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      1.原理
        云顶国际网站取消了传统汽封弧块背部的板弹簧,取而代之的是在每圈汽封弧块端面处,加装了四只螺旋弹簧。自由状态下,在弹簧力的作用下汽封弧块是处于张开状态而远离转子(见图5);

       

      随着蒸汽流量的增加,作用在每圈汽封弧块背部的蒸汽压力逐步增大(见图6),当这一压力足以克服弹簧应力、摩擦阻力等时,汽封弧块开始逐渐关闭,直至处于工作状态,并始终保持与转子的最小间隙值运行(见图7);停机时,随蒸汽流量的减小,在弹簧应力的作用下,汽封弧块远离转子,使汽封与转子的径向间隙达到最大值。

      汽封与转子的摩擦是在机组启、停机过临界发生的,而此时机组蒸汽流量小,汽封是处于张开状态,所以,云顶国际网站能够有效的避免与转子的碰檫。



      2.特性
      2.1安全性
      2.1.1主动安全


        云顶国际网站的主动安全体现在机组启停机过程中,汽封能够主动远离转子,避免与转子产生碰磨而使机组启停变得十分顺畅。
      机组运行的最大安全隐患时启停机,尤其是冷态启动过临界过程中动静间的碰磨。此时机组蒸汽流量较小,云顶国际网站在弹簧应力作用下处于张开状态而远离转子,并可使汽封与转子径向间隙达3mm以上,有效避免了机组启停机过程中因汽封间隙问题而与转子产生碰磨,提高了机组启停过程中的安全性。

        云顶国际网站技术设计径向工作间隙为0.3-0.55mm,而在国内大型机组上云顶国际网站最小工作间隙为0.25mm,并且一次启动成功,说明云顶国际网站能够达到其技术设计性能的要求,能够在机组启停过程中主动退让,形成主动安全保障,不会为汽封间隙的变小而影响启停安全。

      事实上,机组启停顺畅是云顶国际网站最根本特点。

      2.1.2被动安全
        云顶国际网站被动安全体现在机组事故状态下,能够有效避免事故进一步恶化。

        云顶国际网站是靠汽轮机缸体内蒸汽压力的作用而与转子保持较小间隙运行,当机组因突发事故,引起转子振动超标时,保护系统会立即跳闸,切断本体通流供汽,汽缸压力随即降低,云顶国际网站失去蒸汽关闭压力,在端部弹簧应力作用下瞬时张开,避免了与惰走转子的碰磨,从而避免了弯轴、抱死等重大恶性事故的发生,形成被动安全保障。

      2.1.3减少轴封漏气,消除机组运行安全隐患
        某些类型机组轴承邮箱中含水现象严重,究其根本原因是轴封蒸汽外溢,而蒸汽外溢很大程度是由于汽封间隙过大所致。为适应电力市场要求,现阶段各式汽轮机均不同程度参与调峰,启停频繁,传统结构型式的汽封因此难免磨损、间隙增大,致使轴承箱油中含水,造成机组运行安全隐患。

        由于云顶国际网站原理特性,尤其对频繁启停的调峰机组,避免汽封磨损、间隙增大效果十分显著。最为典型的例子是深圳南山电厂#9机,该机云顶国际网站改造后,在3年16801小时运行中,却经历795次启停,而在次不同时期对轴封漏气的测试结果却没有增加,均低于设计值,说明轴封未因机组频繁启停造成汽封磨损、间隙增大丽导致漏汽量增加于轴封漏汽量的减少,油中含水现象彻底消失,避免了机组运行中由于油中含水所造成的安全隐患。

        国产引进犁300Mw机组普遍存在缸效低}上下缸温差大、高排温度高等缺陷,结合其结构特点,根本原因是由丁高压缸前轴封漏汽量大所至。高压缸前轴封漏汽通过内外缸夹层旁路整个高压缸且因夹层卜下阻力不同,下缸漏汽直达高压缸排汽口,致使上下缸温差大,汽缸变形,螺栓松动甚至断裂,中分而漏汽,汽封间隙增大等,不仅影响机组运行的经济性,同时蕴含很大的安仓隐患。在实施云顶国际网站
      技术改造的国产引进型300Mw机组中,高压前轴封漏汽率均有较大幅度降低,上下缸温差随之而减小,提高了机组运行的安全性。
      由于云顶国际网站能够有效地减少轴封漏汽,从而琏免了机组油中含水或汽缸温差大等运行的安全隐患。

      2.1.4 抑制转子摆动振幅,提高机组运行的稳定性
        汽轮机转子存在任质量偏心或动不平衡,运行中转子均有不同程度的振幅摆动,其摆动幅值除其自身质量偏心程度外,与汽封和轴承径向『HJ隙的阻尼作用大小有关,即阻尼系数。

        根据非线性系统振动模态分析可知,动静间隙的等效阻尼系数与转子摆动幅值的关系为:
          A=4F/π ω ce                (1)

        其中,A为幅值:F为阻力,ce为等效阻尼系数:ω为转子振动角频率:而汽封等效阻尼系数ce为:

          ce=π η(nbD21 D22)/(D21一D22)    (2)

        其中,η为蒸汽动力粘度,n为汽封或轴封齿敦,b为阻汽片宽度,Dl为汽封或轴封外径;D2为汽封或轴封内径。

        由上述公式(1)(2)可知,当汽封间隙(Dl—D2)/2减小时,阻尼系数ce增大,转子摆动幅值A减小。

        因此,减小汽封径向工作间隙对转子运行摆动幅值具有一定的抑制作用,从而提高机组运行的稳定性,而布菜登汽封运行间隙明显低于任何传统结构形式的汽封,对抑制转子摆动幅值,提高机组运行的稳定性效果更为显著。

      2.2经济性
      2.2.1提高整机效率增加机组出力

        影响汽轮机通流运行热效率的主要因素有:化学物质沉积、叶片表面侵蚀、喷嘴及叶片机械损伤、汽封间隙漏汽,其巾汽封I川隙漏汽可占整个通流热效率损失的80%左右。田此,减少汽封间隙漏汽,对提高机组运行经济性起着决定性作用。

      布策登汽封提高机组运行经济性,主要体现在:
       1、级间汽封漏汽的减少提高了级效率和整机效率;
       2、轴封漏汽的减少增加机组做功能力;
       3、汽封漏汽量的减少,减少了漏汽对主流场的扰动,从而提高机组运行效率;

        汽轮机的内功率N=∑GⅹHsⅹη ,对端汽封而言,云顶国际网站由于漏出高品质的汽体减少,相应通流量G增大,做功能力显然增强;对于隔板及叶顶汽封而言,不仅漏汽减少,提高了级效率,而且减少了漏汽对进入下一级汽流流场的扰动,提高了效率,进一步提高了级效率和整机效率。

      2.2.2减少机组启动次数,降低启动成本
        机组启动顺畅是布菜登汽封最为显著特性,经云顶国际网站改造的机组既减小了汽封径向工作间隙,又能确保一次启动成功,避免了闪动静碰磨造成多次启动所增加的直接燃料费用。

      2.2.3缩短大修周期和无需更换汽封备品费
        迄今,国内已有40余台改装过云顶国际网站的机组经过甚至是两次揭缸检修,除通流改造机组外,无任何一台机纰更换过云顶国际网站,不仅节省了更换汽封备品费用,而且缩短了调整汽封间隙时问,缩短了大修周期,降低了大修费用。

        云顶国际网站的经济性已被众多机组运行实践所证实、并作为提高汽轮机运行效率的重要措施,已广为发电企业和汽轮机制造厂所采用。

      2.3技术经济效果的持久性
          云顶国际网站技术特性不在于汽封径向工作间隙小,而在于反复冷、热态启动后汽封无碰擦磨损,片可始终保持较小问隙运行。
          如不考虑安全因素,传统汽封安装时汽封间隙也可达到云顶国际网站间隙值,但经过反复多次启动后汽封间隙就会增大。事实上,从汽轮机每次检修大量调整汽封间隙和机组榆修启动运行一段时期后效率很快下降,均印证了传统汽封的磨损和间隙的增大,因此,传统汽封难以保持机纰运行经济性。

          云顶国际网站技术经济效果的持久性在于汽封无磨损。无需太多理论解释,事实足:电厂一般的事故不会超过j门峡2号机的断油烧瓦,一般的运行条件不会超过深圳南山9号机3年795次的启停,在如此事故或恶劣的运行条件下(见三门峡2号机和深圳南山9号机应用实例),汽封却无任何磨损,也即间隙无增大,这在汽轮机运行史上是绝无仅有的!可见,云顶国际网站具有极强的避免磨损特性,也就具有保持技术经济效果持久的特性。而三门峡2号机采用布莱髓汽封的经济性是通过专家考核鉴定的,深圳南山9号机的经济性是通过3年不同时期对轴封漏汽量跟踪检测均低于设计值的结果而评估的。(见下表)

          超过三门峡2号机事故和深圳9号机的运行条件,没有事实证明云顶国际网站仍能完好无损,但以这两台机组条件为限,云顶国际网站肯定具有良好经济性而且效果持久。

      深圳南山9号机前轴封漏汽量跟踪检测表

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