[发明专利]中心架减振调节汽轮机气封间隙的方法及减振装置

说明书

中心架减振调节汽轮机气封间隙的方法及减振装置，本发明涉及一种调节汽轮机动叶顶部气封间隙的方法及减振装置。它解决了现在减小汽轮机动叶顶部气封处漏气损失时，仅采用被动应对转子径向跳动带来其它不利因素的问题。方法和装置的方案是汽轮机达到正常转速后，调节设置在隔板内孔上的扶正器组件，使扶正器组件上的三个滚轮逐步向汽轮机主轴接近，以减小汽轮机主轴的径向跳动；推杆是具有长度方向弹性压缩的柔性杆，三个推杆在垂直于汽轮机主轴的平面内呈120度均分布置；滚轮设置在推杆前端；最后调节汽轮机动叶顶部气封组件，使动叶顶部气封组件的内孔表面向汽轮机叶片外表面逐渐收拢，最终形成二者之间的间隙在0.15至0.45毫米之间。

技术领域

本发明涉及一种调节汽轮机动叶顶部气封间隙的方法及减振装置。

背景技术

汽轮机是将蒸汽的热能转变为机械能的一种动力机械，级是其最基本的工作单元，在结构上每个级由喷嘴和其后的动叶栅所组成，蒸汽进入喷嘴后其热能转变为动能，然后进入动叶，给动叶片以冲击力，使叶轮旋转而输出机械功。

大型汽轮机就是由多个级组成，每个级都有动、静两部分组成，因此整个汽轮机也就由动、静两部分组成。汽轮机的转动与静止部分之间必须有一定的间隙，以防相互摩擦。由于汽缸内外、隔板前后以及动叶两侧存在压差，而相应各处动静部分之间又必须保持一定间隙以使它们不致相碰，因此必须设置汽封装置。

汽轮机的汽封根据安装的位置不同分为：轴端汽封(简称轴封)、隔板汽封和通流部分汽封，分别用来防止汽轮机的轴端、隔板和动叶顶部蒸汽的泄漏，其作用分别是防止外界空气进入汽轮机，与汽轮机内的蒸汽混合，减少蒸汽泄漏量，从而减少补水量和防止高位能的工作介质向低位能流动。作为汽轮机的易损件和必备部件，汽轮机的汽封越来越引起从事汽轮机设计的工程技术人员的关注。

从汽轮机运行的测试结果可以看出，汽轮机级间蒸汽泄漏使得机组内效率降低，漏汽损失占级总损失的29％，其中动叶顶部漏汽损失则占总漏汽损失的80％，比静叶或动叶的型面损失或二次流损失还大，后者仅占级中损失15％。近年随着汽轮机汽封技术的不断发展，汽轮机运行的安全可靠性和机组热效率都得到相应的提高。为了减少漏气损失，提高机组安全和经济性，国内外有关部门对传统汽封进行改造和设计，已陆续出现了许多新型汽封。目前现有的汽封主要有以下几种：

(一)疏齿式(迷宫式)汽封

目前被广泛应用于大、中、小型汽轮机的传统汽封主要为迷宫式汽封。迷宫式汽封中，梳齿式汽封因其汽封成本低、结构简单、安全可靠且易于安装而被广泛应用。其结构如图3。

由于该汽封产品是一种非接触式刚性密封，间隙太小，汽封齿就很容易和转子碰磨，而且还会因两个刚性碰磨而带来安全问题。使用中存在的问题有：

(1)由于启机过临界、异常振动超差、气流激振等原因，都会使汽封齿造成永久性的磨损，导致密封间隙成倍的增加，也就是说，检修和安装时精心调整好的汽封间隙很有可能在第一次启动过临界时就被磨大了，对老机组而言，这种情况更加明显。因此考虑到转子过临界转速的振动，传统梳齿式迷宫汽封安装时径向间隙一般为0.60～0.80mm，根据转子不同情况，有的间隙更大。迷宫密封的泄漏流量随着压差的增大而急剧上升，其密封效率急剧下降，据相关统计资料显示，汽轮机间隙每增加0.0254mm，平均功率损失约4～5kW。

(2)汽封齿与轴发生碰磨时，瞬间产生大量热量，造成轴局部过热，甚至可能导致大轴弯曲，所以在机组检修时，电厂只能把汽封径向间隙调大，以牺牲经济性为代价来确保机组的安全性。

(3)在实际运行中由于汽封块的弹簧片长期处于高温高压的蒸汽中，工作环境恶劣，再加上弹簧片本身材质的原因，在汽轮机检修中常常发现因弹簧片弹性不良、汽封块因结垢被卡死造成汽封间隙发生变化。

(4)曲径汽封环形腔室的不均匀性，是产生汽流激振的重要原因，而汽轮机高压转子产生的汽流激振一旦发生就很难解决，危及机组的安全运行。