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大型汽轮机高中压缸中间轴封漏汽量测试研究
钟平，施延洲，王祝成
(西安热工研究院有限公司，陕西西安710032)
[摘要]大型汽轮机高中压合缸的中间轴封漏汽量一般大于设计值，对机组热耗率影响较大。对漏汽量的测量较难进行，对此，研究了进行漏汽测量的测点布置、测试方法，测试结果计算等。结果表明，1％的主蒸汽漏汽量可影响机组热耗率0．22％一o．26％。
[关键词]汽轮机；性能测试；高中压合缸；中间轴封；漏汽测量
[中图分类号]TK263．6﹢3[文献标识码]A
[文章编号]002—3364(2006)0l—0044—04
大型汽轮机组高中压合缸和通流部分反向布置的结构可以大幅度平衡转子的推力，但同时由于合缸布置使得高压部分的少量蒸汽会向相邻的中压部分泄漏，高压缸的部分蒸汽(一般是调节级汽室的蒸汽)通过高中压缸中间的轴封(简称为中轴封)漏入中压缸第l级。尽管一般中轴封的汽封片数较多，但由于漏汽点和汇入点之间的蒸汽压差较大，中轴封处的轴径也较大，因此这部分漏汽量通常较大，新投运机组的设计值一般在(10～20)t／h左右，约占热再热蒸汽流量的2％左右。表1列出了国内外不同型号的大型汽轮机组中轴封的设计漏汽流量。
中轴封位于高中压转子中部，此处转子的挠度最大，一般机组在经过多次起停后，特别是出现过振动故障后，中轴封的汽封片均会受到较大的磨损，因此在实际运行中中轴封漏汽量一般远远高于设计值。中轴封漏汽量增大对机组的影响有几个方面：(1)由于中轴封
漏汽是从高压缸直接漏入中压缸通流部分，这部分漏汽绕过了高压缸，造成做功损失，使再热器吸热量减少，机组的热耗率升高；(2)因漏汽比焓低于热再热蒸汽比焓，降低了中压缸第1级入口的蒸汽比焓，致使无法得到真实的热再热蒸汽流量和中压缸效率。使用混
合前的热再热蒸汽参数作为初参数计算将高于真实值，漏汽量越大偏差量越大。在未考虑这股漏汽量的情况下，汽轮机的性能测试得出中压缸效率会高出设计值。此外，机组大修后性能测试发现中压缸效率低于大修前的情况，实际上都是由于中轴封漏汽影响所致。

1中轴封漏汽量的测量
中轴封漏汽由于发生在高中压缸的内部，因此用常规方法是无法进行直接测量的。目前，常用的是按照文献[1]所提供的测试方法进行漏汽量的间接测量，通过改变主蒸汽和热再热蒸汽的温度并分别观察中压缸实测效率的变化进行。中轴封漏汽对真实中压缸效率的影响随着漏汽比焓与热再热蒸汽比焓之间的差值而变化。一般情况下，热再热蒸汽比焓、主蒸汽比焓和中轴封漏汽比焙的关系为：热再热蒸汽比焓hrh主蒸汽比焓hms中轴封漏汽比焓hleak。当主蒸汽温度升高且热再热蒸汽温度降低时，中轴封漏汽与热再热蒸汽的比焓值差减小，漏汽对真实中压缸效率的影响较小，反之，当主蒸汽温度降低且热再热蒸汽温度升高时，中轴封漏汽与热再热蒸汽的比焓值差较大，此时漏汽量对真实中压缸效率的影响就较大。从焓熵图l上可以对此得到较为清晰的理解，中轴封漏汽从T点汇人中压缸进汽后使中压缸的进汽点1沿进汽等压线p1移动到点2。显然，测得的中压缸效率(过程线为l—3—ls)高于真实的中压缸效率(过程线为2—3—2s)。

据此，可通过热力测试的方法来确定中轴封漏汽量：对应进行两个测试工况，主蒸汽温度升高且热再热蒸汽温度降低为第1个工况，而主蒸汽温度降低且热再热蒸汽温度升高为第2个工况。为确保测试的准确性，两个测试工况均应在阀门全开工况进行，并且测试
时主蒸汽和热再热蒸汽温差要尽量大，而其余参数均应尽量保持一致。
2漏汽测试方法
对高中压合缸的大型汽轮机来说，无论是新投产或大修前后，准确了解中轴封漏汽状况，对于机组运行和检修以及机组整体性能的效率计算都有着较为重要的意义。中轴封漏汽量的测量方法简单易行，且通过重复性测试等手段，可以较准确地获得机组在实际运行状况下的中轴封漏汽量。
2．1测点布置
中轴封漏汽测点如布置图2所示。测试所需的测量参数为主蒸汽压力和温度、调节级后蒸汽压力和温度、热再热蒸汽压力和温度、中压缸排汽压力和温度。

2．2混合后热再热蒸汽压力
计算中轴封漏汽与热再热蒸汽混合后的中压缸效率时，一般仍用中联门前的热再热蒸汽压力计算，即假设混合后蒸汽压力仍等于中联门前的热再热蒸汽压力，此时也可考虑中联门的压损来进行相应的修正，但计算表明此压力误差对计算结果的影响不大。
2．3漏汽比焓值
中轴封漏汽从调节级后通过中轴封间隙漏至中压缸第1级的过程是一个等焙降压过程，即汇人中压缸的漏汽比焓值为调节级后的蒸汽比焓值。调节级后的蒸汽温度一般不易准确获得。确定调节级后蒸汽比焓值一般采用以下几种方法：(1)根据实测的调节级后压
力和温度来确定；(2)通过焓降测试的膨胀线和调节级测试压力来确定；(3)通过各个设计工况下主蒸汽流量与调节级焓降的关系来确定。
2．4混合蒸汽比焓值
设中轴封漏汽流量为