刷式汽封在世界范围内已在超过100台机组上成功应用,在韩国有超过50台的应用实例,机组容量包括200MW、350MW、500MW和800MW,汽轮机厂家有GE、Hitachi、Alsthom等
国内首台在华能丹东电厂安装,2009年11月中旬举行了效果评审会,与会各方认为取得了良好的效果。
各种汽封采用不同的方法解决了传统汽封存在的部分问题,各有其适用性,经过多年的使用实践,对使用中的问题已积累了一定的经验。
根据各种汽封的特点,针对具体机组存在的问题,考虑机组特性及实际状况,选择合适的汽封形式,或在机组不同部位组合采用不同形式的汽封,以达到最佳的效果。
2.2.4 或者还是用传统汽封?
到底该不该进行汽封改造,在目前的电力企业中还存在一些不同的认识,主要是由于对新型式的汽封有以下疑问:
? 可靠性存在问题;
? 使用效果并不十分突出,而且费用偏高。
观点:不一定需要先进的汽封形式,只要汽封间隙调整好,使用传统汽封一样可以达到较高的经济性水平。
相反的观点:只有改成新式汽封才能提高经济性,或只要改成新式汽封就能提高经济性。
应该说,对新技术的疑问确实是事实,但许多成功的改造经验使技术本身的优越性得到肯定。尚存在的一些问题,通过实践中的进一步探索和验证,对新技术的进一步完善,而逐步取得更好的效果和更高的可靠性。
目前,国内外各大汽轮机制造厂并不积极采用新型汽封,当然有成本的考虑,但同时也是由于采用传统汽封也可以达到足够高的经济性水平。
在有些情况下,采用新型汽封也可能不能取得预期的效果。若原机组缸效率本就较高,或者即使缸效率较低,但引起缸效率低的原因并非是汽封间隙大,而改造又因为各种因素影响未达到最佳效果,就会发生这样的情况。 ..
另外,汽封制造厂家的质量水平不齐也是一个问题。
基于以上情况可见,若机组各方面性能良好,可以保证汽封间隙足够小,且不被磨损,同样能够达到较好的经济性水平。这样的机组可暂不考虑实施汽封的改造。
不同的新型汽封形式,可以针对性地解决传统汽封的某些缺点,在特定的情况下,可以更加有效地保持较小的漏汽量。对于确实汽封系统存在问题的机组,已证实汽封漏汽大对经济性造成较大影响,且由于机组其他方面的问题(如振动、汽缸变形等),采用传统汽封不能使性能损失得到恢复的情况下,针对机组的具体问题,选择适合的新型汽封更易于保证机组良好的状态,对保持或提高机组的经济性可以起到显著的作用。
小结:
汽封性能的优劣,对机组的经济性和可靠性有重要影响,为降低漏汽损失,提高机组安全性和经济性,采用先进的新型汽封是有必要的。
但不是绝对必要,也不是必然保证。同任何技术一样,都受到很多因素的影响,需要在各个环节上认真对待,才能起到应有的作用。 2.2.5 汽封间隙调整
无论采用什么形式的汽封,都不能忽略对汽封间隙的调整。
建议不要过分重视大修后的一次启动成功。在大修中严格按照标准调整汽封间隙,大修后启动时若发生碰磨,可适当延长暖机时间,使汽封充分磨合,避免振动过大造成汽封的严重磨损。
一种激进的理念,0间隙调整,完全靠磨损得到实际的汽封间隙,这样的汽封间隙是最合理的。作为一种概念,不妨用来参考。
保证汽封间隙的另一个方面是首先要解决机组振动问题。
机组在启动过程中的振动特性(60Hz的机组)
在机组过临界转速时,转子振动幅度经常超过汽封间隙,传统梳齿式汽封容易发生磨损。在容易发生振动的机组上,或振动幅度大的部位,布莱登汽封具有显著的优势。
2.3 汽缸漏汽治理
汽缸内的漏汽是一个很容易被忽略的影响汽轮机组经济性的问题。 试验中经常出现某些抽汽口温度显著高于设计值,与下一级抽汽口之间的级组效率高于100%。试验规程中也规定了抽汽温度处理方法,认为抽汽温度往往偏离汽轮机的膨胀过程线。这些现象说明,抽汽温度高的原因不是由于汽轮机的通流效率降低所致,而是由于有高温蒸汽泄漏到该抽汽口。
汽缸内发生的漏汽不会影响到缸效率,也因此往往被忽视。却同样导致能量的损失,某些机组试验数据分析显示,影响煤耗率可达1-2g/kWh。有些机组中压缸第一级抽汽为碳钢管道,严重的超温甚至超过450℃,影响机组安全。
容易发生泄漏的部位及造成泄漏的原因有:进汽或抽汽导管密封圈变形、装反;中分面变形,中分面法兰薄弱;螺栓紧力不足、直径偏细、螺栓过长;汽缸受到额外的牵引力;汽缸内外缸之间的轴向密封面泄漏,检修中过度地打磨该密封面造成泄漏。更为严重的还有隔板装反;加热器抽汽口接反的情况。
某些型号的高、中压合缸机组,试验测量高中压缸之间的过桥汽封漏汽量普遍达到再热蒸汽流量的10%左右(设计值约1%~2%,其它型号机组基本在5%以下),
根据计算即使轴封完全磨平也达不到这样的漏汽量,分析认为也是由于汽缸内其它密封结构的漏汽所致。
因此,对汽缸内漏汽的情况应给于必要的重视,查明原因,制定针对性地处理措施。对于存在该问题的机组若进行通流部分改造,应同时解决汽缸漏汽的问题。
3 系统的改造
3.1 热力系统优化
3.1.1 热力系统优化的目的
热力系统优化的主要目的是提高机组的经济性,但是改进前、后直接体现出的机组热耗率的降低,并不能充分表达热力系统优化的真正价值,也不是热力系统优化的全部目的。通过热力系统改造,应达到以下目标:
提高机组安全性
1) 消除疏水系统存在的安全隐患,有效地防止汽轮机进水和进冷蒸汽,并
简化控制或操作方式。
2) 通过对疏水系统的优化改进,减少了进入扩容器的疏水管数量,更换了
存在泄漏的阀门,有利于降低疏水对扩容器与凝汽器的热冲击和冲刷,避免可能造成的扩容器焊缝开裂、集管吹损等问题。 3) 各级疏水分级布置,有利于机组启动、停机过程的安全。 提高机组经济性则体现在以下多个方面:
1) 通过减少系统中的泄漏点、充分利用有效能,减少能量损失,提高机组
的经济性;
2) 由于系统简化,泄漏点减少,即使随着运行时间增长,泄漏的阀门增多,
机组也可以长期保持较好的经济性;
3) 由于系统简化,阀门数量减少,可有效地降低阀门维护的工作量和相关
费用;
4) 由于需要维护的阀门数量减少,更有利于提高维护的质量,保证阀门的
严密性;
5) 系统简化后,不影响机组的安全性,且简化后的系统便于运行操作,从
而提高了机组的可靠性,间接改善了机组的经济性;
6) 解决机组存在的特殊问题,完善设备和系统性能指标,提高经济性; 7) 直接体现出来的效果是对改进前后热耗率的影响:
a) 通过简化疏水系统设置,优化阀门配置,减少了可能的泄漏点,降
低了泄漏流量;
b) 改进了原来系统热备用的方式,避免了高品质蒸汽在运行中长期放
流的损失;
c) 尽可能充分利用辅助系统工质的能量,提高机组的热效率; d) 取消系统中冗余的备用汽源,这部分汽源在正常运行中常存在一定
程度的泄漏,取消后可完全杜绝此类损失,且通过适当调整运行方式,完全能够满足机组在各种情况下的运行要求; e) 对加热器性能的调整,提高给水回热效果; i. ii. iii. iv.
加热器水位调整; 加热器水侧泄漏治理;
加热器排空气系统的优化(损有余、补不足); 解决低压加热器疏水不畅的问题。
f) 其余部分通过对系统的简化和优化,减少了泄漏点,降低维护成本,
有利于保持机组长期的运行经济性。
3.1.2 优化的总体思路
汽轮机组的热力系统对机组的安全性和经济性均有较大的影响。西安热工院长期从事提高电厂设备安全、经济性的工作,完成了大量不同类型机组的完善改进项目。
下面扼要阐述设备及系统改进的原则。 1) 保证安全性并满足运行要求
首先是任何设备及系统的改进必须首先保证不影响机组的安全性,确保机组的设备及热力系统在启、停及任何工况下运行,各项控制指标在规程规定的范围之内。在各种不同的工况下运行,疏水系统应能防止可能的汽轮机进水和汽轮机本体的不正常积水,并满足热力系统暖管和热备用要求。