文档介绍：军粮城发电有限公司200MW机组端汽封处
高压弹性密封环改造方案论证

摘要:本文主要针对200MW机组汽轮机高、中压缸前汽封处高压弹性密封环在机组大修时拆装困难的问题,从结构上进行了分析,并提出了具体的改进方案。
关键词:汽封弹性环改造
作者单位:天津军粮城发电有限公司
0 前言
在传统200MW三排汽的汽轮机设计中,一般将汽缸的高压端汽封设计成如图1所示这样:在转子上车有凸台和凹槽,与汽封齿相配合构成迷宫式汽封。把一定数量的汽封圈装在一个汽封体内,再装在汽缸中。汽封体在汽缸中的支撑定位方法与隔板相同,但最外端一个汽封体使用螺钉固定在汽缸端面的,以阻止汽缸内蒸汽外逸。高、中压汽缸的高压端部,因汽缸温度较高,汽缸与汽封体间的径向膨胀差较大,故在汽封壳体内与汽缸之间特设置一个整圈弹性环。工作时使用弹性环的弹性变形来补偿此膨胀差。汽封体靠下半壳体上的半圆法兰刚性固定在轴承座上,因弹性环是整圈的,在高、中压转子吊装时,应先将此环挂在转子上。

图1 带膨胀环的汽封体
1 现状分析
此工艺结构较落后,汽封体在电厂大修过程中拆装非常繁琐,一般情况是在拆除阶段,要先拆掉汽封体与膨胀环连接的一圈螺栓,再拆除汽封体水平中分面的螺栓,拆出汽封体,之后,再拆除膨胀环与汽缸相连接的一圈螺栓,将膨胀环挂在转子上,待吊转子时与转子一块儿出缸,安装过程基本相同。由于拆装过程繁琐,极易造成安装缺陷,导致机组启动后此处漏汽。
2 方案研究
通过咨询制造厂,在新机组的设计中已改变了这种结构方式,将原有的汽封弹性环取消,设计为与汽缸镶嵌的结构方式,在汽缸端部车成凹槽,与汽封体连接部分的凸台相配合,轴向依靠凸台和凹槽相配合定位,径向留有一定的膨胀间隙,以吸收汽缸与汽封体之间不平衡的膨胀量,减少汽封体的变形。同时取消与下半壳体上的半圆法兰,不与轴承箱连接。见图2所示。经验表明:该结构方式已成功运行多年,较好地解决检修不便的问题,同时因存在凸凹槽(类似于迷宫式汽封结构)能起到一定的密封效果。
但作为老机组改造,以此方案进行存在很多困难。首先,要定好汽缸与汽封体凸台相配合的凹槽的位置,在大修期间合空缸进行镗孔。再有需要重新设计汽封体,原有汽封体无法再利用。工期长、施工难度大、费用高。

图2 新出产机组弹性环的结构
另外的一种方法是将原有的整圈弹性密封改为半圈的结构方式,在中分面加上法兰,在其中分面利用严格的工艺手段保证接触紧密,直到合格为止。这种改造方法在改造时一般应作如下考虑:
(1)应保证合适的弹性强度和刚度,以适合原结构的膨胀量变化,使其尽量保持原有的弹性平衡的稳定性。由于原结构为整圈连接
型式,在改为半圈通过中分面法兰相连接后其力学模型发生变化,再加上取消轴承箱的约束,因此,新弹性环与旧弹性环在补偿系数的选取上不会完全一样,应考虑汽缸在启动及停机时由于温度的变化与轴端汽封的差异及弹性环本身的变化差异所引起的变化。
(2)增加法兰的目的在于加大中分面的接触面的面积,更好的去提