利用汽缸垂弧规律调整汽封间隙方案设计

袁开祥

【摘 要】本文通过探索330 MW机组高中合缸汽缸垂弧规律及其影响,找到并利用汽缸垂弧规律对汽轮机本体各部件汽封间隙进行调整的方法,在江苏华电扬州发电有限公司两台330 MW机组汽轮机本体技改大修中实施,其经济性指标数据达到了设计值,说明汽缸垂弧对调整汽封间隙影响较大,并对提高机组经济性起着重要的作用.

【期刊名称】《科技创新与生产力》 【年(卷),期】2016(000)011 【总页数】2页(P64-65)

【关键词】汽轮机本体;汽缸垂弧;汽封间隙;间隙调整方案 【作 者】袁开祥

【作者单位】江苏华电扬州发电有限公司, 江苏 扬州 225007 【正文语种】中 文

【中图分类】TK263.1;TM621

江苏华电扬州发电有限公司 （以下简称华电扬电）国产330 MW 6号、7号机组是哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 （哈汽厂）生产的亚临界、中间再热、高中压合缸、双缸、双排汽、单轴、凝汽式汽轮机，型号为C300/N330-16.7/538/538，该汽轮机采用高中压合缸的结构形式，下猫爪支撑。2011—2012年，华电扬电分别对330 MW 6号、7号汽轮机进行大修改造，工作人员对6号、7号机组高

中缸所有的汽封间隙重新进行了优化配置，设定了新的间隙标准和要求，并将其研究成果运用到技改大修中，力争提缸效率，降热耗。下面就330 MW 6号、7号机组利用汽缸垂弧原理及规律对汽封间隙调整工作的影响进行探讨。

在汽缸自重、进汽、抽汽等管道推拉等力作用下，汽缸发生弹性变形，由此产生了汽缸的静垂弧。并且由于高中合缸，其缸跨度大，也加大了汽缸的垂弧量。由此，汽缸静垂弧将直接影响汽轮机动、静间隙的测量和调整，所以在检修时必须掌握汽缸在不同状态下汽缸各部套的变形及静垂弧对轴封、隔板汽封洼窝中心和动、静间隙的影响值，以便检修时进行修正，使动、静间隙在机组运行中的同心度一致，以减少汽缸因间隙偏斜导致蒸汽扰动而引起轴振，减少因间隙过大而增加漏气量，使蒸汽做功能力降低，影响汽轮机的经济指标和效率[1]。 2.1 汽缸垂弧对硬齿汽封间隙加工的影响

6号、7号机组大修调整前，工作人员对汽封高、中缸各部套依次进行半缸、半实缸、全实缸（含未紧固螺栓、紧固螺栓、热紧螺栓）的垂弧进行测量，这里仅以未紧螺栓实缸和热紧螺栓实缸为例 （见表1）。分析表1中各部套垂弧测量数据，发现在全实缸时，中分面螺栓在紧固前和热紧固后高压内缸喷嘴垂弧变化量为0.28-（-0.22）=0.50 mm，高压隔板套垂弧变化量为0.20-（-0.20）=0.40 mm，中压1号隔板套垂弧变化量为0.25-（-0.412）=0.662 mm，中压2号隔板套垂弧变化量为0.45-0.126= 0.324 mm，4个测量部套的垂弧值分别为0.28 mm，0.20 mm，0.25 mm，0.45 mm。由表1可知这一变化量对汽封间隙的调整影响巨大。特别是高压隔板套有48道硬齿叶根汽封、高压喷嘴5道硬齿叶顶汽封。由于硬齿汽封是镶嵌在汽封弧段上，若忽略汽缸垂弧值直接对硬齿汽封进行修刮，必定会出现差错，一旦其间隙修刮出现超标的情况，必须拔齿重新镶嵌修刮，因此，在进行间隙修刮调整过程中，必须根据垂弧值制定加工的标准要求。 2.2 汽缸垂弧对汽封间隙调整验收工作的影响

由于垂弧的存在，在半缸与实缸状态下测出的汽封间隙不同，因此汽封间隙的验收必须在全实缸状态下进行。但在实际工作中发现，全实调整缸滚汽封间隙时，部分上缸胶布还没有被转子上的红丹染色就已经被汽封齿压断。这一现象造成无法根据胶布着色情况判断汽封间隙值的大小，即在全实缸状态下汽封间隙无法调整验收。分析表1中部套垂弧测量数据发现，这是由于汽缸垂弧造成。高压隔板套、中压1号、2号隔板套也是如此。

1）汽缸垂弧值的测量方法。一是清理所有高、中缸下部套，依次吊入高压内缸、高压隔板套、高压平衡套、中压平衡套、中压内缸、中压1号、2号隔板套，汽轮机处于半缸状态。二是吊进假轴，并将假轴中心线与转子中心线重合。分别在各部套底部架好带传感器的电子百分表，确定量程并校正其读数为0。三是依次吊进高、中压上部套，冷紧1/3中分面螺栓，确保中分面间隙0.05 mm塞尺不入。读出各电子百分表读数并记录。四是吊入高中压外缸，读出各电子百分表的读数并记录。五是吊入1/3高中压外缸螺栓并冷紧，确保外缸中分面0.05 mm塞尺不入，若中分面间隙不能消除，可采用热紧螺栓的方法。螺栓的温度降至室温时，读出各电子百分表读数并记录 （冷紧螺栓时直接读出读数）。六是对原始数据和最后数据进行比较，两者之差即为汽缸垂弧值，并记录。

2）根据垂弧测量值确定硬齿汽封间隙加工值。由表1可知，变形量在汽封间隙的调整阶段必须考虑。特别是高压隔板套48道硬齿汽封、高压喷嘴5道硬齿汽封间隙调整工作，必须将高压内缸及高压隔板套的垂弧值推算进去，然后重新制定间隙调整值。

1）2012年3月由西安热工研究院通过性能测试，7号机组技改大修后，在THA工况330 MW负荷时，修正后的汽轮机热耗为7 889.2 kJ/（kW·h），低于设计值 （7 899.7 kJ/（kW·h））10.5 kJ/（kW·h），经大修改造后汽轮机热耗基本达到设计值。

2）2013年5月由西安热工研究院通过性能测试，6号机组技改后，THA工况330.858 MW负荷功率时，修正后汽轮机热耗为7 894.1 kJ/（kW·h），低于设计值 （7 899.7 kJ/（kW·h））5.6 kJ/（kW·h），经大修改造后汽轮机热耗达到设计值。

1）6号、7号机组大修改造工作，考虑到工期比较紧，在测量汽轮机高中合缸各部套垂弧时，只对汽缸垂弧的上下值进行了测量，而未考虑在紧固汽缸各部套螺栓时，各部套相对于假轴的左右值。由于汽缸不是绝对的缸体，在重力影响下产生汽缸垂弧变化，不仅在上下方向对汽封间隙会产生影响，在左右方向也会产生影响。因此，在今后大修工作中，不仅要测量汽缸上下的垂弧值，也要测量汽缸左右方向因垂弧影响而发生的变形值。

2）今后在调整汽封间隙工作中，应根据汽封磨损规律或运行后揭缸实测间隙，结合汽缸垂弧测量值来寻求理想的汽封径向间隙值，以合理配置各横截面上的汽封径向间隙值。同时，工作人员应不断探讨和总结汽缸垂弧对汽封间隙调整工作的影响，以提高机组的安全性和经济性。

【相关文献】

[1]郭延秋.大型火电机组检修实用技术丛书（汽轮机分册）[M].北京：中国电力出版社,2013.