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【摘 要】本文分析了汽轮机效率下降的主要原因，介绍了布莱登汽封的主要技术特点及布莱登汽封在某厂600MW汽轮机汽封的改造应用。
【关键词】火电厂；汽轮机；热耗率；布莱登汽封；改造应用
前言
随着电力资源需求的日益饱和稳定，电厂行业内部的竞争越来越激烈。同时，伴随煤炭价格的攀升，火力发电厂的生产成本也随之增加。对于发电站三大主机设备之一的汽轮机来说，如何通过对汽轮机进行节能降耗改造，降低生产过程的能源损耗，提高汽轮机效率，这对于提升企业的经济效益来说有着极其重要的作用。布莱登汽封采用可调式汽封，随着机组启动运行工况的变化，汽封间隙能自动进行调整，始终保持在最佳间隙状态，能明显提高汽轮机在启动时的安全可靠和正常运行下的经济性。因此在国内外的汽轮机节能改造中得到了广泛的运用。
1 汽轮机效率下降的主要原因
（1）高、中、低压缸汽封泄漏
火力发电厂的汽轮机一般分为高、中、低压缸。国产600MW及以下机组大多使用的是老式梳齿汽封，老式梳齿汽封的高齿经过长时间的运行后，由于大轴弯曲、转子振动、结垢、漏气冲刷、倒伏等多种原因，导致实际汽封间隙增大，容易造成汽封泄漏明显增大，因此会导致汽轮机运行中各缸体效率下降。因为从高压缸、中压缸至低压缸，随着蒸汽参数的降低，高、中压缸汽封泄漏引起汽轮机效率下降最为明显。
（2）中、低负荷下高压调节阀节流损失
一般情况下，在启动和低负荷时，采用节流调节，带上一定负荷后转为喷嘴调节。机组在中、低负荷时，高压调节阀处于部分开启的节流状态，重叠度大，因此节流损失也较大，机组热耗增大，效率下降。
（3）汽轮机排汽压力过高
在机组的启停或运行过程中，由于凝汽器冷却水管管壁结垢、转子弯曲超标、汽封漏汽量大、循环水滤网滤水效果查等多种原因会导致凝汽器端差增大，汽轮机排汽压力升高，引起汽轮机效率下降。
2 布莱登汽封的主要技术特点
如图1、2、3所示，布莱登汽封取消了传统汽封背部板弹簧，在汽封弧块端面加装了四支螺旋弹簧，汽封弧块在弹簧应力作用下使汽封弧块远离转子。机组启机时，随着进汽量的增加汽封弧块开始闭合并最终达到与转子保持最小间隙值运行，也就是说布莱登汽封在小蒸汽流量下是张开的，在一定的设计蒸汽流量下是闭合的。
汽封磨损或最大磨损是产生在机组启、停机尤其是热态启动过临界时，此时机组是在小蒸汽流量下运行。布莱登汽封技术性能设计一般是在机组主蒸汽流量在3%左右时汽封开始逐级关闭，而此时恰是小蒸汽流量，汽封弧块是处于张开状态，最大张开间隙一般在1.8-2.2mm，能够有效的避免与转子的碰摩，从而避免了汽封的磨损，提高了机组运行的经济性和安全性并且效果持久。
概括来说，布莱登汽封具有如下技术特点：
（1）主动安全性特点。这主要体现在机组在启机过程中，在弹簧张力的作用下汽封主动远离转子，使机组启动更加平稳顺畅。
（2）被动安全性特点。这主要体现在机组在机组在事故状态下可有效避免事故扩大化。布莱登汽封是靠作用在汽封背部的蒸汽压力克服弹簧的张力而处于关闭状态的，当机组突发事故时，机组自动切断蒸汽，此时，通流部分蒸汽压力骤减，布莱登汽封失去了作用在汽封背部的蒸汽压力，汽封在弹簧张力的作用下迅速张开，避免了转子惰走时与汽封发生碰磨，从而有效的防止转子弯曲、“抱死”等恶性事故的发生。
（3）减少轴封漏汽，避免油中含水现象，减少机组运行安全隐患。
（4）由于转子质量偏心或动不平衡，而转子摆动，由于布莱登汽封工作间隙较小，由于阻尼加大抑制转子摆动效果明显，转子运行更加平稳。
3 布莱登汽封在某厂超临界600MW汽轮机汽封改造中的应用
某厂汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、凝汽式汽轮机。汽轮机具有八级非调整回热抽汽。汽轮机额定转速为3000r/min。汽轮机本体配同轴主油泵，润滑油系统采用透平油工质，调节系统采用抗燃油工质。汽轮机型号为CLN600-24.2/566/566型汽轮机，最大功率667MW，额定蒸汽参数为主蒸汽（高压主汽门前）24.2MPa/566℃、再热蒸汽（中联门前）3.866MPa/566℃，排汽压力为5.8kPa，额定主蒸汽流量为1672.42 t/h，最大主蒸汽流量为1900 t/h，给水温度为275℃。
该机组于2011年年底投产，于2017年大修时进行了高中压汽封改造，将原来的老式梳齿汽封改成了布莱登汽封。其中，高中压缸部分汽封改造了23圈布莱登可调式汽封，更换了高压缸调节级阻汽片共4道、高压叶顶阻汽片9级共42道、中压叶顶阻汽片6级共30道、调整低压叶顶阻汽片共44道，重新调整了高中压内、外轴封、低压缸隔板汽封、低压轴封。
改造后，改机组一次性启动成功，并且过临界时#1、#2轴瓦振动较改造前有明显降低。
4 该厂超临界600MW汽轮机在布莱登汽封改造应用后的经济性
该厂600MW汽轮机在经过改造布莱登汽封后，经过机组热效率试验，大修期前的试验热耗平均为7833kJ/kW.h，大修后的试验热耗平均为7693 kJ/kW.h，比大修前试验热耗降低了140kJ/kW.h，改造后汽輪机热耗明显降低，取得了良好的经济性。这得益于改造布莱登汽封后，汽封工作间隙的减小，级汽封漏汽量的减少，不仅使级作功能力、效率增加，同时也减少了级汽封漏汽对主流场的扰动，从而提高了机组的整机效率。
5 结论
该厂600MW汽轮机在经过改造布莱登汽封后，汽轮机热耗比改造前降低了140140kJ/kW.h，改造后汽轮机热耗明显降低，取得了良好的经济性。布莱登汽封自1995年由美国布莱登工程公司引入我国以来，迄今已有近900余台各种类型机组采用了布莱登汽封技术，历经二十余年，先后有500余台机组甚至经过两次以上大修揭缸的检验，众多实践已充分证明了布莱登汽封具有良好的经济性和运行的安全可靠性，取得了显著的效果，实践证明是成熟可靠的汽轮机节能改造应用技术。
参考文献：
[1]王成鑫，浅谈汽影响汽轮机运行效率的原因与改进对策，中国科技投资
（作者单位：贵州兴义电力发展有限公司）
【关键词】火电厂；汽轮机；热耗率；布莱登汽封；改造应用
前言
随着电力资源需求的日益饱和稳定，电厂行业内部的竞争越来越激烈。同时，伴随煤炭价格的攀升，火力发电厂的生产成本也随之增加。对于发电站三大主机设备之一的汽轮机来说，如何通过对汽轮机进行节能降耗改造，降低生产过程的能源损耗，提高汽轮机效率，这对于提升企业的经济效益来说有着极其重要的作用。布莱登汽封采用可调式汽封，随着机组启动运行工况的变化，汽封间隙能自动进行调整，始终保持在最佳间隙状态，能明显提高汽轮机在启动时的安全可靠和正常运行下的经济性。因此在国内外的汽轮机节能改造中得到了广泛的运用。
1 汽轮机效率下降的主要原因
（1）高、中、低压缸汽封泄漏
火力发电厂的汽轮机一般分为高、中、低压缸。国产600MW及以下机组大多使用的是老式梳齿汽封，老式梳齿汽封的高齿经过长时间的运行后，由于大轴弯曲、转子振动、结垢、漏气冲刷、倒伏等多种原因，导致实际汽封间隙增大，容易造成汽封泄漏明显增大，因此会导致汽轮机运行中各缸体效率下降。因为从高压缸、中压缸至低压缸，随着蒸汽参数的降低，高、中压缸汽封泄漏引起汽轮机效率下降最为明显。
（2）中、低负荷下高压调节阀节流损失
一般情况下，在启动和低负荷时，采用节流调节，带上一定负荷后转为喷嘴调节。机组在中、低负荷时，高压调节阀处于部分开启的节流状态，重叠度大，因此节流损失也较大，机组热耗增大，效率下降。
（3）汽轮机排汽压力过高
在机组的启停或运行过程中，由于凝汽器冷却水管管壁结垢、转子弯曲超标、汽封漏汽量大、循环水滤网滤水效果查等多种原因会导致凝汽器端差增大，汽轮机排汽压力升高，引起汽轮机效率下降。
2 布莱登汽封的主要技术特点
如图1、2、3所示，布莱登汽封取消了传统汽封背部板弹簧，在汽封弧块端面加装了四支螺旋弹簧，汽封弧块在弹簧应力作用下使汽封弧块远离转子。机组启机时，随着进汽量的增加汽封弧块开始闭合并最终达到与转子保持最小间隙值运行，也就是说布莱登汽封在小蒸汽流量下是张开的，在一定的设计蒸汽流量下是闭合的。
汽封磨损或最大磨损是产生在机组启、停机尤其是热态启动过临界时，此时机组是在小蒸汽流量下运行。布莱登汽封技术性能设计一般是在机组主蒸汽流量在3%左右时汽封开始逐级关闭，而此时恰是小蒸汽流量，汽封弧块是处于张开状态，最大张开间隙一般在1.8-2.2mm，能够有效的避免与转子的碰摩，从而避免了汽封的磨损，提高了机组运行的经济性和安全性并且效果持久。
概括来说，布莱登汽封具有如下技术特点：
（1）主动安全性特点。这主要体现在机组在启机过程中，在弹簧张力的作用下汽封主动远离转子，使机组启动更加平稳顺畅。
（2）被动安全性特点。这主要体现在机组在机组在事故状态下可有效避免事故扩大化。布莱登汽封是靠作用在汽封背部的蒸汽压力克服弹簧的张力而处于关闭状态的，当机组突发事故时，机组自动切断蒸汽，此时，通流部分蒸汽压力骤减，布莱登汽封失去了作用在汽封背部的蒸汽压力，汽封在弹簧张力的作用下迅速张开，避免了转子惰走时与汽封发生碰磨，从而有效的防止转子弯曲、“抱死”等恶性事故的发生。
（3）减少轴封漏汽，避免油中含水现象，减少机组运行安全隐患。
（4）由于转子质量偏心或动不平衡，而转子摆动，由于布莱登汽封工作间隙较小，由于阻尼加大抑制转子摆动效果明显，转子运行更加平稳。
3 布莱登汽封在某厂超临界600MW汽轮机汽封改造中的应用
某厂汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、凝汽式汽轮机。汽轮机具有八级非调整回热抽汽。汽轮机额定转速为3000r/min。汽轮机本体配同轴主油泵，润滑油系统采用透平油工质，调节系统采用抗燃油工质。汽轮机型号为CLN600-24.2/566/566型汽轮机，最大功率667MW，额定蒸汽参数为主蒸汽（高压主汽门前）24.2MPa/566℃、再热蒸汽（中联门前）3.866MPa/566℃，排汽压力为5.8kPa，额定主蒸汽流量为1672.42 t/h，最大主蒸汽流量为1900 t/h，给水温度为275℃。
该机组于2011年年底投产，于2017年大修时进行了高中压汽封改造，将原来的老式梳齿汽封改成了布莱登汽封。其中，高中压缸部分汽封改造了23圈布莱登可调式汽封，更换了高压缸调节级阻汽片共4道、高压叶顶阻汽片9级共42道、中压叶顶阻汽片6级共30道、调整低压叶顶阻汽片共44道，重新调整了高中压内、外轴封、低压缸隔板汽封、低压轴封。
改造后，改机组一次性启动成功，并且过临界时#1、#2轴瓦振动较改造前有明显降低。
4 该厂超临界600MW汽轮机在布莱登汽封改造应用后的经济性
该厂600MW汽轮机在经过改造布莱登汽封后，经过机组热效率试验，大修期前的试验热耗平均为7833kJ/kW.h，大修后的试验热耗平均为7693 kJ/kW.h，比大修前试验热耗降低了140kJ/kW.h，改造后汽輪机热耗明显降低，取得了良好的经济性。这得益于改造布莱登汽封后，汽封工作间隙的减小，级汽封漏汽量的减少，不仅使级作功能力、效率增加，同时也减少了级汽封漏汽对主流场的扰动，从而提高了机组的整机效率。
5 结论
该厂600MW汽轮机在经过改造布莱登汽封后，汽轮机热耗比改造前降低了140140kJ/kW.h，改造后汽轮机热耗明显降低，取得了良好的经济性。布莱登汽封自1995年由美国布莱登工程公司引入我国以来，迄今已有近900余台各种类型机组采用了布莱登汽封技术，历经二十余年，先后有500余台机组甚至经过两次以上大修揭缸的检验，众多实践已充分证明了布莱登汽封具有良好的经济性和运行的安全可靠性，取得了显著的效果，实践证明是成熟可靠的汽轮机节能改造应用技术。
参考文献：
[1]王成鑫，浅谈汽影响汽轮机运行效率的原因与改进对策，中国科技投资
（作者单位：贵州兴义电力发展有限公司）