转子过临界时，汽封与转子处于最大的张开间隙，能够有效地避免汽封与转子的碰磨，从而彻底消除了摩擦振动所产生的隐患，提高了机组运行的安全性。
由于布莱登汽封能够有效地避免与转子的碰磨，也就避免了汽封的磨损，因此，汽轮机机正常运行时，汽封保持与转子的最小径向间隙，从而也避免了由于轴封漏汽大，所引起的油中含水问题。
（2）经济性
由于布莱登汽封能够有效地避免与转子碰磨所造成的磨损，在正常工况下，汽轮机通流部分始终保持最小间隙运行，减少了汽封漏汽量，从而提高机组运行的经济性。汽封漏汽量的大小，直接影响到整个机组运行的热经济性，尤其是高温高压蒸汽影响更大。轴封漏汽量的增大，影响到机组的出力；隔板汽封的漏汽量的增加，不仅仅影响泄漏蒸汽做功、影响级效率，而且由于漏汽量的增加对主流流场的扰动增大，引起主流流场的变化，这种变化微观是局部的而叠加一起却是整体的、全局性的，对级效率、整机效率影响甚大。采用布莱登汽封的经济性还体现在：能够完全避免汽封的磨损，从而避免了每次大修需要更换大量汽封备品的费用和缩短大修工期费用。
我们可以用传统的二维方式，从如下三方面计算布莱登汽封所产生的直接效益：
a.端部汽封蒸汽泄漏量的减少；
b.隔板汽封蒸汽泄漏量的减少；
c.叶顶汽封蒸汽泄漏量的减少。
漏汽量与汽封漏汽面积成正比，即与汽封间隙成正比。
汽轮机的内功率N=∑GⅹHsⅹη ，对端汽封而言，布莱登汽封由于漏出高品质的汽体减少，相应通流量G增大，做功能力显然增强；对于隔板及叶顶汽封而言，不仅漏汽减少，而且减少了漏汽对进入下一级汽流流场的扰动，提高了效率，做功能力也将增强。
一般电厂机组大修后，经过一段时间的运行，汽封都会产生一定程度的磨损，隔板或端部汽封径向间隙一般实测值可达到0.9-1.2mm，叶顶汽封可达1.8-2.8mm。而布莱登汽封端部和隔板汽封可调整到0.4mm左右，叶顶汽封可调整到0.8mm左右。按上述汽封公式，可以计算出，通过采用布莱登汽封可提高汽轮机内效率1-2%，提高机组出力约2%。
三、 技术要求及指标
根据汽封所处位置按热力特性要求，对各段汽封进行配套弹簧和加工汽封圈，布莱登汽封弹簧应是美国布莱登公司供货、汽封块加工工艺质量应符合有关标准。
汽封改造后，机组启停中机组胀差值不超过运行规程的要求，与改造前胀差值基本持平。
采用布莱登汽封后，对机组运行的汽水品质控制无特殊要求，可按甲方原规定的汽水品质标准进行控制。
采用布莱登汽封后，机组启停及正常运行操作方式按运行规程无特殊要求，能满足机组启停及负荷变化要求，不影响机组的启停速率，不致损伤转子或导致大轴弯曲及其它损坏。
布莱登汽封退让间隙为2-2.5mm，铁素体汽封退让间隙为原厂设计值。（铁素体汽封工作间隙值为0.45-0.55mm）。高压及中压轴端部布莱登汽封的工作间隙值为0.30-0.40mm。高中压间布莱登汽封的工作间隙值为0.40-0.5mm。高中压隔板汽封工作间隙值为0.40-0.50mm。
布莱登汽封块颈部与汽封槽部进汽侧应有0.60～0.70mm的间隙，）铁素体汽封块颈部与汽封槽部进汽侧应有0.30～0.35mm的间隙），以保证汽封块能够径向自由运动，以防产生氧化皮卡死，形成不了密封腔室。
汽封端面弹簧孔深公差为±0.13mm，垂直度为90°±3°
汽封圈上半左右应设计有止动片，以防汽封脱落。
汽封弧块颈部出汽侧与汽封体结合面，两面要求粗糙度为3.2。
汽封弧块端圆周总间隙0.3～1mm。
汽封弧块止动片与上半两弧块止动槽间隙单侧0.25～1.58mm。
汽封止动片与下半汽封块间隙大于0.25mm。
汽封圈材料应与原汽轮机厂材质一致，材质为：15CrMoA-Ⅱ/245-B/HJ406-93或1Cr12Mo。铁素体齿片为美国提供。
四、安装进度安排
根据大修进度计划安排布莱登汽封安装调试时间。机组隔板、汽封洼窝找中结束后，进入现场安装调试至回装结束，安装工作即告结束。
回装和隔板找中结束前3天，安装人员进入现场进行前期工作，单独调试时间为5--8天，但以不影响大修主进度为准。
五、质量保证和售后服务

机组在正常启停及运行状态下，弹簧的质量保证期8年。

- 4 -