600-MW超临界汽轮机高中压缸汽封节能改造

1、600?MW超临界汽轮机高中压缸汽封节能改造摘要：汽轮机的汽封漏汽损失对汽缸效率、热耗率影响较大。该文针对茂名臻能热电#7汽轮机投运至今，原安装的传统迷宫式汽封出现不同程度的磨损，动静间隙增大，漏汽损失增加，导致高、中压效率下降，热耗率升高等问题，提出汽封改造的必要性，并通过采用布莱登汽封技术改造，实现高、中压缸汽封及过桥汽封间隙的自调整、无碰磨、最小化，提高了高、中压缸效率，降低热耗率。关键词：汽轮机性能试验布莱登汽封汽缸效率中图分类号：TK263.2文献标识码：A文章编号：1674-098X202103a-0011-03茂名臻能热电#7汽轮发电机组，是东方汽轮机引进日立技术生产的CC600

2、/523-24.2/4.2/1.0/566/566型超临界、一次中间再热、三缸四排汽、凝汽式汽轮发电机组，额定排汽压力6.9kPa。汽轮机总级数为43级，高压转子有9级，其中第一级为调速级，中压转子有6级，低压转子有2×2×7级。汽轮机采用高中压缸合缸结构，高、中、低缸汽封为传统的迷宫式汽封。#7汽轮发电机组于2021年9月投产。1高中压缸汽封改造前机组性能试验为了检验与考核机组的各项技术经济指标是否到达合同、设计和有关规定的要求，2021年6月由广东粤能电力科技开发对茂名臻能热电#7机组进行了机组性能试验。从表1看出，高压缸效率比设计值低1.79%，中压缸效率比设计值低于

3、1.22%，高中压缸轴封漏汽量比设计值高7.1%，热耗率比设计值仅偏高7.1kJ/kW·h。2高中压缸汽封改造的必要性汽轮机汽缸效率是机组重要的性能指标，其上下直接决定汽轮机的热耗率和机组的循环效率，进而影响机组的发、供电煤耗。该公司#7汽轮机高中压缸隔板汽封、高中压缸汽封过桥汽封、高中压缸轴端汽封原为东方汽轮机设计的迷宫式汽封，汽封工作间隙运行中为不可调。汽轮机正常运行时，转子轴振只有几丝，是不会与汽封发生碰磨的，但是在汽轮机启停过程中，特别是转子在通过临界转速时，轴振、盖振较大，工作间隙不可调的迷宫式汽封齿难免与转轴发生碰磨，汽封与轴间隙增大，形成了漏汽损失，导致汽缸缸效率降低。

4、由表2可见，各汽缸效率的变化对机组的经济性影响很大，因此，对#7汽轮机高中压缸汽封进行改造的必要性显而易见。3布莱登汽封技术改造为此，该公司与哈尔滨布莱登汽封技术应用签订?茂名臻能热电#7机高中压缸汽封改造技术协议?，它包括有关高中、低压缸汽封调整及高中压缸汽封改造为布莱登汽封的功能设计、结构、性能、安装、试验和维护等有关方面的技术要求，见表3。布莱登汽封技术原理：布莱登汽封取消了传统汽封背部的板弹簧，取而代之的是在每圈汽封弧段端面处，加装了四只螺旋弹簧。自由状态时，在弹簧应力作用下汽封弧块是处于张开状态而远离转子，见图2；机组启机时，随着蒸汽流量的增加，作用在每圈汽封汽封弧块背部的蒸汽压力逐

5、渐增大，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，见图1；停机时，随蒸汽流量的减小，在弹簧应力作用下，推动汽封弧块远离转子，使汽封与转子的径向间隙到达最大值。布莱登汽封其技术原理，就是能够有效的防止机组启停过程中动静碰磨，自动调整汽封与转子的工作间隙，并能够始终保持很小的间隙运行，从而提高机组运行效率。该改造工程从2021年12月25日至12月31日已完成全部改造、调整工作，见表4。4布莱登汽封技术改造后#7机组性能试验为了核准该公司#7汽轮机的三缸效率和热耗率，检验高中压缸布莱登汽封改造效果，该公司于2021年10月邀

6、请西安热工研究院对#7机组进行机组性能试验，见表5，表6。5布莱登汽封技术改造后性能比照从表7中看出，中压缸效率比改造前提高了0.33%，高中压缸轴封过桥汽封漏汽量比改造前减少了3.35%，高、中压缸隔板汽封，高中压缸轴封过桥汽封，高、中压缸端部第一道轴封工作间隙比改造前减少了0.10.3mm。6布莱登汽封技术改造后的效益分析6.1中压缸效率提高后产生的效益表2给出，#7汽轮机中压缸效率变化1个百分点对机组发电煤耗0.41g/kW·h的影响，那么，改造后中压缸效率比改造前提高了0.33%，那么其对机组发电煤耗的影响为：0.135g/kW·h，按机组带额定负荷600MW来计算

7、，一天可节省标煤：600000×0.135×24=1944000g1.944t，全年可节省标煤：1.944×365=709.56t。6.2高中压缸轴封过桥汽封漏汽量减少后产生的效益：表6给出，#7汽轮机本体各项性能指标偏差对经济性的影响量，高中压缸轴封过桥汽封漏汽量比设计值大3.75%，对发电煤耗影响量为2.7g/kW·h，那么1%高中压缸轴封过桥汽封漏汽量约影响发电煤耗0.72g/kW·h，那么，改造前高中压缸轴封过桥汽封漏汽量为9.35%，改造后高中压缸轴封过桥汽封漏汽量为6.0%，改造后比改造前减少了3.35%，那么其对机组发电煤耗的影响

8、为：3.35×0.72=2.412g/kW·h。按机组带额定负荷600MW来计算，一天可节约标煤：600000×2.412×24=34732800g34.73t，全年可节省标煤：34.73×365=12676.45t。6.3改造后，全年共可节省标煤709.56+12676.4513386t。6.4改造后，全年共可节省资金按该公司目前采购的山西烟煤、印尼烟煤，热值约为5500kcal/kg，价格约为500元/t算，1kg标煤约等于1.27kg的热值为5500kcal/kg山西烟煤或印尼烟煤，那么全年可节省山西烟煤约：13386×1.27

9、17000t，全年共可节省资金约：17000×500=850万元。6.5高压缸效率略降的原因高压缸布莱登汽封有局部不能闭合的现象，在下次大修时，主要对高压缸布莱登汽封的加工尺寸、弹簧和安装工艺质量的检查，修复故障的布莱登汽封，以使汽封能自由滑动，防止卡涩在槽道中，保证布莱登汽封正常闭合。7结语该公司#7汽轮机高中缸隔板汽封、高中压缸轴封过桥汽封、高中压缸端部第一道轴封自改造为布莱登汽封以来，从目前机组的运行状况来看，机组的轴向位移、高中压缸胀差及高、中压缸膨胀均在合格优良范围内，能满足机组启、停及负荷變化要求，不影响机组的启、停速率，保证机组平安运行。机组采用布莱登汽封后取得显著的经济效益，证明布莱登汽封技术是具有良好经济性和运行平安可靠性的。参考文献【1】王殿武.汽轮机设备检修M.北京：