自布萊登汽封技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用以來，對使用效果褒貶不一，本文針對布萊登汽封安裝在不同形式汽輪機上的應(yīng)用情況，闡述使用該技術(shù)所關(guān)注的問題和解決措施，并對在引進(jìn)型300MW汽輪機組上應(yīng)用該技術(shù)的可行性做了深入的分析，提出了安裝，運行的參數(shù)指標(biāo)，對引進(jìn)型300MW汽輪機采用布萊登汽封，改善存在問題，有一定參考價值。
[關(guān)鍵詞]汽輪機?? 引進(jìn)型汽輪機? 300MW機組??? 布萊登汽封?? 改造
前言
隨積極地引入競爭機制和不斷深化改革，企業(yè)對依靠科技進(jìn)步，廣泛地采用各種先進(jìn)成熟技術(shù)，提高勞動生產(chǎn)率，要求十分迫切。國產(chǎn)引進(jìn)型300MW汽輪機組，運行中普遍存在高壓缸排汽高，軸封漏汽量大，夾層汽流影響汽缸上下溫度，高壓缸效率低。不同電廠在大修中揭缸檢查發(fā)現(xiàn)，汽缸存在永久變形，結(jié)合面漏汽，通流徑向汽封磨損嚴(yán)重，汽缸螺栓出現(xiàn)松弛或斷裂等問題，影響機組安全性和經(jīng)濟效益，從而引起用戶的關(guān)注。
由于該型汽輪機結(jié)構(gòu)的特殊性，作為解決上述問題的重要技術(shù)措施之一，對能否采用布萊登汽封和該技術(shù)使用情況以及用戶所關(guān)注的問題進(jìn)行探討。
1 該技術(shù)使用情況
該結(jié)構(gòu)形式汽封是在1987年由GE公司雇員Ron? Brandon 提出并完成設(shè)計制造，且取得ABE專利。據(jù)《Power Engineering》1989.5刊物報導(dǎo)[1]，該汽封在1987年對不同結(jié)構(gòu)和容量的5臺機組，1988年40臺，1989年80余臺機組進(jìn)行過改進(jìn)。使用后，由于用戶反映效果明顯，以至現(xiàn)在國外一些較大的汽輪機制造廠采用該技術(shù)。如國內(nèi)進(jìn)口機組中，大連電廠3號、丹東電廠1號350MW機組等。
1994年國內(nèi)有關(guān)部門引進(jìn)該項技術(shù)，1995年9月在首陽山電廠2號200MW機組大修首次采用，1995年11月2日該機組大修后一次啟動并網(wǎng)成功。
為檢驗使用效果，1997年1月11日由原電力部安生司組織十六個單位對其進(jìn)行現(xiàn)場揭缸檢查，當(dāng)時該機組大修后已運行9618h，完成發(fā)電量16.2億KW.h，共經(jīng)歷啟、停6次，其中冷態(tài)2次，熱態(tài)4次，沒有發(fā)生汽封發(fā)面的故障和異常，汽輪機的振動、脹差、軸向位移等數(shù)據(jù)均正常。組織及參加單位，對于現(xiàn)場揭缸檢查結(jié)果和結(jié)論形成了紀(jì)要。確定了該技術(shù)使用效果。
隨后，首陽山電廠1號，焦作電廠1～6號200MW機組等電廠相繼采用該項技術(shù)進(jìn)行了汽封改造。據(jù)不完全統(tǒng)計，截止2001年6月。現(xiàn)國內(nèi)已在6～300MW不同類型及容量機組上使用該技術(shù)，改造臺數(shù)達(dá)65臺。這些機組中有的已進(jìn)行過大修。
2 使用該技術(shù)安全及經(jīng)濟性情況
? 在不同電廠決定是否采用該項技術(shù)的可行性研究分析時，所關(guān)注的首先是安全性問題，尤其是國產(chǎn)200MW機組自投產(chǎn)以來，啟、停過程中發(fā)生大軸彎曲事故臺次不少，是用戶最為擔(dān)心的問題，其次是所帶來的經(jīng)濟性問題。眾所周知，由于技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展，現(xiàn)代汽輪機通流葉型設(shè)計和制造技術(shù)已達(dá)日臻完善的程度。為進(jìn)一步提高通流效率，世界各大制造部門在通流汽封結(jié)構(gòu)設(shè)計方面作了大量的工作和改進(jìn)，并取得明顯成效。機組啟、停或出現(xiàn)振動而汽封不受磨損，正常運行汽封間隙在最合適的狀態(tài)。使機組在整個大修期內(nèi)運行不致因汽封磨損導(dǎo)致效率下降，能保持機組長期的高效率運行，甚至延長機組大修周期和縮短大修工期，提高企業(yè)效益等問題，已引起用戶關(guān)注。正是該汽封工作原理具有上述的工作特性，從而增加了用戶使用該項技術(shù)的決心。
以首陽山電廠2號汽輪機改前委托美國ABE公司對其進(jìn)行的技術(shù)評估為例，在各部分損失中，軸封損失占總損失的31.7%，葉頂汽封占55.3%。但在改進(jìn)后對運行效果進(jìn)行檢驗時，由于這些損失相對量較小，又很難準(zhǔn)確的測量，以及大修效果所占的比例如何確定等問題及其它因素影響，其效果用戶的說法不一。
但改后的機組中，如首陽山、新余、盤縣、焦作、南山等電廠進(jìn)行過的熱力試驗結(jié)果表明，與以往大修后的結(jié)果相比較，高、中壓缸效率有不同程度提高，機組熱耗率確實下降不小，最大的熱耗率下降269.3kj/（KW.H）。而且，南山電廠還專門在高壓缸前軸封漏汽管上設(shè)計、安裝了蒸汽流量孔板，測量軸封漏流量。由于沒有改前數(shù)據(jù)，只能與設(shè)計值比較。設(shè)計1.23t/h ，實測0.76t/h，相對下降38%，這在各電廠不同容量和類型機組的考核試驗結(jié)果中，還不多見。該機組為50MW燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機組，承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)，頻繁啟停調(diào)峰運行，至今軸封漏汽量基本保持不變。
經(jīng)過1～2次大修的機組，如首陽山1、2號機，焦作電廠4、5號機，電廠反映，揭缸檢修未發(fā)現(xiàn)有汽封磨損情況，大修也可不對汽封間隙進(jìn)行修刮和調(diào)整及更換。
3使用該汽封所關(guān)注的問題
3.1冷態(tài)啟動差脹大
?? 根據(jù)該汽封工作原理，在啟動和初始負(fù)荷階段，汽封在彈簧作用下，處于全開位置，此時間隙在最大值，汽封漏汽量大，轉(zhuǎn)子加熱快，而汽缸加熱跟不上，易出現(xiàn)正差脹大。尤其是國產(chǎn)200、125MW等型機組，原設(shè)計軸向間隙小，若暖機時間安排不當(dāng)，易出現(xiàn)正差脹超限問題。
在現(xiàn)已實施該技術(shù)改造的機組中，以200MW機組最早且臺數(shù)最多，其最初的指導(dǎo)思想是防止啟、停中汽封間隙小，易產(chǎn)生碰磨而造成彎軸事故。所以設(shè)計上將開啟間隙設(shè)計到3～4mm，開啟間隙愈大，完全關(guān)閉的初負(fù)荷就愈高，若暖機時間不足，在機組冷態(tài)啟動時，易造成啟動和初負(fù)荷階段差脹大。
3.2運行中關(guān)不住
?? 在對所調(diào)查了解的機組中，確實出現(xiàn)有些單位在仿造該技術(shù)改造的機組，如開封125MW、荊門200MW機組和新疆地區(qū)的幾個100MW和50MW機組出現(xiàn)運行中汽封不能閉合。并且是大修后首次啟動后一直關(guān)不住，從揭缸檢查發(fā)現(xiàn)，主要是加工尺寸，彈簧質(zhì)量和安裝工藝等存在問題。
現(xiàn)已改進(jìn)的機組，除上述機組外，從運行中各缸的效率來分析，如首陽山的電廠200MW機組，ABE公司在改前揭缸時進(jìn)行汽道評估，結(jié)論為高壓缸效率可提高3.8個百分點，大修后試驗，高壓缸效率實際提高了4個百分點。又如外高橋300MW機組汽封改進(jìn)后，高壓缸排汽溫度下降5℃左右，經(jīng)一年多運行，現(xiàn)中壓缸效率仍保持在92%左右。新海、焦作、新余等電廠反映大修前油中帶水嚴(yán)重，現(xiàn)油中帶水問題基本消除。可以證明，正常運行中該汽封處在正常閉合位置。否則，高、中壓缸排汽溫度會較高，缸效率會降低。