文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 韩国应用可收放刷式汽封的调研报告

韩国应用可收放刷式汽封的调研报告

韩国应用可收放刷式汽封的调研报告
韩国应用可收放刷式汽封的调研报告

韩国应用可收放刷式汽封的调研报告

2009年4月5日-10日,集团公司组织对韩国应用美国TurboCare 公司可收放刷式汽封(自调整刷式汽封)的情况进行调研,情况如下:一、美国TurboCare公司可收放刷式汽封情况

美国TurboCare公司将在燃气轮机上已使用成熟的刷式密封技术和已有20多年的收放式汽封技术,有机的接合在一起,开发了专利新产品——可收放式刷型汽封。2004年由西门子公司购股,在韩国的所有业务由SEMICO公司代理。

(一)可收放刷式汽封技术特点

可收放刷式汽封简单地说就是在布莱登汽封基础上增加了一道刷式汽封,即实现了启动过程中汽封块张开防止碰磨,又保证了运行中的“零间隙”。

适用部位:高中压隔板汽封和叶顶汽封及高中压前后部分轴封

间隙值:

1)隔板汽封、轴封:张开间隙:3.81mm,闭合间隙:汽封齿0.38(~0.637)mm,刷子处0.051mm~0mm ,传统汽封 0.4~0.6mm

2)叶顶汽封:刷子处0.25mm,传统汽封 2.03mm

主要技术特点:

可收放式汽封与常规的迷宫式汽封相同,由上、下两部份六块弧段组成,取掉迷宫式汽封外缘上的平板弹簧,在汽封上、下两块短弧段上机械加工出4个孔,孔内安放螺旋弹簧,还在每块扇形弧段外圆的中间加工出一个通汽小槽,小槽通到扇形弧段的外面,这就成了可

收放式汽封。

在停机状态,机组启动过程中及功率在25%-30%以下,即机组通过临界转速,转子振动很大时,由于螺旋弹簧的作用使扇形汽封弧段向外张开,于是汽封与转子之间的间隙加大,大到 0.15”/3.81mm。

靠汽封块环向四个弹簧实现启动中自动张开,间隙达到最大值3.81mm,保证启动安全;运行中功率大于25%-30%时,蒸汽通过扇形弧段外圆上的通汽小槽进入,蒸汽流入汽封外缘空间(背部),产生向中心的压作用力将弹簧压缩,汽封块弧段向中心移动,汽封环闭合,其它汽封齿间隙达到最小值0.38-0.635mm,减少级间的蒸汽泄漏量。

可收放式汽封的特点是:机组在启动过程中和在通过临界转速(振动最大)时汽封与转子轴之间有大的间隙,达到 3.81mm,于是汽封与转子轴之间不会发生磨擦,不致损坏汽封。机组在正常工作时,汽封与转子轴之间的间隙却很小, 只有0.38-0.635 mm,保证了良好的汽封。可收放式汽封工作的过程,正好满足了蒸汽轮机从静态到暂态,再到稳态,这一复杂的热力机械过程,从而保护了汽封自身不被磨损,而且起到了汽封作用。

图1可收放式汽封示意图图2刷式可收放式汽封

为了进一步减小可收放式汽封与转子轴之间的间隙,进一步提高蒸汽轮机的热效率,美国TurboCare公司又发明创造出了可收放刷式汽封。这种汽封不仅可收可放,而且还在扇形汽封弧段上装有一道柔性金属刷,之后成了刷式可收放汽封,这样可使刷式可收放汽封与转子轴之间的间隙减小到“零”,称之为---- 零间隙汽封。刷式汽封应用于标准的轴封上,轴封间隙从一般的设计间隙0.38-0.025”

(0.635mm)减小到有效间隙0.002”(0.051mm)。刷式可收放汽封在此处形成更好、更大的汽阻,从而使汽封的作用进一步提高。

可收放刷式汽封核心技术就是弹簧和刷子。

1)弹簧:布莱登汽封专利人原来在美国TurboCare公司,后代跳槽专门经营布莱登汽封,美国TurboCare公司对有关技术进行了进一步改进,确保开合的准确性。要求一个大修6-8年更换一次。

2)刷子:刷毛材料Hayness 25(哈氏合金),刷毛直径 0.15mm。固定刷毛的前后侧板采用300或400 不锈钢。一般寿命8-10年,最长的业绩目前有14年的。

后侧板内有蒸汽平衡腔,确保刷毛前后压差,刷毛在环向有一定倾斜角度,与转子转动方向一致,避免转子运行中跳动时的作用力。刷毛出厂前经过严格测试。

图叶顶刷式汽封的横断面图

图刷子片的结构,刷毛可快速移动以便适应转子的过度过程。

(二)刷式可收放式汽封收益分析

300MW机组为例:

预计煤耗降低3-9 g/kwh,若供电煤耗335 g/kwh,节约燃煤12000吨左右,煤价以450元/吨计,节约540万元人民币/年。投资70-80万美元,500万元人民币左右。一年内回收投资。

二、美国TurboCare公司可收放刷式汽封的应用情况

可收放刷式汽封是美国TurboCare公司专利技术,已发展十多年,技术最早应用于飞机发动机、燃气轮机,应用于火力发电厂蒸汽轮机中,是近十年的事。

此项技术具有独立知识产权,专利技术仍在有效期内,发明者未公开可收放刷式汽封生产工艺和核心技术,据介绍目前全世界只有美国TurboCare公司具有生产可收放刷式汽封技术,可收放刷式汽封制造技术要求高,工艺复杂,因各级之间蒸汽压力有差异,所以各级间

弹簧弹性也不一样。各级间弹簧弹性需要通过计算、分别加工、分别处理、分别测试才能完成。安装刷式可收放汽封需要受过专门培训的专业工程师来进行。安装前工程师要到现场测量现有汽封、汽封槽的几何尺寸、记录相关参数;然后才能完成后序计算、加工、实验和组装等工作。这也是该项技术广泛使用受到了一定限制的原因之一。

由于可收放刷式汽封制造技术要求高,工艺复杂,不易模仿。目前国内尚没有研制出合格的可收放刷式汽封,主要问题是侧板后部没有平衡腔,压差大影响刷毛强度,另外刷毛质量不过关,造成掉毛、不耐磨,弹簧质量不过关,寿命短、易断。可收放刷式汽封(自调整刷式汽封)的所有刷式汽封块、弹簧全部是美国进口,机组改造全部由美国TurboCare公司派人负责现场测绘安装,量身定做。

据介绍,目前TurboCare公司的可收放式汽封已经在世界各地的600多台机组上安装并成功地运行。可收放刷式汽封在美国、德国、日本、菲律宾等国家已超过100多台蒸汽轮机采用了此项技术,最大机组容量已达到800MW。采用此技术热效率可提高1.5%-3%不等,煤耗降低3-9 g/kwh。

通过参观韩国电力公司的泰安电厂(8台500MW机组)5号机组的检修现场、了解了泰安改造可收放刷式汽封的情况,目前全厂各机从2001年开始陆续都进行了汽封改造,总体反映良好。5号机组2003年先将高中压叶根汽封改为了可收放式汽封,本次又进行了中压叶顶刷式汽封改造,预计中压叶顶刷式汽封改造后热耗降低60kCal/kWh。见照片。泰安1号机组06年进行的刷式汽封改造。

三、结论

通过本次调研,技术小组认为美国TurboCare公司的可收放刷式汽封技术先近、相对安全可靠,经济性能良好,有推广应用价值,主要体现在以下几点:

1、经济上:由于汽封间隙可以达到“零间隙”(0.051mm),减少了级间漏汽量,可以提高机组内效率,整机改造可以降低煤耗3-9 g/kwh。

2、使用范围上:可调整刷式汽封可应用于高、中压隔板叶根、叶顶汽封,应用范围较广,刷式可单独使用更灵活。考虑投资费用,反动式机组叶顶刷式汽封更能发挥效益,冲动式机组叶根应用刷式汽封更能发挥效益。

3、安全上:最重要的是刷式汽封的主要密封件是钢丝刷毛,有一定弹性。由于机组冷热态中心变化、隔板变形等原因汽机启动过程中造成原来冷态调整的汽封间隙会发生变化,可调整式的汽封就能避免传统汽封齿磨擦时产生的振动增大、磨轴等异常问题,也可减少或避免汽封齿和刷毛的磨损;另外钢丝刷毛弹性较大,允许在旋转部件未完美对准或发生偏移的情况下保持接触和柔性,避免了振动异常和对轴颈的损伤。

相关文档