【摘要】随着我国节能降耗工作的开展，以及汽轮机技术的进步，目前有多种新型式汽封技术得到开发和利用。由于汽轮机通流叶栅设计日臻完善，以及加工制造精度的不断提高，通流部分漏汽损失已成为制约汽轮机效率提高的重要因素之一。
【关键词】燃煤发电;节能;技术研究
前言
不同形式的新型汽封，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。针对机组的具体问题，选择合适的新型汽封更易于保证汽轮机良好的工作性能，对保持或提高机组的经济性可以起到显着的作用。但是也不能盲目地否定传统汽封，经过精心调整，也可以达到相当高的经济性水平。选用新型汽封若不能适应机组的结构及性能特点，改造中若不能严格控制汽封间隙，改造后达不到传统汽封的效果也是有可能的。同任何技术一样，新型式汽封的应用受到很多因素的影响（有机组本身的具体问题，也有汽封设计制造安装质量），需要在各个环节上认真控制质量，才能起到应有的作用。
传统梳齿汽封（又称高低齿汽封，迷宫式汽封）利用一系列依次排列的汽封齿与轴之间较小的间隙，形成一个个的小汽室，使高压蒸汽在这些汽室中逐级降低压力，来达到减少蒸汽泄漏的目的。由于结构简单、适应性强的特点，梳齿汽封自发展之初就一直是汽轮机中应用最为广泛的传统非接触式密封。目前，汽轮机厂家在机组出厂时自带的汽封几乎都是梳齿汽封。然而，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，汽封块被结垢卡死，造成汽封间隙发生变化，而无法达到汽封设计间隙，导致汽封性能下降。特别是汽轮机在起停过程中，由于汽缸内外不均匀受热而产生变形，或过临界转速转子振幅较大时，可能会引起转子与汽封齿发生局部摩擦，导致汽封齿磨损，汽封间隙增大，漏汽量增加、汽轮机效率下降。因而随着机组运行时间和启停次数的增加，传统梳齿汽封往往存在汽封齿磨损、实际汽封间隙偏大，密封性能降低的问题，使机组经济性下降。此外，受梳齿汽封结构特点的限制，汽封在工作状态时，汽封腔内存在周向流动，容易引起气流激振，诱发机组低频振动，影响机组安全运行。
随着技术的发展，出现了多种新型汽封。通过改进设计，各种新型汽封往往可以在不影响机组安全运行的前提下，在更小的汽封间隙下运行，从而减小了蒸汽泄漏，使机组运行经济性得到改善。由于汽封改造投资小、收益快，越来越多的发电企业采用性能更加优越的新型汽封对原有汽封进行技术改造、提高机组性能。本文在众多的汽封技术中，选择几种典型的技术进行介绍。
1.浅谈几个汽封技术改造方案
1）技术原则
高压缸部分：根据汽轮机通流部分的原理，越是压力高的级组汽封漏汽量对级效率的影响越大，高压缸的汽封治理尤为重要。根据机组高压缸效率的高低而考虑对高压缸调节级及第几级压力级隔板汽封及叶顶汽封的改造。
中压缸部分：考虑到中压缸效率提高对机组热耗率的影响较大（理论计算表明：中压缸效率每提高1%，可使机组热耗率减小23.09kJ/（KW·h））。根据机组效率与设计值的偏差，来决定对中压缸隔板及动叶叶顶汽封改造多少，对于动叶叶顶汽封，可根据揭缸后汽封检查情况，进行汽封间隙调整或者部分汽封升级改造。低压缸部分：低压缸设计作功份额大，提高低压缸效率对经济性的影响更明显，故可采用新型先进汽封对低压缸隔板及动叶叶顶汽封进行升级改造。轴封部分：从汽轮机高中压平衡盘轴封漏汽量、自密封系统的运行以及轴封加热器的运行状况判断，高中压平衡盘汽封漏量较大、轴端泄漏量处于良好的状态，因此可根据揭缸后检查情况，对平衡盘汽封、轴端汽封进行部分汽封升级改造或者汽封间隙调整。
2）技术方案
通过性能分析，高压缸效率与设计值低对比，中压缸实际效率与设计值低的对比，低压缸效率和设计值的对比。来决定对通流部分汽封改造的多少以提高机组的经济性。蜂窝汽封具有有效除湿作用。低压缸叶顶汽封采用蜂窝式密封，利用蜂窝的网络结构可以把甩到蜂窝上的水珠吸附住，通过蜂窝背板上设计的疏水槽将收集的水排走，降低了蒸汽湿度，可以有效地保护低压缸末几级动叶片免受水力冲蚀，有利于动叶片的长期安全运行。在低压缸后部湿蒸汽区可采用蜂窝汽封。
高中压缸平衡盘轴封漏汽对机组热耗及高、中压缸效率影响较大。计算结构表明：高中压缸间轴封漏汽率每增加1t，影响热耗率升高1.05kJ/（kW·h）。如机组高中压缸间轴封漏汽量大影响机组热耗，应采用自调整汽封产品对此处原有汽封进行改造升级，以保证此处的良好密封效果。低压缸轴封为光轴梳齿汽封，宜改为接触式汽封。
2.汽封改造受益
（1）通流部分汽封改造收益分析
一般而言，泄漏蒸汽从两方面影响汽轮机缸效率的变化。第一，汽封泄漏量的增加，直接减小了通过喷嘴（叶片）的蒸汽流量，导致级做功能力下降，从而引起缸效率降低;第二，汽封处的泄漏蒸汽射流与喷嘴（叶片）主流区蒸汽相互掺混，增加了端部损失和流动损失，引起级效率下降。这其中，泄漏蒸汽与主流区蒸汽相互掺混是泄露蒸汽对缸效率影响的主要因素。相关研究表明：动叶顶部泄漏流所导致的损失中50%以上是由泄漏流与主流掺混导致的，20%由间隙内的流动损失引起。从这个意义上讲：汽封泄漏量变化对高压缸效率的影响最大、中压缸次之，低压缸最小。结合汽轮机通流部分一元热力计算分析理及汽封改造项目，参考各大电厂改造经验，经汽封改造和间隙调整，机组高压缸效率、中压缸实际效率、低压缸效率预计均会提高，高中压间轴封漏汽率会降低。
（2）轴封部分密封效果的提高，有助于提升机组经济性
面对存在汽封泄漏量大的问题，可采用蜂窝汽封或者接触式汽封进行改造，以减小低压缸轴端漏气，提高机组经济性。
（3）汽封改造的间接收益
1）低压缸末三级叶片采用蜂窝汽封时，不仅有助于减小泄露量，还可以有效减小湿蒸汽对叶片的冲蚀。2）通过高中压平衡盘轴封升级改造，降低高中压平衡盘漏汽量，虽然会一定程度上降低中压缸效率，却减小了高压缸高品质蒸汽的流失，从而使高压缸功率增加，进而提高机组的经济性。3）高中压缸轴封密封效果的改善，会减少向汽轮机自密封系统的漏汽量，可能造成自密封系统密封用汽不足，需要适当增加辅汽联箱向自密封系统的供汽。低压端轴封的升级改造，能够有效阻止外界空气漏入低压缸，提高了低压缸及末端凝汽器的真空度，同时可以改善汽轮机凝汽器的换热效果，提高凝汽器效率，达到改善机组经济性，降低厂用电率的双重效果。
3.改造注意事项
为配合机组节能优化大修工期，对汽轮机汽封改造节能降耗项目的工期应进行严格的计划，建议如下：
（1）改造方案的确定
1）项目确定后，根据改造费用和方案论证结论，确定汽封改造初步方案。2）通过与相关汽封厂家接触，遴选业绩多、质量可靠的汽封厂家。汽封汽封厂应根据汽封改造初步方案提出汽封改造详细技术方案以及安全性及经济性评估。3）组织专业人员对汽封改造详细技术方案进行论证，确定最终汽封改造方案，确认实施汽封改造厂家，并进行技术谈判签订技术服务协议和商务合同。
（2）改造项目实施前期准备
1）配合中标汽封专业厂家确认相关技术数据，落实汽封的设计和生产所需前期准备工作。2）根据机组节能改造性大修工期和开始时间，进行汽封采购、大修队伍招标、大修前的相关技术准备工作。
（3）改造项目实施
1）现场汽封产品的调整和安装：在实际汽封改造时，应在制造安装运行过程中，尽可能采取措施，保证实际设备接近设计状态，使汽封改造的效益能够充分发挥。安装应由汽封厂家技术人员或者在汽封厂家技术人员的指导下，由其他具有相关资质的专业人员进行调整和安装。2）安装后的检验记录：重视对安装结果的检验，保证汽封安装符合设计要求。此外，准确记录检验结果，有利于对今后发生的相关问题进行分析，有助于对改造方案进行进一步的优化，还可作为其它类似机组进行汽封改造时提供技术参考和依据。
（3）改造项目验收
电厂应在与汽封厂家签订技术服务协议时，明确汽封改造项目验收的时间、方式和方法。并在汽封改造完成后，尽早完成项目验收工作。
4.总结
影响机组的经济性的因素有很多，除了汽轮机、锅炉等原因外，人的因素也有很多，因此，要想节能不但要治理好设备，还要调动起人的积极性，做到奖惩分明，有奖有罚。
