蘇少林

一、前言

廣石化自備熱電站現（xiàn）有兩台背壓式汽輪機、一台（tái）雙抽氣凝氣式汽輪（lún）機、一台單抽氣凝氣（qì）式汽輪機（jī），總裝機容量99MW，肩負著向全廠供電、供熱的重任。其中1號、2號背壓式汽輪機為外供（gòng）中壓蒸汽的主力機組，目前運行狀態為兩機（jī）同開，無備用，同（tóng）時滿負荷運行外供中壓蒸汽。兩台機組均係哈爾濱（bīn）汽輪機廠生產的B12-8.83/4.02型（xíng）單缸、背壓衝動式汽輪機，經多年運行和檢修，兩台（tái）機組軸封係統都存在著以下缺陷：

（1）軸封漏氣係統流程設計不合理，正常（cháng）運行時係統外（wài）界（jiè）蒸汽壓力高（gāo）於軸封漏氣壓力（lì），特別是1號、2號高壓加（jiā）熱器的工作（zuò）壓力均高於後一擋、前一擋漏氣壓力（lì），造成前後軸封（fēng）抽氣管內蒸汽反流至軸封（fēng）處，汽輪機軸封外漏（lòu）氣量增大，影響現（xiàn）場工（gōng）作環境，甚至漏入油箱（xiāng）引起潤滑油乳化。同時降低了（le）汽輪機有熱效率。

（2）因（yīn）前後軸封漏氣量增大、壓力升高，在冬春餘熱利用溴（xiù）化鋰空調裝置停（tíng）運的情況下，排至前三後二擋漏氣母管的漏氣量除了被低壓除氧器用作加熱蒸汽外，還必須將大量漏氣進（jìn）行排空處理（約15t/h），不僅汙染環境（jìng），還造（zào）成經濟損失。

（3）前7、8級氣封的氣封（fēng）體單薄、前後壓（yā）差大，氣封體在（zài）壓差作（zuò）用下軸向變形嚴重，造（zào）成軸向（xiàng）碰摩，機組長期振動報警。

（4）氣封環的彈簧片大部分失效很快，氣封（fēng）環與氣（qì）封體上的環槽經（jīng）常卡澀，無法正常退（tuì）讓或彈出，級與級之間（jiān）內漏增大，機組效率降低，振動增大，安全性差。

（5）氣封環鏽蝕卡澀嚴重，大修時氣封（fēng）環拆卸困（kùn）難，影響施工進度。

針對兩台機組存在的（de）問題，組織人員對TNQF型接觸式蜂窩氣封、布萊登（dēng）（BRANDON）活動氣封（fēng）等比較先進的氣封技術進行調研。比較（jiào）各家特點後，選用了TNQF型接觸式蜂窩氣封，對1號（hào）汽輪機高（gāo）、中壓端部氣封進行改造，同時對軸封漏氣係統管線流程（chéng）改造，降低前7、8級氣封體的前後壓差，排除因壓（yā）差變形造成的（de）動靜軸向碰摩，消除運行（háng）時的振動報（bào）警。

二、TNQF型接（jiē）觸式蜂窩氣封（fēng）

TNQF型接觸式蜂窩氣封（fēng）是接觸技術和蜂（fēng）窩技術的結合，綜合了接（jiē）觸式氣封（fēng）和蜂窩式氣封的優點。

（1）TNQF氣（qì）封主體部分為接觸式氣（qì）封齒，即反Z形的分段石墨環（圖1），材料為非金屬石墨，可以耐溫700℃，耐磨蝕性好，具有自潤（rùn）滑性能，不易磨損軸徑。初安裝時與軸直接接觸，並有一定彈（dàn）簧力（lì）預緊在軸徑上，石墨（mò）環次前弧（hú）與沉槽（cáo）背弧有0.3～0.5mm間隙。當汽輪機運行較短一（yī）段時間後，石墨環逐漸磨（mó）損並被小彈簧慢慢推（tuī）出，直（zhí）至石墨環次（cì）前弧與沉槽背弧接觸，此時石墨（mò）環不會再被（bèi）推出，石墨環與軸之間的（de）間隙值隨磨損至振動值後，便保持為軸振動（dòng）值而不再磨損增大。軸振越小，間隙就（jiù）越小，節流效果就越好。這正是TNQF型氣封（fēng）的核心效果。

（2）TNQF氣封密封性能好，還在於其在（zài）梳齒間的環形腔室加焊了蜂窩帶，蜂窩帶（dài）的節流作用可大大降低漏氣流速，節流效果比普通梳齒（chǐ）顯著提高。實踐表明，在相同（tóng）間隙下（xià）比梳齒式氣封平均減少泄漏損失50%～70%。

（3）TNQF氣封（fēng）低齒部位加入蜂窩帶，利用蜂窩網（wǎng）對氣流產生摩擦阻尼效應，能有效阻（zǔ）止（zhǐ）氣流的（de）周向和軸（zhóu）向運動，抑止轉子的氣流激振，使汽輪機運行（háng）更加平穩（wěn）。

（4）由於蜂窩氣封的特殊結構，其蜂窩帶（dài）中（zhōng）的蜂窩網對氣流中（zhōng）的水分具有吸附作用，被吸附的水分將沿蜂（fēng）窩背後的排水槽排（pái）到下缸疏水孔中，達到吸濕除濕效果。有（yǒu）效地保護動葉片免受濕（shī）蒸汽衝刷，減（jiǎn）少葉片（piàn）水蝕。

（5）保留高（gāo）齒（chǐ）部位（wèi），有節流密（mì）封作（zuò）用（yòng），而氣流經節（jiē）流降壓後進入蜂（fēng）窩區進一步加（jiā）大密封效果，兩（liǎng）種密封技術綜合應用，密封效（xiào）果較佳。

三、氣封改造的（de）實（shí）施

（1）更換汽輪機前後氣封體，使用材料較好的氣封體、氣封圈、氣封（fēng）彈簧，減少兩者的腐蝕卡澀。氣封圈加厚，可減少熱變形卡澀。

（2）前後軸封Z外各3圈氣封環，采用TNQF型接觸式蜂窩氣封，與（yǔ）汽輪機轉子間隙極小，起到極（jí）為優秀的控製外漏作用（yòng），避免了餘熱浪費和油（yóu）箱進水問題。

四、完善軸封漏（lòu）氣係（xì）統

為了更好配合1號（hào）汽輪機氣封改造，充分利用漏氣熱值、減少熱源損失、提（tí）高機組效率，將機組的漏（lòu）氣係統管線進行了完（wán）善（圖2），並相應調整了回熱係統的工藝運（yùn）行方式，主要完善內容如下：

（1）將前一（yī）擋漏氣至2號高加改（gǎi）為（wéi）進1號高加氣源，降低前一擋漏氣的外界蒸（zhēng）汽壓力。

（2）增加後一擋漏氣至軸封?氣器，取代1MPa工作蒸（zhēng）汽。

（3）在後（hòu）一（yī）檔漏氣與前?擋漏氣之間（jiān）加裝聯絡閥，將後一擋漏氣作為高壓除氧器部分加熱（rè）蒸（zhēng）汽。

（4）增加前三後二擋漏（lòu）氣至排疏水擴容器，在廢熱利（lì）用（yòng）溴化鋰空調裝置停運時，用（yòng）來加熱高品質疏水溫度。

五、改造效（xiào）果

（1）改造後，第7、8級氣封的氣（qì）封體前（qián）後壓差，從原來的3.2MPa降低到1.6MPa。運行時（shí）氣封（fēng）體軸（zhóu）向變形明顯（xiǎn）減（jiǎn）小，氣（qì）封與（yǔ）軸頸軸向碰摩消除，機組振動恢複到正常值，顯著提（tí）高了機（jī）組運行的安全穩定性。啟停性能明顯改善（shàn），改造後的機組大修均能（néng）一次啟動成功，再未發生氣封部分軸（zhóu）向摩擦（cā）。

（2）氣封改造（zào）後，前後軸封外漏氣明顯減少，徹底解決蒸汽（qì）漏入油箱乳化潤滑（huá）油等汙染問題。

（3）減少了汽（qì）輪（lún）機的漏氣損失，機組效率提高。機組的熱耗降低1443.3kJ/kW·h，按年運行8760h，每年可多發電1000MW。

（4）軸封漏氣係（xì）統經過改造後，兩台高（gāo）加的（de）運行進行了相（xiàng）應的工藝調整，將前一擋軸封（fēng）漏氣改供1號（hào）高加作加熱（rè）蒸（zhēng）汽，後一擋漏氣除了供軸封抽氣器（qì）作為工作蒸汽外（wài），同時供1號高加作加熱蒸汽。經調整（zhěng）後，在關閉前三（sān）後二擋漏氣母管的兩側（cè）排空閥的情況下，1號高加的出水溫度相應提高了2℃，不僅提高了回熱係統的熱效率，還充分回收利用了漏（lòu）氣的熱值（zhí）。據以（yǐ）前係統運行情況（kuàng）統計，前三（sān）後二擋漏氣（0.17MPa、280℃）約有（yǒu）15t/h的排空量，經改（gǎi）造後得到充分利用，按年（nián）運行8760h，在除去溴化鋰有一半利用時間外，每年可節約原煤6000t。

來源：《設備管理與（yǔ）維（wéi）修》