[發明專利]中心支承減振調節汽輪機氣封間隙的方法及減振裝置

有效

• 申請號: 201710146875.6
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106948874B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 常立宏;宮志陽;奚守譜
• 申請（專利權）人: 華電能源股份有限公司富拉爾基發電廠
• 主分類號: F01D11/20
• 分類號: F01D11/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

中心支承減振調節汽輪機氣封間隙的方法及減振裝置，本發明涉及一種中心支承減振調節汽輪機動葉頂部氣封間隙的方法及減振裝置。解決了現在減小汽輪機動葉頂部氣封處漏氣損失時，僅僅采用被動應對轉子徑向跳動，帶來不利因素的問題。方法和裝置的方案是汽輪機達到正常轉速后，調節設置在隔板內孔處的扶正器組件，使上軸瓦和下軸瓦逐步環繞汽輪機主軸，以減小汽輪機主軸的徑向跳動；扶正器組件包括上軸瓦、下軸瓦、一對上推桿、一對下推桿、四個推進裝置，上推桿和下推桿的底端都設置一個推進裝置；最后調節汽輪機動葉頂部氣封組件，使動葉頂部氣封組件的內孔表面向汽輪機葉片外表面逐漸收攏，最終形成二者之間的間隙在0.15至0.45毫米之間。

技術領域

本發明涉及一種中心支承減振調節汽輪機動葉頂部氣封間隙的方法及減振裝置。

背景技術

汽輪機是將蒸汽的熱能轉變為機械能的一種動力機械，級是其最基本的工作單元，在結構上每個級由噴嘴和其后的動葉柵所組成，蒸汽進入噴嘴后其熱能轉變為動能，然后進入動葉，給動葉片以沖擊力，使葉輪旋轉而輸出機械功。

大型汽輪機就是由多個級組成，每個級都有動、靜兩部分組成，因此整個汽輪機也就由動、靜兩部分組成。汽輪機的轉動與靜止部分之間必須有一定的間隙，以防相互摩擦。由于汽缸內外、隔板前后以及動葉兩側存在壓差，而相應各處動靜部分之間又必須保持一定間隙以使它們不致相碰，因此必須設置汽封裝置。

汽輪機的汽封根據安裝的位置不同分為：軸端汽封(簡稱軸封)、隔板汽封和通流部分汽封，分別用來防止汽輪機的軸端、隔板和動葉頂部蒸汽的泄漏，其作用分別是防止外界空氣進入汽輪機，與汽輪機內的蒸汽混合，減少蒸汽泄漏量，從而減少補水量和防止高位能的工作介質向低位能流動。作為汽輪機的易損件和必備部件，汽輪機的汽封越來越引起從事汽輪機設計的工程技術人員的關注。

從汽輪機運行的測試結果可以看出，汽輪機級間蒸汽泄漏使得機組內效率降低，漏汽損失占級總損失的29％，其中動葉頂部漏汽損失則占總漏汽損失的80％，比靜葉或動葉的型面損失或二次流損失還大，后者僅占級中損失15％。近年隨著汽輪機汽封技術的不斷發展，汽輪機運行的安全可靠性和機組熱效率都得到相應的提高。為了減少漏氣損失，提高機組安全和經濟性，國內外有關部門對傳統汽封進行改造和設計，已陸續出現了許多新型汽封。目前現有的汽封主要有以下幾種：

(一)疏齒式(迷宮式)汽封

目前被廣泛應用于大、中、小型汽輪機的傳統汽封主要為迷宮式汽封。迷宮式汽封中，梳齒式汽封因其汽封成本低、結構簡單、安全可靠且易于安裝而被廣泛應用。其結構如圖3。

由于該汽封產品是一種非接觸式剛性密封，間隙太小，汽封齒就很容易和轉子碰磨，而且還會因兩個剛性碰磨而帶來安全問題。使用中存在的問題有：

(1)由于啟機過臨界、異常振動超差、氣流激振等原因，都會使汽封齒造成永久性的磨損，導致密封間隙成倍的增加，也就是說，檢修和安裝時精心調整好的汽封間隙很有可能在第一次啟動過臨界時就被磨大了，對老機組而言，這種情況更加明顯。因此考慮到轉子過臨界轉速的振動，傳統梳齒式迷宮汽封安裝時徑向間隙一般為0.60～0.80mm，根據轉子不同情況，有的間隙更大。迷宮密封的泄漏流量隨著壓差的增大而急劇上升，其密封效率急劇下降，據相關統計資料顯示，汽輪機間隙每增加0.0254mm，平均功率損失約4～5kW。

(2)汽封齒與軸發生碰磨時，瞬間產生大量熱量，造成軸局部過熱，甚至可能導致大軸彎曲，所以在機組檢修時，電廠只能把汽封徑向間隙調大，以犧牲經濟性為代價來確保機組的安全性。

(3)在實際運行中由于汽封塊的彈簧片長期處于高溫高壓的蒸汽中，工作環境惡劣，再加上彈簧片本身材質的原因，在汽輪機檢修中常常發現因彈簧片彈性不良、汽封塊因結垢被卡死造成汽封間隙發生變化。

(4)曲徑汽封環形腔室的不均勻性，是產生汽流激振的重要原因，而汽輪機高壓轉子產生的汽流激振一旦發生就很難解決，危及機組的安全運行。