火电厂汽轮机汽封间隙的测量和调整技术研究

摘要：汽轮机作为电厂三大件之一，在电力生产中起着极其重要的作用，它是一种以蒸汽为工质，并将蒸汽的热能转化为机械能的旋转机械。为了避免汽轮机动、静部件之间的碰撞，必须留有适当的间隙。这些间隙的存在又必然产生漏汽使效率降低，为了解决这一矛盾，在汽轮机动静部件之间的间隙处安装密封装置，即汽封，而轴封是汽封的一种。

关键词：火电厂汽轮机；汽封间隙；测量；调整技术；

前言：在进行火电厂汽轮机本体安装和检修工作中，汽轮机汽封间隙调整是其中最为关键的工序之一，他直接关系到整个汽轮机组的安全性和经济性。汽轮机汽封调整的目的是通过对汽缸部套、汽封块的调整，在保证安全的前提下，使汽封间隙处于标准范围内并趋向最小值。这样才能保证多级汽轮机各级间减少漏汽损失，提高机组热效率

一、作用机理

蒸汽泄漏偏离设计状态。汽轮机内部各种位置汽封及缸内的泄漏均属于这种类型。蒸汽泄漏偏离设计， 直接造成部分蒸汽无法在级内正常做功， 从而影响汽轮机效率。

表面粗糙度增加造成额外的磨擦损失。例如， 在高压缸内， 通流级相比中、低压缸而言在更高的雷诺数下运行， 雷诺数越高， 边界层厚度越薄， 则表面粗糙物更易于穿越层流区， 产生额外的磨擦损失。

固体颗粒侵蚀的作用机理。固体颗粒侵蚀可直接造成汽轮机通流效率的降低及运行成本增加， 其主要原因如下： 动叶进口汽流角度处在非设计状态，动叶及静叶的型线损失静叶片上的汽流分离，颗粒物造成的径向叶顶汽封间隙增加这些原因中汽轮机叶片表面粗糙度增加， 可由叶片表面粗糙度增加的影响因素来进行分析;径向叶顶汽封间隙增加， 可由汽封间隙增加的影响因素来进行定量分析。

叶片表面沉积物的作用机理。叶片表面的沉积物会产生两个效果， 一方面是由于沉积物使叶片表面粗糙度增加， 降低了通流级的效率;另一方面， 由于表面沉积物的存在， 使叶片之间通流面积减少。

机械外物对叶片损坏的作用机理。外物对叶片损坏后， 一方面改变了叶片的形状， 造成某一级通流面积的增大或减小; 另一方面， 根据叶片损坏后的形状改变， 必须对其影响级效率的程度进行评估。

二、火电厂汽轮机汽封间隙的测量

塞尺测量法。塞尺测量汽封间隙是一种最直接而又准确的方法，但是只适合测量可以看见的部位，主要包括下半结合面两侧和轴端汽封最外一圈等。在测量中分面两侧汽封齿径向间隙时，在汽封块背弧处用一个特制的工具将其楔死，防止塞汽封间隙时，汽封块发生退让，产生假间隙。测量时应一个齿一个齿的测量，并按顺序作好记录。测量高低齿时如果塞尺太宽不能塞入时可将塞尺裁成比齿间轴向间隙略小的专用塞尺，但裁完后要将每片打磨干净，不得有卷边和毛刺等，以免测量误差过大。

压铅丝法。在测量汽封间隙时，为了能够全面、真实的反映汽封间隙情况，所以采用压铅丝的方法测量。根据不同的汽封间隙要求选择合适的铅丝（铅丝太粗会造成阻力大压出来不准确，而铅丝太细会发生间隙过大时压不着，而造成不知调整量的情况），并用胶布粘放在汽封齿（整圈）上。

贴胶布法。无论是用塞尺测量还是用压铅丝测量都不能 100%的测量出整圈汽封各个部位的动静间隙。因此，采用贴胶布的方法测量出整圈汽封的最小间隙，以防止某个部位汽封间隙过小，造成运行中动静发生摩擦。贴胶布前应将汽封块清理干净，不能有油污毛刺等，以免造成贴不牢。胶布一般多用医用的白胶布，1 层 0.25mm，如果需要测量的间隙不是 0.25mm 的倍数，可以使用不同厚度的纸张进行调整。贴前分别测出不同层次胶布的厚度，每块汽封可以贴两种厚度，设计要求的上限及下限各一种。在高低齿上贴胶布时一定要将胶布与每个齿槽都牢牢贴死，不能发生局部悬空的情况，以免盘动转子时将胶布刮掉，而且胶布不能贴在汽封块接缝处。胶布贴好后，在转子汽封凸凹台涂一层红丹粉（不要太厚），吊回转子到工作位置，组合上半，将转子盘动 2 圈以上（在盘动过程中始终保持转子在工作位置），吊出转子，检查胶布摩擦痕迹。根据胶布红丹粉接触程度，判断汽封间隙大小。

三、调整技术

汽轮机汽封径向间隙的测量调整是整个汽轮机检修过程的核心，现有技术下测量方法通常为贴胶布法、拉钢丝法和压铅丝法。汽封间隙调整的常规工艺考虑了冷、热态动静部分的偏差，冷态调整时对汽轮机轴系各部位的汽封间隙标准作适当修正，以便热态时汽轮机转子处于隔板汽封的中心位置。而实际运行中，汽轮机汽封间隙最终数值往往与预期不符。为保证汽轮机效率，通常要通过3-5次全实缸的检验才能将汽封部分径向间隙调至期望值，每次全实缸检验耗时3-4天。另外，整个轴系转子与隔板的径向配合点多达数千个，最小间隙需控制在0.25mm左右。每次测量和调整都是大量的数据测量与分析，费时又费力。这种常规的通流间隙调整方法无疑大大的增加了检修工期。

采用半实缸结合模拟全实缸状态调整汽轮机汽封间隙，仅需两次全实缸检验即可达到预期调整效果。贴胶布法虽能较好的模拟出全实缸状态下的通流间隙值，但是其测量结果较为模糊，只能凭经验来进行调整，且易出现误差。为求间隙调整过程中的数据精确，决定整个调整过程均采用压铅丝法测量径向通流数据，只在最后通流间隙合格后用贴胶布法进行验收。相比单纯的贴胶布法和拉钢丝法，这种组合方法测量准确、高效，能够有效提高检修工作的质量和效率。调整径向通流间隙时，首先应全面掌握各部汽封间隙在调整前的实际情况，即先将所有汽封间隙测量出来，根据所掌握的实际数值综合考虑。调整前先保证调节级喷嘴与转子叶轮的间隙合格，将转子轴向定位后，再以镶在汽封齿为基准进行初次调整，合格后再调整其它各部间隙。如果死齿有磨损结合装机时的总间隙值考虑进行调整。

汽封间隙过大时，车镟小背弧内侧，但小背弧厚度不得小于2mm，车镟的汽封块应修刮毛刺，并修锉端面与车镟量相同，汽封退让间隙因钉扁铲痕后小于设计值时可车镟大背弧，大背弧厚度不得小于3mm。在对汽封块进行加工的过程中，因为采用压铅丝法进行测量得到的数据很精确，所以最好外委专业数控机床进行精加工，尽量保证一次调整到位，以节约检修时间。根据实际测量的数据进行修正，对汽缸下沉量和汽缸张口值综合进行考虑，最终对高中压缸整体进行调整，保证全实缸状态下压铅丝测得的径向通流间隙合格。然后采用滚胶布法模拟全实缸状态通流间隙。第一次做全实缸滚胶布试验时，应取间隙标准的上、下限两个数据不同厚度的胶布，贴于汽封齿上，贴处应清理干净，将胶布贴实。在合缸后，按旋转方向将转子盘动，吊起上隔板，记录上半隔板、轴封、叶顶汽封胶布蹭印；吊起转子，记录下半隔板、轴封、叶顶汽封胶布蹭印。然后根据接触情况进行最终微调，最终再使用贴胶布法进行全实缸通流间隙验收，胶布厚度为间隙标准值下限-0.1mm。胶布应无印或者有轻微蹭印，确认径向通流间隙合格。

结束语：

汽封间隙过大或者过小是火电厂汽轮机最常见的故障之一 ， 它对汽轮机的经济性和安全性有着重大的影响。汽轮机汽封间隙调整工作是一项重要而细致的工作，尤其是运行多年后检修的机组，需考虑的影响因素更多一些，同时不同类型的机组，其影响因素有所差别。文章简要介绍了火电厂汽轮机汽封间隙的测量方法和调整方法，希望对技术人员有一定的借鉴意义。

参考文献：

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