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1883年出现实用汽轮机以来，已有一百多年的历史。
至今总装机容量近40亿kw。
我国近期已接近4亿kw。
一、汽轮机的分类
1、按工作原理分类
由不同级顺序串联构成多级汽轮机。
级是汽轮机中最基本的作功单元，有静叶栅和跟它配合的动叶栅组成。
冲动式汽轮机---主要由冲动级主成，蒸汽主要在静叶栅中膨胀，动叶栅中只有少量膨胀。
结构上为隔板型。
反动式汽轮机---主要由反动级主成，蒸汽在静叶栅和动叶栅中都膨胀，且膨胀程度相同。
结构上为转鼓型。
2、按热力特性分
（1）凝汽式汽轮机蒸汽在汽轮机中膨胀作功后，进入高度真空的凝汽器，凝结成
水。
（2）背压式汽轮机排汽压力大于大气压力，直接用于供热。
（3）调整抽汽式汽轮机在部分级后抽出一定蒸汽对外供热，排汽进入凝汽器。
（4）中间再热式汽轮机蒸汽在汽轮机内膨胀作功过程中被引出，再次加热后返回
汽轮机继续膨胀作功。
3、按主蒸汽参数分
以进入汽轮机的蒸汽压力和温度的不同分几种压力等级的汽轮机。
（1）低压汽轮机：
主蒸汽压力小于1.47MPa；
（2）中低压汽轮机：
主蒸汽压力为1.96~3.92MPa；
（3）高压汽轮机：
主蒸汽压力为5.88~9.8MPa；
（4）超高压汽轮机：
主蒸汽压力为11.77~13.93MPa；
（5）亚临界压力汽轮机：
主蒸汽压力为15.69~17.65MPa；
（6）超临界压力汽轮机：
主蒸汽压力大于22.15MPa；
（7）超超临界压力汽轮机：
主蒸汽压力大于32MPa；
二、汽轮机类型
N200-130/535/535型200MW机组（型式额定功率—主蒸汽压力/主蒸汽温度/再热蒸汽温度—变形设计次序）
N—凝汽式B—背压式C—一次调整抽汽式CC—二次调整抽汽式CB—抽汽背压式H—船用Y—移动式
第三章汽轮发电机组的容量、参数与形式
一、需要了解相应名词：
额定工况—通常指汽轮机在额定主蒸汽参数下工作的工况。
VWO工况—在规定的主蒸汽参数下，汽轮机调节阀全开时汽轮机的工况。
夏季工况—在规定的主蒸汽参数下，汽轮机在夏季高温段工作的工况。
50%工况—通常指额定功率一半的工况。
发电机功率—发电机输出端的功率。
经济功率—汽轮机热耗或汽耗率最小值时的功率。
VWO工况功率—在规定的主蒸汽参数下，汽轮机调节阀全开下，机组所能输出的功率。
保证最大功率—汽轮机在额定的主、再热蒸汽参数工况下及额定的排汽压力和补水条件下，通过对应于额定功率时进汽量的机组功率。
额定功率—又指铭牌功率，汽轮机在额定主蒸汽和再热蒸汽参数工况下，排汽压力和补水量额定时，保证输出的功率。
进汽量—在额定工况下汽轮发电机组发出保证功率所需的主蒸汽流量。
进汽压力—主汽阀前的蒸汽压力。
排汽压力—排汽口前蒸汽压力。
焓—为状态参数，是指单位工质在某一状态下内能和卫能之和。
熵—为过程量参数，是指单位工质在较理想的平衡过程中，吸热与吸热时的绝对温度的比值
设备小时利用率—又称可用率，指在统计期间内，机组运行累计小时数及停备累计小时数之和与该期间日历小时数的比。
设备等效利用小时—又称等效可用率，机组运行中降低出力时间折算停备时间加正常停备、检修停机时间之和与该期间日历小时数的比。
汽耗率—汽轮发电机组每生产一度电所需的蒸汽量。
热耗率—汽轮发电机组每生产一度电所需的热量。
煤耗率—汽轮发电机组每生产一度电所需的标准煤量。
等
二、技术规范---不同容量、特性机组有着不同的技术规范。
如：
蒸汽压力、临界转数、抽汽口压力（见汽轮机设备与系统—中国电力出版社—7页）
三、主要机型各段抽汽位置---了解不同机组的抽汽位置对初步判断不同机组改造布莱登汽封位置、数量有很大帮助。
（见汽轮机设备与系统—中国电力出版社—14页）
第四章汽轮机运行的经济指标和可靠性
目前大功率汽轮发电机组的热效率为40%以上，提高机组热效率是现代汽轮机发展的重点。
热力循环（见汽轮机运行技术问答—基础知识40，下同）---汽轮机是以工质热循环达到转动的目的的。
这里就涉及到循环的效率问题。
热效率（41）---说明循环中热效率转变为功的程度。
卡诺循环（42）
热效率的计算（42、43）---η
一、经济指标
各类型机组汽缸内效率的比较（见汽轮机设备与系统—中国电力出版社—23页）
几种国产与进口300MW机组汽耗率（见汽轮机设备与系统—中国电力出版社—24页）
机组热耗率（见汽轮机设备与系统—中国电力出版社—24页）以额定工况，VWO工况为主。
二、可靠性
在额定功率下连续运行的性能。
以统计时间为基准。
如年发电量、时间等。
非计划停运、停备等。
三、热耗、汽耗、煤耗公式
试验热耗率
HR试验=（G主汽·
h主汽十G再热·
h再热-G冷再·
h冷再-GA2·
（h再热-h主汽）
-G给水·
h给水-G过减-h过减-G再减·
h再减）／P
式中：
HR试验———试验热耗率[KJ／（kW'
h）]
hx——对应各流量的焓值[kJ／kg]
P——发电机功率[MW]
试验汽耗率
d=G主汽/P
d———试验汽耗率[kg／（Kw.h）]
机组试验发电煤耗率
HR实验
b=
ηb×
ηp×
29.3076
b——试验发电煤耗率（g/（kW.h））
ηb--锅炉效率
ηp—管道效率
四、煤耗、热耗等参数的换算（煤、热耗对经济效益的推算）
标煤的燃烧值：
7000Kcal/kg
燃料价格:
250元/吨
发电机组年有效利用率：
5500小时
（1）热耗与煤耗之间的关系是：
热耗/4.18*7000=煤耗。
例如，200MW的汽轮机的热耗是8916．84kj/kw．h，那么煤耗应是8916.84/4.18*7000=0.305kg/kw.h
（2）根据以上的关系，已知煤耗的降低值可以计算出煤耗的降低，即每发一度电可以节省多少煤。
（3）年度燃料节约吨数=煤耗降低数*电厂装机*年利用小时数。
例如对于200WM机组，煤耗降低3克/度，年有效利用小时5500小时，可以计算出燃料节约的吨数：
0.003*20*10000*5500/1000=3300吨。
（4）年度节约资金：
3300*250=825000元。
上述计算是归于保守的一种计算方式，况且电厂初期投入那么大的资金（5000元/KW），大笔资金的投入是用于发电的，而不是省煤的，我们可以换种角度对于其经济汇报做以下的解释：
用同样的煤，采用布莱登技术可以多发多少度电。
（5）每年多发电量：
节约燃料数/发电煤耗。
例如上述，（3300*1000/0．305）*10000=1082万度。
（6）多发电带来的收益（上网电价0.20元/度）1082*0.2=216.4万元。
第五章汽轮机设备
一、汽轮机本体
汽轮机设备的主要主成部分，有转动部分（转子）和固定部分（静子等）主成。
1.转子---叶栅、叶轮（或转鼓）、主轴、联轴器及紧固件等旋转部分。
2.固定部分---汽缸、蒸汽室、隔板、隔板套（或静叶持环）、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统以及紧固零件。
二、各部分简介
见汽轮机设备与系统—（中国电力出版社—第二章，以前五节为主，重点第五节）
三、汽封位置、形式、封汽原理（见汽轮机设备与系统—中国电力出版社—70页）
四、各式汽封：
传统汽封、布莱登汽封、敏感汽封、铁素体汽封及其他形式汽封。
1、传统汽封
（1）结构
常规汽封的背面有一个硬的弹簧支撑着并迫使汽封弧块趋向主轴（见图1）
（2）工作原理
全部汽封弧块的重量必须由底部的弹簧支撑，而所有弹簧的力都是相同的。
当转子找中不好而汽封与轴摩擦时，弹簧必须退让。
由于相当大的弹簧力，当汽封齿与主轴接触而摩擦时在主轴上将产生大量的热量导致产生临时弯轴，摩擦汽封齿及阻气片，引起振动而迫使启动失败。
热力损失是很大的。
在上述情况中，所产生的热量是与汽封齿与旋转的主轴接触时阻止汽封弧块退让的弹簧力成正比的。
因此希望选择能维持弧块相对于主轴处于最佳位置时，把弹簧力减至最小，当在启动由于找中不好或产生变形时弧块能容易的退让。
在运行时，也会存在找中不好及变形的情况，关键的是如何允许在接触处的汽封齿很快的磨去以减少振动时期和对主轴的加热。
在这种情况下汽封齿的磨损是期望的，因为磨损是仅产生在不可避免与主轴产生接触的地方。
在运行速度时，不会产生弯轴及扩大汽封齿及阻气片的磨损。
2、布莱登敏感汽封
布莱登可调式汽封（BRP）是于1983年开始用来解决汽轮机在启动过程中的暂时弯曲问题，大大的减少了汽封齿及阻气片的磨损。
但是可调汽封也有其局限性：
A.仅局限用于高、中压部分，并在国内仅一半左右的大型汽轮机上采用；
B.所有汽轮机端部的外3圈或4圈不能采用可调式汽封
C.相对的较少用于工业或小汽轮机上
为解决可调式汽封的局限，布莱登敏感汽封就应运而生了。
敏感汽封由原来的六等份改为四等份，取消原背部板弹簧，采用美国进口布莱登螺旋式弹簧，分布形式是通过美国布莱登公司精确计算的，结构见图2
在背部敏感弹簧和自重的作用下，汽封块紧贴汽封体，在机组正常运行时，汽封的径向间隙保持不变；
当汽封与转子碰磨时，弹簧可以抵消汽封圈自重，达到自由、敏感退让，然后又可以通过自重回到工作状态，从而有效避免因碰磨对转子的危害。
敏感式汽封的发展原理是允许汽封环浮在弹簧上，该弹簧能“敏感”的适应存在在每一个弧块上的压力及其它的力。
上半弧块独立于下半弧块以把需要的弹簧力减至最小。
敏感式汽封环具有即能封闭又能在摩擦时较少由上述常规汽封环的损坏的能力。
其结果使由于摩擦而产生的漏汽及发热能较少至小于以往设计的二十分之一，从而提高了效率。
敏感式汽封能用于任何现在使用常规汽封设计的地方。
由目前应用在锅炉给水泵汽轮机上的情况，已证明能有效的用以防止了以前端汽封漏汽至机房及润滑油中有水现象。
敏感汽封还可用在一些双流式中压部分的第一级以及所有的具有双流喷嘴的低压部分。
这些喷嘴需要一汽封环用以防止蒸汽沿着主轴从一边喷嘴的一端漏至另一端的喷嘴处，因为实际上在两边喷嘴处的蒸汽压力是不可能完全一致的。
漏汽的影响是很大的，因为每1%的漏汽将造成在喷嘴的每一端1%的级损失。
目前这些汽封弧块通常是常规设计，因为这些地方不能用可调式汽封。
其结果就会造成如前面所述的严重振动以及弯轴。
实际上双流喷嘴无论在瞬态或稳态运行时都很可能变形，从而不希望见到的结果将被扩大甚至更坏。
因为它处于跨距的中间，会造成弯轴。
（3）结论
敏感汽封具有以下优点：
A.可以用做任何部位的汽封；
B.降低转子发热、弯轴及磨损仅为20：
1；
C.与可调式汽封一样能较少汽封及阻气片的漏汽，但价格便宜；
D.对汽封体及隔板槽没有特殊加工的要求；
E.在中国已被证实；
F.在正常运行工况下能适应任何已存在的找中不好或变形，允许汽封齿与主轴在接触处的摩擦而不会引起长时期的振动；
G.不用担心冷态启动时会发生长转子的威胁。
3、铁素体汽封：
铁素体汽封是传统汽封的一种改良，是将汽封齿镶嵌在汽封环的基体上，汽封环基体材料与传统汽封圈材料相同；
汽封齿为进口铁素体材料齿片为铁素体材料（0Cr15Mo）。
铁素体敏感式汽封较传统汽封的另一优点是其汽封齿材料难以淬硬。
在汽轮机运行过程中由于振动、变形、管道力、温差等原因会造成动静间隙发生变化，异常情况下甚至发生汽封与转子碰磨的情况，每次动静碰磨时由于汽封圈的热容量小，因此它温度急剧升高，脱离动静摩擦后温度又急剧下降，相当于一次淬火过程，采用合金钢结构的传统汽封经过一次摩擦淬硬后它的硬度相当高，当下次发生动静摩擦时,不但会将转子磨损而且会使摩擦时间延长，使转子发热变形，诱发更大的摩擦、振动，如果处理不当，甚至会造成转子变形。
而铁素体材料具有难以淬硬的优点，因此即使发生动静摩擦，它的硬度基本保持出厂时的较低值，从而保护转子，减小摩擦时间，减少转子振动及转子变形的可能性。
另外我们采用尖齿结构，既可以提高封汽效果，又可以使摩擦后迅速脱离接触，提高机组运行安全性。
（3）铁素体敏感式汽封是我公司的一项改良技术，为敏感汽封和铁素体汽封的结合体（如图）
（4）铁素体敏感式汽封的安装
安装与布莱登汽封安装相同，待所有间隙调整完成后安装螺旋弹簧。
装配中汽封的径向间隙可以按标准的下限调整，以达到减少漏汽量的目的。
4、布莱登汽封
A.取消了汽封背部的板式弹簧，
B.在每圈汽封弧块端面处安装了4只螺旋弹簧
C.在高压侧（进汽侧）的颈部背弧上铣出一道进汽槽道
D.加大了高压侧（进汽侧）汽封体与槽道的脖颈间隙
（2）工作原理（见红本资料的第5页）
（3）布莱登汽封的技术特点为：
安全性、经济性、效果持久性（详见红本资料的第5~10页）
5、蜂窝汽封
取消了传统迷宫式汽封两高齿之间的短齿在此部位钎焊上蜂窝带，蜂窝带采用海斯特镍合金材料，其他部分与传统汽封相同。
利用蜂窝带的阻尼作用减少汽流速度。
6、王常春汽封
在传统迷宫式汽封中间加装了一条浮动环，浮动环采用非金属复合材料，汽封其他部分材质、结构与原机相同。
受敏感汽封、浮动环油挡启发，使浮动环与转子保持“0”间隙或小间隙。
五、各式汽封结构特性对比
布莱登可调式汽封
铁素体汽封
蜂窝汽封
接触式汽封
结构简图
结构特点
取消了背部的板式弹簧，在每圈汽封弧块端面处安装螺旋弹簧，在汽封进汽侧颈部背弧上铣出进汽槽道，齿型无变化
结构上与传统迷宫式汽封相同,只是改变汽封齿的材质
取消了传统迷宫式汽封两高齿之间的短齿在此部位钎焊上蜂窝带
在传统迷宫式汽封中间加装了一条浮动环
技术来源
美国布莱登工程公司
日本三菱公司
飞机涡轮发动机
哈尔滨通能公司
材质
与原机组汽封材质一致
汽封体材料与原机一致，汽封齿采用金相结构为铁素体材质的材料
蜂窝带采用海斯特镍合金材料，汽封其他部分材质与原汽封相同
浮动环采用非金属复合材料，汽封其他部分材质、结构与原机相同
技术原理
根据蒸汽流量与弹簧应力的作用力使得汽封自动开启或闭合，机组启停机过临界时转子的振幅最大此时汽封处于开启状态解决了汽封与转子的动静碰磨问题，工作时汽封处于闭合状态使汽封与转子保持较小径向间隙，减少了蒸汽泄露
安装时采用较小的径向间隙通过启动使汽封与转子自由磨合达到最佳间隙
利用蜂窝带的阻尼作用减少汽流速度
受敏感汽封、浮动环油挡启发，使浮动环与转子保持“0”间隙或小间隙
适用范围
汽轮机的高中压缸
通流部分
低压缸末级及次末级的叶顶汽封
低压缸轴封
能否解决机组过临界转速时动静碰磨问题
能
不能
应注意的问题
要按照启动操作规程实施
启机需延长盘车时间，使汽封与转子的磨合间隙完全适合，冲转投运
因机组而宜启停机时振动问题碰磨后如倒伏会加大蒸汽速度与面积，效果不持久
因机组而宜启停机时振动问题及注意轴向位移对浮动环工作影响.
经济效果持久性
解决了机组启停机过临界时汽封与转子动静碰磨问题，并保持小间隙运行，安全、经济效果持久
没有解决机组启停机的动静碰磨，机组几次启停后汽封齿磨损,又恢复到大修前状态，经济效果不持久
没有解决机组启停机的动静碰磨，机组几次启停后汽封齿及蜂窝带磨损,又恢复到大修前状态，经济效果不持久
没有解决机组启停机的动静碰磨，机组几次启停后浮动环、汽封齿磨损,又恢复到大修前状态，经济效果不持久
备品更换
汽封齿无磨损不需更换,弹簧在使用8～10年后需更换
汽封齿磨损需更换汽封
蜂窝带及汽封齿易磨损，需更换
浮动环及汽封齿易磨损，需更换
六、各型机组布莱登汽封改造位置、数量
1、机组型号：
N200-12.74-535/535型三缸三排汽汽轮机
生产厂家：
东方汽轮机厂
改造方案：
高压缸前轴封（GQ）16圈
高压缸后轴封（GH）7圈
高压隔板汽封（GG）14圈
中压缸前轴封（ZQ）8圈
中压隔板汽封（ZG）9圈共54圈可调汽封
用户名称：
河南省首阳山电厂（D09）、河南焦作电厂、河南郑州电厂（D31、D05）、甘肃靖远电厂、贵州贵阳电厂（D29）、贵州盘县电厂（D29）、江苏徐州电厂（D09、D05）等
图号对照D200.doc
序号
原厂图号
布莱登图号
安装位置
1
X200D.160.2Z-13t
D05GQ1
高压前轴封第一级
2
D05GQ2
高压前轴封第二级
3
D05GQ3
高压前轴封第三级
4
D05GQ4
高压前轴封第四级
5
D05GQ5
高压前轴封第五级
6
D05GQ6
高压前轴封第六级
7
D05GQ7
高压前轴封第七级
8
D05GQ8
高压前轴封第八级
9
D05GQ9
高压前轴封第九级
10
D05GQ10
高压前轴封第十级
11
D05GQ11
高压前轴封第十一级
12
D05GQ12
高压前轴封第十二级
13
D05GQ13
高压前轴封第十三级
14
D05GQ14
高压前轴封第十四级
15
D05GQ15
高压前轴封第十五级
16
D05GQ16
高压前轴封第十六级
17
M008.100.1Z-6t
D05GG2-1
高压隔板第二级第一列
18
D05GG2-2
高压隔板第二级第二列
19
D05GG3-1
高压隔板第三级第一列
20
D05GG3-2
高压隔板第三级第二列
21
D05GG4-1
高压隔板第四级第一列
22
D05GG4-2
高压隔板第四级第二列
23
D05GG5
高压隔板第五级
24
D05GG6
高压隔板第六级
25
D05GG7
高压隔板第七级
26
D05GG8
高压隔板第八级
27
D05GG9
高压隔板第九级
28
M008.100.2Z-6t
D05GG10
高压隔板第十级
29
D05GG11
高压隔板第十一级
30
D05GG12
高压隔板第十二级
31
X200D.160.1Z-13t
D05GH1
高压后轴封第一级
32
D05GH2
高压后轴封第二级
33
D05GH3
高压后轴封第三级
34
D05GH4
高压后轴封第四级
35
D05GH5
高压后轴封第五级
36
D05GH6
高压后轴封第六级
37
D05GH7
高压后轴封第七级
38
X200D.160.3Z-13t
D05ZQ1
中压前轴封第一级
39
D05ZQ2
中压前轴封第二级
40
D05ZQ3
中压前轴封第三级
41
D05ZQ4
中压前轴封第四级
42
D05ZQ5
中压前轴封第五级
43
D05ZQ6
中压前轴封第六级
44
D05ZQ7
中压前轴封第七级
45
D05ZQ8
中压前轴封第八级
46
M015.100.1Z-6t
D05ZG14
中压隔板汽封第十四级
47
D05ZG15
中压隔板汽封第十五级
48
M015.100
升级会员 