汽轮机汽封间隙调整及解决方法

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在进行汽轮机本体安装和检修工作中，汽轮机汽封间隙调整是其中最为关键的工序之一，它直接关系到整个汽轮机组的安全性和经济性。在我们参加的10多台大型国产汽轮机组安装、检修过程中发现很多由于施工人员经验和工作方法不正确而导致的机组运行的不稳定，现将易出现的问题整理如下，跟大家共勉。 
　　

汽封调整的目的是通过对汽缸部套、汽封块的调整，在保证安全的前提下，使汽封间隙处于标准范围内并趋向最小值。这样才能保证多级汽轮机各级间减少漏汽损失，提高机组热效率。汽封间隙的测量调整工作在轴系中心及隔板和轴端汽封套洼窝中心调整好之后进行。测量汽封径向间隙通常有两种方法：一是贴胶布法：二是压铅丝法。两种测量方法中，第二种要比第一种测量准确，而且比较真实。对于汽封间隙调整出现偏差，找出了现行调整工艺存在的主要问题有：

（1）未考虑猫爪热膨胀对汽封间隙的影响； 
（2）加工、测量偏差对调整的影响 
（3）施工人员工艺水平对调整造成的影响； 
（4）转子垂弧对汽封间隙的影响 
（5）未考虑转子垂弧对汽封间隙的影响： 

2 存在的问题分析及解决措施 
2.1 猫爪热膨胀对汽封间隙的影响 
高压汽轮机的汽缸尽管在汽缸结构上各不相同，但其支承分为下汽缸猫爪支承和上汽缸猫爪支承二种。下汽缸猫爪支承方式，汽缸猫爪的支持平面低于机组的中心线，则运行时猫爪温度将高于轴承座的温度，使缸内汽封洼窝中心抬高，造成汽封下部间隙减小，甚至产生碰磨。猫爪支承处轴封洼窝中心抬高的数值大小跟猫爪的尺寸、猫爪的温度和支持形式有关。假如猫爪高度H为t50m/m， 猫爪平均温度为250℃ ，相应这部分轴承座的温度为80℃ ，线膨胀系数取Q=L 2×lo-5/℃ 。则轴封洼窝中心的抬高值为： △H=Q HA t=1.2×10-5×150× （250—80）=0.3[m/m，即轴封洼窝下部间隙将减少0.3lm/m，而上部间隙将增大0.3tm/m。因此缸内汽封洼窝将随时发生变化，危及机组安全运行。所以应该查阅汽轮机厂家的资料、图纸，根据《安装说明书》中关于猫爪膨胀值的要求，预留出猫爪热膨胀对各部套中心的影响。在调整汽封间隙结束时，对各部套按照要求调整中心即可。 
　　

2.2 加工、测量偏差对调整的影响 
在测量汽封间隙时，注意以下几个方面的事项，减少测量偏差对调整的影响：汽封块背弧侧要先用竹楔固定死，使得汽封块与铅丝之间有作用力时汽封块不向后退让：压铅丝的结果尽量让专人负责，减少测量误差：在测量铅丝沟痕剩余部分厚度时，卡尺的尺口部位需要很薄，也就是说必须测量到压出沟痕的底部，否则测出的间隙要大于实际间隙。如果没有专用卡尺， 需要在现场进行磨制，要求磨出的卡尺口要薄，又不能损及尺口。在用压胶布法测量时，测量可能引起的误差还有：胶布质量不好，厚度不均，厚度往往不够0.25mm，但计量中每一层按照0.25mm；不同的人贴胶布的手法、力度不同， 同样层数的胶布会有不同的厚度：贴完胶布，转子进入汽缸时，转子不小心蹭到隔板套引起虚假蹭痕，产生判断误差：胶布上涂红丹太厚，也可能产生判断误差。对汽封块修刮常采用加工专用胎具上车床车削或者使用专用的汽封间隙调整装置进行加工的方法，找正比较困难，特别时汽封块两端加工量不同时，找正所加太多的调整垫片等都会影响到汽封调整的精确度。

2.3 施工人员工艺水平对调整造成的影响 
汽封间隙调整是一项精细的活，除了要求施工人员具备良好的技术水平，还应该具备很强的责任心。在下面几项中应引起特别注意：在安装上部隔板以及隔板套过程中，如果水平中分面螺栓紧力不够，不能保证中分面间隙0.05mm塞尺不入，上部汽封间隙测量值将偏大：安装汽封块存在的卷边、毛刺应处理修正，各段汽封齿的接头处应圆滑过渡，不得有错口，相邻汽封块端面接触良好：隔板、隔板套底销间隙过大，隔板挂耳接触是否良好也会影响测量汽封间隙的准确性。 
　　

2.4 转子垂弧对汽封间隙的影响 
汽机检修过程中，转子放在转子支撑架上有一段时间，由于转子自重将产生垂弧，测量汽封间隙前要在临时支架上定期盘动180度，将垂弧消除后再进行测量。曾经在某电厂检修中就因为这原因使两次测量结果相差很大，出现返工。 
　　

2.5 汽缸自重、运行状态对汽封间隙的影响 
汽封间隙调整时，还要考虑汽缸的安装状态，考虑汽缸的垂弧， 即汽缸内隔板装入的多少，一般来说是：增加重量，汽缸垂弧增大，另一方面扣上缸后，汽缸螺栓的数量多，结合面间隙小，使汽缸的刚度增大，垂弧减小。汽轮机缸体单薄、刚性差导致汽缸静挠度大，进行汽封间隙调整时，应考虑运行时的汽缸状态。如果按照通常的程序直接进行半实缸汽封间隙调整的话，可能在全实缸状态时造成汽封间隙超标。以下对具体的影响情况进行测试，对低压缸先试合空缸，并在凝汽器汽侧灌水至高于正常运行水位约lm处（因为考虑循环水管量），以尽量模拟运行时的汽缸状态。利用汽缸两端的轴承座固定一条工字钢纵贯汽缸.并在工字钢上装设百分表，表针指向各级隔板槽及轴封洼窝处.观察百分表变化，发现汽缸各处有不同程度的下沉.最大下沉量约0.30ram。后合上半内缸，紧完汽缸中分面螺栓后，每道隔板槽处均有程度抬升，与汽缸的挠曲曲线一致，最大抬升量为汽缸中部约0.80ram.得出了一条近似于挠曲曲线的汽封间隙修正值曲线，并且根据修正值在半实缸状态时对汽封间隙进行调整。 
　　

3 结束语 
汽轮机汽封间隙调整工作是一项重要而细致的工作，尤其是运行多年后检修的机组，需考虑的影响因素更多一些，同时不同类型的机组，其影响因素有所差别。上述提到的汽封调整方法在多个大修中进行了试用，大修后经过热力试验测定，汽轮机热效率提高效果十分明显。证明上述对汽封调整的工艺改进从理论与实践上进行的分析是合理和正确的，有助于提高汽轮机的热效率。