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全国火电300MW级机组能效对标及竞赛第四十一届年会论文集 汽机 汽轮机各类汽封特性探讨 张建马力 (国电山东石横发电厂山东肥城271621) 【摘 要】汽封的性能对汽轮机的经济性和可靠性有着重要的影响，为降低漏汽损失，提高汽轮机的安全性 和经济学，采用先进汽封技术对原有的传统汽封进行改造是十分必要的。本文对多种汽封的工作原理、结构特性和 实际应用进行分析比较，并阐述了汽封改造和应用中应注意的问题，为汽轮机改造采用汽封提供了依据。 【关键词】汽轮机汽封经济性可靠性 引言 目前我国汽轮机发电机组运行效率普遍偏低，不仅影响企业的经济效益，同时造成巨大的资源 浪费。随着国家对节约能源的重视，对机组进行完善改造，提高汽轮机组安全、经济性、挖掘增效 成为各发电企业的一项重要的节能降耗举措。而提高汽轮机效率是提高发电企业整体经济性能水平 的重要途径之一。影响汽轮机效率的因素很多，例如喷嘴损失、动叶损失、余速损失、摩擦损失及 汽轮机漏汽损失等。其中汽轮机的漏汽损失是导致汽轮机效率降低的重要原因之一，其损失占级总 损失的29％n1。因此在汽轮机本体大修过程中，往往采取更换汽封和调整气封间隙的方法，来减小漏 汽损失提高机组效率。 随着金属材料和加工工艺的不断发展，新建机组均向超临界、超超临界发展，汽轮机组的参数 越高，级间蒸汽密度越大，相同密封间隙下漏汽损失越大。为防止汽轮机动静碰磨，间隙又不能过 小，而蒸汽漏汽过大引起的气流扰动不仅影响下一级流道蒸汽流动使级效率降低，还会是转子产生 低频振动。因此合理的汽封设计即可以减少漏汽损失，又可以避免机组运行过程中发生转子低频振 动，提高轴系稳定性。完善改进传统汽封(轴封)的结构是弥补汽轮机结构设计不足，提高汽轮机 性能的重要措施之一。 1汽封的原理 图a是常见的传统汽封示意图，蒸汽从高压侧流向低压侧，当蒸汽通过环形孔口时，由于通流 面积变小，蒸汽的流速增大，压力降低。当蒸汽进入环形汽室时，通流面积突然变大，流速降低， 气流转向产生涡流，蒸汽流速近似降到零；当压力P不变，蒸汽原来具有的动能转化为热能使焓值 不变，蒸汽依次流过各轴封时不断膨胀，蒸汽密度不断变小，比容逐渐增大。全部孔口两侧压力差 之和等于整段汽封所维持的总压差。 53 全国火电300MW级机组能效对标及竞赛第四十一届年会论文集 汽机 凡-^ 吣 心 a)曲径轴封示意 受 ● 2 ’＼ 墼 始，I‘J·(’ b】IlIl径车l}I对的热力过襁线 图b为传统汽封流动过程图。根据连续公式，任何一个孔口的汽流速度必然比上游孔口的汽流 速度大，比下游孔口小。又根据喷嘴流动的基本原理，孔口两侧的绝热降和相应的初压和背压(P卜，／P，) 部分的收缩喷嘴，所以最后一个孔口的汽流速度在任何情况下也不会大于临界速度，其漏汽流量相 应的不会大于临界流量，任何其他孔口的汽流速度都永远小于当地音速。图b中的曲线肋F一称为 等流量曲线，或称芬诺曲线，每个漏汽量相对应有l条芬诺曲线。 若汽封初压和背压不变，间隙6也不变，但孔口的数目减少，则每个孔口都处于较大的压差之 下，最后的一个孔口汽流可能达到最大的临界流量，从而使漏汽量增加。 若孔口的数目和背压不变，在某一个初压P。下，最后一个孔口汽流速度达到背压Pz下的音速， 这时对应一个临界流量和芬诺线；若提高初压到P。t，则漏汽量就增加到另一个更大的临界值。此 时虽然汽封背压不变，但最后一个孔口的出口截面的压力已升高到Pz。。 若汽封各孔口的汽流动能未能在各汽封环室中全部转化为热能，