Главная — Прирабатываемые уплотнения паровых турбин
Прирабатываемые надбандажные уплотнения
для повышения КПД и обеспечения безопасной работы новых и модернизируемых паровых турбин
Прирабатываемые уплотнения устанавливаются в цилиндры высокого, среднего и низкого давления, как в новые паровые турбины, так и взамен существующих лабиринтных гребешковых, сотовых, и других типов уплотнений на модернизируемых турбинах. При возникновении нештатных ситуаций, материал уплотнений локально изнашивается, без повреждения гребней лопаток, а в случае осевых и радиальных смещений ротора турбины не допускают нагрева гребней бандажа лопаток при контакте с уплотнениями.
Минимальные радиальные зазоры обеспечивают сохранение технических показателей турбины на протяжении всего межремонтного периода.
Разработанные прирабатываемые уплотнения из композиционного материала успешно прошли цеховые и натурные испытания, имитирующие тяжёлые условия врезания. Испытания проводились в цехе АО «Силовые машины»-ЛМЗ, перед запуском в серийное производство и установке в новые турбины, также в условиях пара на действующей турбине ЭТП-2, г.Санкт-Петербург, и на высокоскоростном стенде в г.Уфа.
Результаты проведённых испытаний подтвердили соответствие материала уплотнений заявленным эксплуатационным и механическим свойствам.
Энергоэффективность при применении композиционных уплотнений:
Повышение относительного КПД на различных турбинах, при применении композиционных уплотнений, за счет создания эффективного лабиринтного профиля и минимального зазора между гребнем лопаток и обоймой (по данным СКБ «Турбина», ПАО «Силовые Машины»)
Конструкция уплотнения представляет собой профиль со скошенными гребнями, выполняющий роль лабиринта. Уменьшение радиального зазора между вставкой и гребнем возможно до 0,3 мм. Для достижения максимального КПД различных типов турбин, профиль уплотнений может иметь разные конструктивные варианты исполнения:
Выполненные работы по модернизации проточных частей турбин:
Модернизация турбины Р-32-130/13 УТЗ (Нижегородская ГРЭС)
Состояние надбандажной части турбины до модернизации:
Вид проточной части после модернизации:
В объеме реконструкции, было выполнено:
- замена на роторе турбины ступени Кертиса с направляющим аппаратом;
- замена бандажей на всех ступенях ротора турбины;
- ремонт диафрагм с установкой прирабатываемых уплотнений;
- выставление надбандажных радиальных зазоров до 0,3 мм.
Испытания после капитального ремонта подтвердили увеличение КПД. Это позволило увеличить электрическую мощность паротурбинной установки на 8% от доремонтной, при сохранении расхода и параметров острого пара.
Фактическая максимальная активная мощность достигла 38,6 МВт, при номинальной — 32 МВт.
Модернизация проточной части ЦВД турбины Т-175/210-130 УТЗ (Тобольская ТЭЦ)
Состояние надбандажной части турбины до модернизации
- Износ лопаток и гребней бандажа регулирующей ступени, требуется замена.
- Износ вставок надбандажных уплотнений, требуются ремонтно-восстановительные работы козырька диафрагмы, с заменой уплотнений.
- Прогиб ротора 0,28 мм, необходимо исправление.
- Отсутствие целостности гребней ротора, требуются ремонтно-восстановительные работы.
Состояние проточной части турбины после модернизации:
В объеме модернизации было выполнено:
- Исправление прогиба ротора, замена регулирующей ступени, механическая обработка опорных шеек, приварка новых гребней на всех бандажах, станочная балансировка;
- Ремонт диафрагм с установкой прирабатываемых уплотнений,;
- Уменьшение надбандажных радиальных зазоров до 0,4±0,05 мм.
В октябре 2021 г., турбоагрегат введен в эксплуатацию.
По предварительным данным при расходе острого пара до 510 т/ч имеются рост КПД до 4% от доремонтного состояния.
Внутренний относительный КПД ЦВД является основной величиной, характеризующей уровень эффективности цилиндра турбины. Значение внутреннего относительного КПД ЦВД составило:
Установка прирабатываемых уплотнений без радиальных усов в турбину Р-50 (Казанская ТЭЦ-1), взамен штатным из материала Х6
Внешний вид обоймы с установленными уплотнениями
Модернизация турбины ПТ-135 (Тобольск) 2022г.
Состояние проточной части турбины до модернизации
В объеме модернизации были выполнены следующие работы:
- произведена замена соплового аппарата на модернизированный;
- заменены лопатки регулирующей ступени;
- диафрагмы с 2 по 8 ступени заменены на новые;
- выполнена проточка под композиционные уплотнения;
- произведена замена надбандажных уплотнений с 2 по 13 ступень ЦВД на металлокерамические, с минимальным зазором;
- восстановлены бандажные гребни на рабочих лопатках.
Состояние проточной части турбины после модернизации:
Информация дополняется
Наглядная модель прирабатываемых уплотнений
Возможные варианты исполнения уплотнений для газовых турбин
Конструкция уплотнений из композитного материала для установки в пазы диафрагм или обойм, при невозможности контроля осевого биения
Пример исполнения конструкции уплотнительных вставок для газовых турбин типа ДР-59 и ДЖ-59
В условиях действия больших давлений газового потока, с целью защиты торцевых поверхностей композитного материала уплотнения от эрозионного износа, возможно изготовление комбинированных вставок с усиленными торцами.
