一种悬浮接触式密封油挡在我厂汽轮发电机组中的应用

一种悬浮接触式密封油挡在我厂汽轮发电机组中的应用

盖艳文  

（陕西延长中煤榆林能源化工股份有限公司 榆林 靖边 718500）

摘要：汽轮机是一种将热能转化为机械能的设备，用于发电、船舶推进和工业生产等领域，其高效能、长寿命和可靠性使其在各个领域得到广泛应用。我厂公用工程中心热动力站有两台50MW汽轮发电机组，由南京汽轮电机(集团)有限公司生产制造，两台机组于2015年9月份陆续开车运行，负责调节全厂蒸汽平衡并利用化工余热发电。2#机组于2020年9月初运行中发现润滑油浑浊不清，呈乳白色。经取样检测发现润滑油中水分含量严重超标最大值为1.8%（合格为小于0.02%），经分析原因为2#汽轮机前轴封处蒸汽泄漏至前轴承箱内，导致润滑油中水分含量超标，我厂决定在前轴承箱处安装悬浮接触式密封油挡可以有效阻断轴封漏汽。

关键词：汽轮机  轴封  漏汽

一、汽轮机作用及工作原理：

汽轮机是一种将蒸汽的热能转化成转动的机械能的原动机，是使蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加，将热能转变为动能，再将蒸汽的动能变成叶轮轴旋转的机械能。带动发电机旋转发出电能的设备，是发电厂三大主设备之一。

二、汽轮机轴封作用：

防止高压部分的蒸汽向外漏泄，低压部分的空气漏入汽缸。汽轮机转子的动能是靠蒸汽转来的，正常运行时，汽轮机转子是转动的，而汽缸是静止的。为了使高压汽缸的蒸汽不致大量顺轴漏出，以及低压汽缸真空部分空气不致大量顺轴漏出，提高机组的热效率及安全性，因此在汽缸前后端安置了高低压轴封。

三、我厂汽轮机轴封形式：

汽轮机前、后汽封靠近大气端的腔室漏汽及自动主汽门、调节汽阀、抽汽逆止阀近大气 端的各漏汽均有管道与轴封加热器相连，利用漏汽加热凝结水，以提高效率，轴封加热器汽侧保持 0.01～0.05MPa 的真空。自动主汽门及调节汽阀阀杆上的另一处漏汽均接至 11 级前，机组的前汽封有五段汽封环组成四档汽室，其中一档漏汽至 8 级前、二档漏汽至 11 级前、三 档漏汽至均压箱、四档漏汽至轴封加热器；后汽封有三段汽封环组成两档汽室，其中1档漏 汽来自均压箱，二档漏汽至轴封加热器。

四、解决方案：

汽轮机前轴承箱油挡采用疏齿式铜齿油挡，结构如图1所示，油挡为整体铸钢，内镶嵌铜齿。此种油挡因为与轴之间有间隙，无法起到完全密封的效果。当汽轮机前汽封漏汽量较大时，蒸汽穿过挡汽板，通过油挡与轴的间隙进入前轴承箱，致使机组润滑油中水分含量超标。通过对各种油挡进行对比，非接触式油挡不能有效阻挡蒸汽进入机组润滑油系统，确定采用接触式油挡改造方案进行试验，并在接触式油挡外侧增加压缩空气进行反吹，进一步阻挡蒸汽进入机组润滑油系统。改造后的油挡结构如图2所示，油挡由内挡、外挡、油挡体，阻汽环组成。因前轴承箱油挡处温度较高，阻汽环选用石墨材质，石墨耐高温、润滑性及耐磨性较好。阻汽环外部装有弹簧片，所以阻汽环直接与轴接触，可有效阻挡外部蒸汽进入轴承箱。并在外挡上加装压缩空气（压力可调，调整为0.1MPa，接管尺寸为Φ8×1）进一步阻挡蒸汽进入轴承箱内。

图1  原铜齿油挡

图2  改造后油挡

五、油挡改造后效果评价

我公司2020年10月21日开始实施悬浮接触式密封油挡测绘安装，于2020年10月24日完成安装，本次改造安装仅用时3天，2#机组改造运行后各指标良好，润滑油外观清亮，水分检测合格，2#机组润滑油分析检测数据如图3、图4所示。通过本次机组润滑油中水分含量超标，采用对机组前轴承箱油挡进行改造更换的方案，实际解决了机组润滑油中水分含量超标的问题。有效消除了机组运行隐患，标志着本次改造项目取得了成功。   

图3  改造前2#机润滑油检测数据

图4  改造后2#机润滑油检测数据

结束语

通过本次机组油挡应用改造,有效消除了机组运行隐患，大力缩减了机组检修周期，提高了企业效益。

参考文献

①陕西延长中煤榆林能源化工股份有限公司汽轮机操作规程；

②一期启动项目2×50MW汽轮机装置操作规程；

③汽轮机轴封改造方案；

④汽轮机设备运行高级工[M]。全国火力发电工人通用培训教材。