浅析汽轮机汽轮机轴封启动参数变化速率对高压缸汽封齿影响学术

论文导读：压缸内蒸汽沿高压轴封轴向流出，一部分从腔室3抽至中压缸排气，中间设计了逆止门。最外一路即腔室1接至轴封加热器去，轴封中间即腔室2为低负荷运行时候轴封供汽一路，在高负荷是高压轴封漏汽作为低压轴封供汽的管路。因此就高压轴封而言，在机组启动过程中，辅汽来的汽直接影响最大的部分应是腔室1至3之间的部外轴封套。在检修
【摘 要】 分析了机组启动时，轴封参数变化速率是影响高压缸汽封齿变形的重要因素，解释了整个汽封齿变形过程，分析汽封齿变形引起的原因。
【关键词】 汽轮机轴封 汽封齿 膨胀 碰摩
1 引言
现在汽轮机轴封按供汽方式可分为外供汽轴封和自供汽轴封。外供汽轴封在各种负荷工况下需要依赖外部汽源来密封轴承。自供汽轴封是在机组带到一定负荷时便不再需要外部汽源。轴封形成自密封形式，主要的区别在于高压轴封。自供汽的高压轴封在低负荷时由外部供汽，但当机组达到高负荷时高压轴封只给低压轴封供汽。自密封时高压轴封汽参数取决于轴封设计和主机运行参数，从而不在受轴封调整的影响。某电厂检修期间，当打开高压缸外汽封齿时候检查发现，有大部分汽封齿已经有明显的变形。为高压缸外汽封高齿和低齿，两者相间排列，分别与对着转子上的凹槽和凸肩碰摩，最终造成大部分高压缸外汽封高低汽封齿已经有明显的变形。判断通过控制机组启动参数变化量尽量控制汽轮机在最小的差胀变化范围，限制汽封齿碰磨现象的发生，同时也相应的控制了由于汽封齿碰磨引起启动时高压缸的振动现象发生。

1.1 高压轴封轴向碰摩的起因

图1是一号机组启动时候轴封内蒸汽流程图。高压缸内蒸汽沿高压轴封轴向流出，一部分从腔室3抽至中压缸排气，中间设计了逆止门。最外一路即腔室1接至轴封加热器去，轴封中间即腔室2为低负荷运行时候轴封供汽一路，在高负荷是高压轴封漏汽作为低压轴封供汽的管路。因此就高压轴封而言，在机组启动过程中，辅汽来的汽直接影响最大的部分应是腔室1至3之间的部外轴封套。在检修期间，经开高压缸外轴封套发现，高压轴封最外端大部分得高、低轴封齿位于高压轴封腔室l的外端向机头（以下机头侧称：前）倒伏，已经有明显的变形现象，高压缸汽封前倒伏意味着机组受热膨胀后转子轴封槽凸肩相对轴封套高齿前移，以至于两者问的轴向间隙消失导致外轴封套高低齿碰摩而变形弯曲。
机组启动过程中。高压轴封内汽封套缸体后的汽缸膨胀向前传递至剖面高压轴封内汽封套缸体前的各部轴封套。如果在力的传递过程中剖面高压轴封内汽封套缸体前的轴封套自身不发生相对位移。那么它们就不可能产生轴向位置的相对变化，因此在分析时，排除剖面高压轴封内汽封套缸体后，由于膨胀引起剖面高压轴封内汽封套缸体前高压轴封套碰磨现象发生。
根据高压轴封套碰摩引起变形的机理分析，高压轴封轴向碰摩现象的起因在于：（1）机组轴向位移；（2）推力瓦工作面至高压缸外轴封套高、低齿之间的转子膨胀；（3）推力瓦工作面至高压轴封内汽封套缸体之间的汽缸膨胀；（4）推力瓦工作面至高压轴封内汽封套缸体之间的轴封套段缸体及轴封套（以下统称轴封套）的膨胀。

1.2 汽轮机轴封启动参数变化速率的影响

机组是否出现高压外轴封套高低齿与转子凹槽凸肩碰摩，与设计、设备材质、机组工况、轴封供汽参数等因素有一定关系。机组轴向位移变化、转子膨胀变化都会引起高压缸外轴封套高、低齿的轴封套高低齿与转子上的凹槽和凸肩碰摩，但机组的轴向位移在机组启动过程化较小；转子膨胀由于温升相对较小、受负荷影响较小，假如相关部套膨胀量没有相对变化，上述因素将不引起高压缸外轴封套高、低齿的外轴封套高低齿与转子上的凹槽和凸肩碰摩。所以判断为高压缸外轴封套高、低齿至高压轴封内汽封套缸体之间轴封套的膨胀、推力瓦工作面至高压轴封内汽封套缸体之间的轴封套膨胀。在机组启动时候，汽缸由于温度不断升高，汽缸膨胀，转子会因推力瓦跟随汽缸移动相同位移量。高压缸外轴封套高、低齿处高压缸外轴封套也同时产生移动了，只移动了高压缸外轴封套高、低齿至高压轴封内汽封套缸体之间轴封套的膨胀量，论文导读：员应该根据缸温、转子轴向位移变化情况来及时调整轴封温升速率。避免高压缸外轴封套多列高低齿与轴封槽凸肩的轴向严重碰摩，产生汽封齿变形。参考文献：朱新华.电厂汽轮机.北京：中国电力出版社，1993.10.王林.华沧电2*600MW机组专业培训教材（汽机源于：论文封面格式www.7ctime.com部分）.河北国华沧东发电有限责任
高压缸外轴封套高、低齿处的动静轴向位置因此发生变化。转子轴封槽凸肩相对轴封套高齿前移，此过程未发生高低齿碰磨凹槽凸肩现象；另一个影响机组启动投入轴封时候，由于转子、轴封套的质面比小，膨胀很快到位，而汽缸的膨胀仍将随着运行时间增加而逐步增加，轴封腔室1至3的轴封套膨胀量取决于流入腔室2轴封供汽参数变化速率，及时控制轴封供汽温度速率、流量后能够有效的控制轴封腔室1至3轴封套、高压缸外轴封套高、低齿前的转子及轴封套的膨胀量，减少高压缸外轴封套高、低齿（外轴封套）处转子轴封槽凸肩与轴封套高齿的相对位移，避免出现高压轴封轴向碰摩。如果高压缸外轴封套高、低齿处轴封供汽一开始对温升、供汽参数的不加限制。由于温度较低，腔室推力瓦工作面至高压轴封内汽封套缸体之间的轴封套膨胀量明显变小，由于外轴封套膨胀量变化并不反映到汽缸本体膨胀，高压缸外轴封套高、低齿处转子膨胀量无法随之变化，因此随着时间的进一步增加，高压缸外轴封套高、低齿处的动静轴向间隙变化的现象越来越明显。当外轴封套高低齿与转子凹槽凸肩间隙消失，产生了他们之间的碰磨现象。
2 结论
尽管机组高压轴封轴向碰摩还受轴向位移、设备散热、油温等因素影响，但控制轴封供汽温度变化速率、流量能有效地改善轴封的工作状态，因为膨胀速率的不一致，所以经常在检修揭缸时发现高压缸外轴封套高低汽封齿大面积变形现象，在机组启动过程中，操作人员应该根据缸温、转子轴向位移变化情况来及时调整轴封温升速率。避免高压缸外轴封套多列高低齿与轴封槽凸肩的轴向严重碰摩，产生汽封齿变形。
参考文献：
朱新华.电厂汽轮机[M].北京：中国电力出版社，1993.10.
王林.华沧电2*600MW机组专业培训教材（汽机源于：论文封面格式www.7ctime.com
部分）[M].河北国华沧东发电有限责任公司教材编写组.2002.
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