1、第五组制作,汽轮机新型汽封形式简介,引言,汽轮机是将蒸汽的热能转变为机械能的一种动力机械，级是其最基本的工作单元，在结构上它是由喷嘴和其后的动叶栅所组成，蒸汽进入喷嘴后其热能转变为动能，然后进入动叶给动叶片以冲动力，使叶轮旋转而输出机械功。大型汽轮机就是由多个级组成，每个级都有动、静两部分组成，因此整个汽轮机也就由动、静两部分组成。汽轮机的转动与静止部分之间必须有一定的间隙，以防相互摩擦。由于汽缸内外、隔板前后以及带反动度的动叶两侧存在压差，而相应各处动静部分之间又必须保持一定间隙以使它们不致相碰，因此必须设置汽封装置,汽轮机新型汽封形式简介,汽轮机的汽封根据安装的位置不同分为：轴端汽封（简称
2、轴封）、隔板汽封、和通流部分汽封，分别用来防止汽轮机的轴端、隔板和动叶顶部、根部蒸汽的泄漏，其作用分别是防止外界空气进入汽轮机，与汽轮机内的蒸汽混合，减少蒸汽泄漏量，从而减少化学补水量和防止高位能的工作介质低位能流动。作为汽轮机的易损件和必备部件，汽轮机的汽封越来越引起从事汽轮机设计的工程技术人员的关注。因为从汽轮机运行的测试结果可以看出汽轮机的漏气损失约占内部损失的1/3左右。近年随着汽轮机汽封技术的不断发展，汽轮机运行的安全可靠性和机组热效率都得到相应的提高。,传统汽封,传统的迷宫密封为一种非接触式密封，不能杜绝泄漏， 而是用逐级节流的方法来抑制泄漏，由于受设备轴向长度的限制，使迷宫密封泄
3、漏量较大，并且迷宫密封的泄漏流量随着压差的增大而急剧上升，其密封效率急剧下降，据相关统计资料显示，汽轮机间隙每增加0.0254mm，平均功率损失约45kW 。目前被广泛应用于大、中、小型汽轮机的传统汽封主要为迷宫式汽封。迷宫式汽封中根据断面的形状不同常用的有枞树型汽封和梳齿式汽封。其中梳齿式汽封因其汽封成本低、结构简单、安全可靠且易于安装而被广泛应用。,传统汽封,疏齿式密封的密封原理是利用逐级节流膨胀增加流阻的方法来抑制泄露，由于受设备轴向长度的限制，其泄漏量一般比较大，由于该汽封产品室一种非接触式刚性密封，间隙太小，汽封齿就很容易和转子碰磨，而且还会因两个刚性碰磨而带来安全问题。缺点：传统迷
4、宫密封在实际运行过程中，并不能完全保证设计间隙，由于起机过临界、异常振动超差、气流激振等原因，都会使汽封齿造成永久性的磨损，导致密封间隙成倍的增加，也就是说，我们精心调整好的汽封间隙很有可能在第一次启动过临界时就被磨大了，对老机组而言，这种情况更加明显。因此考虑到转子过临界转速的振动，传统梳齿式迷宫汽封安装时径向间隙一般为0.600.80mm，根据转子不同情况，有的间隙更大。,传统汽封,由于轴封漏汽量较大（尤其在汽封齿被磨损后），蒸汽对轴的加热区段长度有所增加，并且温度也有所升高，使胀差变大，轴上凸台和汽封块的高、低齿发生相对位移而倒伏，造成漏气量增加，密封效果得不到保证。 汽封齿与轴发生碰磨
5、时，瞬间产生大量热量，造成轴局部过热，甚至可能导致大轴弯曲，所以在机组检修时，电厂只能把汽封径向间隙调大，以牺牲经济性为代价来确保机组的安全性。 在实际运行中由于汽封块的弹簧片长期处于高温高压的蒸汽中，工作环境恶劣，再加上弹簧片本身材质的原因，在汽轮机检修中常常发现因弹簧片弹性不良、汽封块因结垢被卡死造成汽封间隙发生变化。,蜂窝汽封,所谓蜂窝式密封，是在静子密封环的内表面上由规整的蜂巢菱形状的正六面体的小蜂窝孔状的密封带状物构成，其材料是由厚度仅为0.050.10mm的镍基耐温薄板在特殊成型设备上制成的正六面体网格型材，在经过特殊焊接设备焊接而成，根据密封环尺寸制成的蜂窝带在真空钎炉中通过真空
6、钎焊技术焊接在母体密封上，而形成蜂窝式密封。,蜂窝汽封,结构特点：将传统汽封低齿车削，由蜂窝状汽封取代，蜂窝是由六边形孔连片组成，六边形单边尺寸为23mm。蜂窝汽封由于具有较宽的密封带，改变了传统直形汽封低齿齿数由于受结构限制，只能布置很少（一般12齿）的缺点，仍保留汽封高齿。相当于增加了汽封齿数量，加大了汽流阻力，提高了密封效果。蜂窝汽封退让仍采用传统汽封的背部板弹簧结构，所以安装间隙一般取传统汽封径向间隙设计值的上限。与现传统高、低齿结构汽封相比，由于齿数量相对增加很多，从而密封效果大大提高，汽封由于仍采用原传统汽封退让结构，在启动过程中可能会产生碰磨，但由于蜂窝材质较软，不会产生大地影响
7、，如航空涡轮机（转速40000r/min，工作温度10001500）上采用，由于涡轮机结构尺寸较短，无法设计退让汽封，而采用固定的结构，有碰磨时损伤的是蜂窝汽封，而不会对轴产生影响。,触及式蜂窝,蜂窝汽封,应用：在电力行业，蜂窝汽封主要安装在汽轮机低压缸的末级叶片的顶部密封上，不仅可以提高效率，而且用蜂窝的网孔可以吸附水滴，从而有效除湿、保护叶片。先进的金属蜂窝封严结构是实现叶尖间隙密封的典型的封严结构之一，已广泛应用于汽轮机、燃气轮机的设计和制造及技术改造。蜂窝结构是可磨损材料，可以将叶尖与机闸间隙设计到最小值，从而减少漏气（汽），提高效率和降低能耗，又可提高转动系统的稳定性，保证叶片不会与
8、机匣或缸体产生磨擦而发生危险。通用、三菱重工等著名发电设备制造公司均采用了该项技术。,布莱登汽封,布莱登可调式汽封作为一种新型汽封，是美国布莱登工程公司专利产品，全世界已有500多台大小容量汽轮机成功地采用了该技术。该技术经过运行几年后开缸检查，证明汽封确实在运行中伸缩自如，而且未被磨损。因此可以说这一技术的有效性和可靠性已经被实践所证实了。 可调式汽封弧段结构与传统汽封弧段基本相同，只是进汽面上铣出一道引汽槽，其目的是使汽封弧段背面压力（汽封体沟槽内部压力）等于进汽侧压力。而在必要汽封弧段的端面上钻孔装入螺旋圆柱弹簧，其上下汽封环中间各有两只螺旋圆柱弹簧，共四只。弹簧的推力使得汽封弧段在没有
9、蒸汽压力时呈开启状；汽封弧段与汽封体之间一般设计有3mm的退让距离，故汽封齿与轴就有3mm以上的间隙。因此布莱登可调式汽封设计不同于原有的传统汽封的设计，主要区别在于用四只螺旋圆柱弹簧，取代了十二片平板弹簧片。,布莱登汽封,布莱登可调汽封，可根据汽轮机启停过程及调峰情况，设定汽封环闭合时间，或根据大修机组中，汽封磨损情况，设定不同位置汽封环关闭时间。这样就可以使汽轮机启停过临界转速，启动温度梯度最大时，汽封环离开汽轮机轴打开，汽封间隙最大，避免汽封与轴动静碰磨；当汽轮机运行工况稳定或带一定负荷时，汽封环闭合，汽封间隙达较小值，由于汽封间隙在启停过程中可调，汽封闭合时间隙可以在大修安装中调整到制造厂家给定的最小值，减小了级间汽封和轴端汽封漏汽量，提高了机组运行的安全经济性 。布莱登可调汽封的优点是机组启动过程中径向温度梯度大，产生较大变形和转子达到第一临界转速，即最易发生汽封磨碰工况时，汽封环打开，汽封间隙最大，可避免汽封与轴动静碰磨；当汽轮机运行工况稳定或带一定负荷时，汽封环闭合，汽封间隙达较小值，这对于电网调峰范围大，机组启停频繁无疑是安全可靠的。,布莱登汽封,布莱登可调式汽封结构特点：减小了汽封环后背弧在槽道内的轴向宽度，减轻了汽封环的锈死危害 汽封环进汽侧中心部分加工有进汽槽道，使蒸汽直达汽封块后背弧在汽封块端部加工了弹簧孔取消了传统背撑弹簧片式汽封后背弧的弹簧压片,谢谢,
