郑富

（大唐彬长发电有限责任公司 陕西长武县 713602）

DAS汽封在600MW超临界直接空冷机组的应用实例分析

郑富

（大唐彬长发电有限责任公司 陕西长武县 713602）

分析了彬长电厂NZK600-24.2/566/566型汽轮机热耗大的原因，提出了改造方案，介绍了DAS汽封结构及特点，对比了改造前后热耗及缸效率的变化，对改造效果做出了评价。

汽轮机；DAS汽封；改造；热耗；缸效率

1 机组概况

大唐彬长发电有限责任公司1号汽轮机为东方电气集团东方汽轮机有限公司设计制造的超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、直接空冷、凝汽式汽轮机，机组型号：NZK600-24.2/566/566。于2009年09月投运。

该汽轮机汽封均为金属迷宫式汽封。汽封圈后装有弹簧片，每个汽封圈分成几个弧段，固定于汽封体或隔板的汽封槽中。汽封圈加工成高低齿（考虑到胀差较大，低压汽封为平齿）结构，以最小间隙与汽轮机转子上相应的凹槽及凸台配合。汽封圈高低齿相间的结构及最小间隙配合能有效将蒸汽泄漏降到最小。在端汽封体上有中间抽口、靠近大气侧的抽口和汽封送汽口，密封蒸汽通过汽封送汽口被送入汽封体的密封腔室。

2015年1月，中国大唐集团科学技术研究院有限公司西北分公司对该汽轮机进行了修前性能试验，结果显示，在611MW负荷工况下，汽轮机热耗率为8308kJ/（kW·h），比设计值8120kJ/（kW·h）高188kJ/（kW·h）；高压缸效率为82.14%，比设计值84.79%低2.65%，中压缸效率为89.65%，比设计值92.21%低2.56%。

2 存在问题及分析

该汽轮机存在的问题主要为高、中压缸效率偏低，汽轮机热耗率较设计值偏大，不能满足节能降耗的要求。经测试分析，造成汽轮机效率低的原因主要为汽轮机动静部分间隙变大，导致蒸汽短路，形成所谓的“窜汽”现象，造成做功蒸汽减小，同时引起蒸汽流动混乱，从而造成缸效率降低。

由于该电厂机组参与到电网调峰，启停次数较多，该厂目前采用的常规铁素体汽封因材质较软，在机组启停过程中过临界时，容易被转子磨损，使汽封间隙变大，不能达到预期的密封效果。通过对适用于该类型机组且目前使用较多的汽封形式进行比较，发现DAS汽封可较好的解决该厂汽轮机存在的问题。

DAS汽封的特点如下：

（1）DAS汽封在常规铁素体结构的基础上的重大改进，弥补了铁素体汽封齿在机组运行过程中被转子磨损从而使汽封间隙变大的缺点，从而达到既对转子磨损小，又不容易被转子磨损的效果，保证其密封性能。

（2）DAS汽封把铁素体汽封的两个长齿更换成两个宽齿。如图1所示，1为DAS汽封齿，2为铁素体汽封短齿，3为铁素体汽封长齿。

图1 DAS汽封结构图

（3）DAS汽封结构中，汽封齿1与转子的间隙B比齿2、3与转子的间隙A小，汽封齿1采用宽齿结构。在汽轮机启、停的过程中，由于过临界转速的影响，汽封齿有与转子产生摩擦的可能，因间隙B比间隙A小，所以汽封齿1应最先与转子产生碰摩，汽封齿1推动汽封圈退让，保护了汽封齿2、3不与转子产生摩擦。在汽轮机正常运行时，齿2、3的间隙A可达到设计值，从而保证了设计的密封效果。另一方面，由于间隙B比间隙A小，且齿1采用宽齿结构，材料也耐磨，即使与转子发生碰磨，其磨损量也非常小，运行时间隙B远小于间隙A，整个汽封的泄漏量比传统设计的汽封泄漏量小，这样就可解决汽轮机各处汽封蒸汽泄漏量大的问题。

3 改造方案

结合该机组实际情况，最终确定改造方案如下：

3.1 轴端汽封改造方案

高压后轴封共5圈，改造前为铁素体汽封，改造后，第1、5圈为接触式汽封，其余为DAS汽封。

中压后轴封共4圈，改造前为铁素体汽封，改造后，第1、4圈为接触式汽封，其余为DAS汽封。

低压轴封每处各3圈，改造前为铜汽封，改造后，第1、3圈为接触式汽封，其余DAS汽封。

3.2 过桥汽封改造方案

过桥汽封共5圈，改造前均为铁素体汽封，改造后第1-4圈为DAS+刷式汽封；第5圈不改造。

3.3 隔板汽封改造方案

隔板汽封共33级，其中高压隔板汽封共7级，中压隔板汽封共6级，低压隔板汽封共2×2×5级，改造前高、中压隔板汽封为铁素体汽封，低压隔板汽封为铜汽封，改造后均为DAS汽封。

3.4 叶顶汽封改造方案

按照图2所示加工齿形，更换喷嘴及高、中压隔板（共13级）、低压末两级（共8级）叶顶汽封齿，图中A值为0.20mm、B值为1.5mm、C值为R1.6mm。

图2 叶顶汽封齿加工示意图

低压正反1～4级隔板径向汽封改造前为镶片式阻汽片结构，改造为DAS+刷式汽封，低压正反1～4级隔板需补充加工径向汽封圈安装槽、汽封圈压板槽等；示意图如图3。

3.5 汽封块所有弹簧片均改为圆柱形弹簧。

4 改造效果及分析

大修改造后，经中国大唐集团科学技术研究院有限公司西北分公司对该汽轮机进行了修后性能试验，结论如下：

在611MW负荷工况下，汽轮机热耗率为8115kJ/（kW?h），较修前热耗率8308kJ/（kW·h）降低193kJ/（kW·h），比设计工况热耗率8120kJ/（kW·h）低5kJ/（kW·h）。

图3 低压正反1～4级隔板径向汽封圈改造方案示意图

在611MW负荷工况下，汽轮机高压缸效率为86.18%，较修前高压缸效率82.14%提高4.04%，比设计高压缸效率84.79%高1.39%。

在611MW负荷工况下，汽轮机中压缸效率为93.36%，较修前中压缸效率89.65%提高3.71%，比设计中压缸效率92.20%高1.16%。

5 结论

通过汽封改造，该汽轮机效率得到了明显提升，汽轮机热耗率降低达193kJ/（kW·h），经济效益显著，达到了节能降耗的目的，同时也为同类型机组的汽封改造提供了借鉴经验。

[1]大唐电力科学技术研究院西北分公司大唐彬长发电有限公司1号机A修前热力试验报告.

[2]大唐电力科学技术研究院西北分公司大唐彬长发电有限公司1号机A修后热力试验报告.

[3]东方汽轮机有限公司D600H型汽轮机主机证明书.

TM311

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1004-7344（2016）06-0101-02

2016-2-10

郑富（1988-），男，陕西咸阳人，助理工程师。