汽轮机密封技术的应用和发展
蜂窝式密封技术在汽轮机轴封改造中的应用与效果
司负 责 。采用 的 Ｆ 蜂窝 式密 封是 该公 司 经过 长期 Ｗ
研 发 的专 利产 品。 轴 封 改造共 更换 梳齿式 汽封 为 Ｆ 蜂窝 式 汽封 Ｗ ２ Ｏ圈 ， 中高压 侧 前 汽 封更 换 ７圈 ， 装 位 置 从 缸 其 安 体外 侧 往 内 ７道 ； 高压后 汽封 更换 ５圈 ， 安装 位 置从
缸 体外 侧往 内 ５道 ； 低压 缸轴 端汽封 全部 更换 ， 后 前 各 ４圈 ， ８圈。Ｆ 蜂窝式 汽 封 的结 构 模式 为 图 ｌ 共 Ｗ
所示。
（） ２ 由于轴 封 漏 汽量 大 ， 机 组在 ６ 使 ０ ＭＷ 负荷 以上 时 ， ２号轴加 进 汽温 度 高达 ４ ０ｃ左 右 ， ０ ＝ 【 降低 了 轴 加 内铜管 的使 用 强度 ， 短 铜 管 的使 用 寿 命 。另 缩 外 由于汽 轮 机 。ｌ 和 ２号 轴 承处 布置 了很 多 与轴 号 承 温度 和轴 承振 动 等相 关 的保 护 电缆 ， 出 的 高温 漏 蒸 汽 易使 电缆 老化 、 短路 ， 及机组 安全 运行 。 危 （） ３ 由于漏 汽量 大 ， 效 作功 蒸 汽 量 减少 ， 机 有 使
Ｄｉｃ ｅ ａ ｃ ｅ ｆｗｏ ｋ ｎ ｒ ｃｐ ｅ ｎ ｔｕ ｔ ｒ ｓ ｂ ｔ ｅ ｎ ｈ ｎ ｙ ｏ ｔａ ｓ ａｓ ａ ｄ ｒ ｃ — ｙ ｅ ｌ ｂ ｒｎｈ ｓｅ ｍ ｅ ｌ ｓ ｒ ｐ ｎ ｉ ｓ ｏ ｒ ｉ ｇ ｐ ｎ ｉｌ ｓ ａ ｄ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｅ ｗ ｅ ｏ ｅ ｃ ｍｂ ｓｅ ｍ ｅ ｌ ｎ ａ ｋ ｔｐ ａ ｙ ｔ ｔａ ｓ ａｓ ｉ ｉ
为 此 ．０ ６年 ３ 对 机组轴 封进 行改 造 。 ２０ 月
２ 改造 工 程 介 绍
本 次 机组 轴封 改造 由上海 丹迪 电力技 术 有 限公
浅谈汽轮机的汽封形式和特性
浅谈汽轮机的汽封形式和特性汽轮机的传统汽封进行了改造和革新设计。
汽轮机汽封的特性和密封的效果各有不同，优缺点也不尽相同。
标签：汽轮机；汽封；优缺点近年来，随着汽轮机汽封技术的不断发展，为了减少漏气损失，提高机组安全和经济性，国内外对汽轮机的传统汽封进行了改造和革新设计，已经陆续出现了许多的新型汽封，下面对各种汽封的特点进行说明。
1、疏齿式汽封：它是传统汽轮机汽封形式，不能杜绝泄露，而是用逐级节流的方法来抑制泄露，目前被广泛应用。
优点是制造成本低、结构简单、安全可靠、易于安装。
缺点是由于在启、停机组时，机组会发生振动或气流激振等原因，会使汽封齿造成永久性磨损，导致密封间隙增加，造成漏气量增加，密封效果不好。
2、蜂窝汽封：是汽封的第二代产品，是在静子密封环的内表面上由规整的蜂巢形状的正六面体的小蜂窝孔状的密封带状物构成。
根据密封环尺寸制成的蜂窝带在真空钎炉中通过真空钎焊技术焊接在母体密封上，而形成了蜂窝式汽封。
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到结构限制，只能布置很少，还应保留汽封高齿。
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。
缺点是蜂窝汽封退让仍采用传统汽封的背部弹簧结构，安装间隙一般取传统汽封径向间隙设计值的上限。
易磨损，而且间隙无法恢复，若间隙过小或膨胀不均会造成蜂窝带与转子面接触，可能产生振动加剧，甚至转子抱死发生事故。
3、布莱登汽封：它是将螺旋弹簧安装在相邻汽封块的垂直断面，并在汽封块上加工出蒸汽槽，以便在汽封块背部通入蒸汽，汽封齿仍采用传统的梳齿式。
优点是解决了机组启、停机过程中存在转子过临界时振动过大，而造成汽封磨碰的问题。
能适应机组负荷的变化自动调整密封间隙，解决了过临界振动大对汽封间隙磨损，造成永久间隙增大的问题。
4、接触式汽封：是在传统梳齿式汽封块中间嵌入一圈能跟轴直接接触的密封片，并且能在弹簧片弹力的作用下自动退让，以保证始终与轴接触，属于柔性密封系列，能适应转子跳动，长期保持间隙不变。
火电厂汽轮机组用新型密封技术——蜂窝式密封
◎ 窝式密封 的结构模 式是在 传统的迷宫式 ，梳 齿式汽封基 的旋流 。这旋流对迎头漏过 来的蒸汽就起到了阻碍作用 ，是沿轴 向漏 础上 ，转子不做任何改 变，只在 密封环 的 内表 面用 由正六面体形状的 泄蒸汽 的有效屏障 ，故蜂 窝式密封的封严效果是传统梳齿式汽封无法 蜂窝孔规 则排 列所成的蜂 窝带结构 。 比拟 的 。 ４蜂窝式密封的封严效果量化值 关键词 ：蜂 窝式密封 ；火电厂汽轮机组 ；节能 若 整台机 组全部汽封均改为蜂窝式密封的话 ，实践表 明所取得 的 随着 国民经济 发展 ，近些年来大型火电厂层出不穷 ，机组越来越 效益十分可观 ： 多 ，环境破坏 的日趋恶化 ，迫使政府 加大 “ 节能减排 ”的工作力度 。 台２ ０ ０ Ｍ Ｗ 机 组 ，改 造 后 有 功 功 率 可 达 到 ２ ２ Ｏ Ｍ １ ｖ ） 作为火 电厂 ，提 高汽轮机 组的安全经 济效益就成为 “ 节能减排 ”的重 ）有功功率增加１ ０ ％ 要 内容 。而先进 的汽轮机 密封 技术则是该领域的重点攻关课题之一 。 台３ ０ ０ Ｍ Ｗ 机组 ，改造后有功功率可达到３ ３ ０ ￣ ｎ ｖ ） 蜂 窝 式 密 封 就 是 在 此 形 势 下诞 生 的一 种 先进 的密 封 技 术 。 １蜂 窝 式 密 封 概 述 轴 封 漏 汽 平均 减 少５ Ｏ 以上 。 汽轮机之 内效率的提 高为：冲动式汽轮机可提高１ ． ２ ％左右 此项技术于上个世纪９ Ｏ 年代初起源于美 国航天飞机液体燃料涡轮 泵 的密封上 。鉴于其先进性，不久被应 用在 军用 飞机领域 。 反 动 式 汽 轮机 可 提 高 １ ． ８ ％左 右 。 汽轮 机上采 用蜂 窝式 密封 ，最 早 出现在 美 国西屋 公司 的３ ０ ０ — 汽轮机的热耗平均降级５ ｇ／ｋ ｗ ｈ 标准煤 。 ６ ０ ０ Ｍ Ｗ 亚 临界汽轮机组 的低 压缸湿度较 大的末几级动 叶片之顶部 的位 ５蜂窝式密封 的安全性能优于传统汽封 置 ，其主 要功能为有效吸附蒸汽中的水滴 。减轻水力冲蚀 ，以保 护动 ５ ． １ 蜂 窝式密封的安全性 能主要表现在 以下诸点 ： 叶 片 的安 全 。 ５ ． １ ． １ 被动安全性好 。鉴于蜂 窝带 的材质 是由０ ． ０ ５ — ０ ． １ Ｏ ｍ ｍ 厚的镍 国 内研究汽轮机用蜂窝式密封式 由上海丹迪 电力技 术有限公司帅 基耐高温合金箔板制成 ，质地较软 的材质 和其 正六边 形的结构模式 ， 先于上世纪９ Ｏ 年代中期进行的 ，经过近十 多年 的研 究开 发，逐 步成为 即使动静发生摩擦 ，也不会使转子表面 受损 。由于其摩擦力小 ，不是 中国新一代汽轮机组用先进密封技术 ，己广泛应用在 国内四大汽轮机 足 以使转子发生热弯曲变形 ，故其被动安全性好 。 制 造厂的数干家火力发 电厂 ， 目前该技术 己成为火 电厂 汽轮机组提高 ５ ． １ ． ２ 破坏 性耐磨试验结 果：经研发单位 在模拟机上 的反复破坏 热 效 率 的 有 效手 段 和 节 能 减 排 的锐 利 武 器 。 性试验结果表明。蜂窝式密封为传统梳齿汽封耐磨性的２ ． ５ 倍。 ２蜂窝式密 封的结构模式 ５ ． １ ． ３ 蜂窝式密封对 轴径表面 的损伤程度仅为传统梳齿式汽封 的 蜂 窝式 密 封 的结 构 模 式 是 在 传 统 的迷 宫 式 ， 梳 齿 式 汽 封 基 础 上 ， １ ／ ６。 转子不做任何改变 ，只在密封环 的内表面用 由正六面体形状的蜂窝孔 ５ ． １ ． ４ 对转子安全稳定运 行的贡献 ，蜂 窝式密封 为传统梳齿式汽 规 则 排 列 所 成 的 蜂 窝 带 结 构 。蜂 窝带 是 由厚 度 仅 为 ０ ． Ｏ ５ 一Ｏ ． １ Ｏ ｍ ｍ的海 封 的 ２ 倍。 ５ ． １ ＿ ５ 主动安全性优越。鉴于蜂 窝式密封 的真空钎焊 工艺技 术的 斯特镍基 耐高温合金箔板 （ Ｈ ａ ｓ ｔ ｅ ｌ ｌ ｏ ｙ — ｘ ）在特殊成型设 备上制成的 先进性 ，蜂 窝带的焊 接质 量是无与伦 比的，根本不会脱落 。据近 十几 正 六 面 体 网 格 型 材 ， 再经 过特 殊 加 工 设 备 而 制 成 的 。 原梳 齿式汽封 的高齿保 留且相 对位置不变 。 （ 但齿 的高度 稍有 降 年 的应 用 实 践 统 计 表 明 ， 至 今 没 发 生 一例 蜂 窝 带脱 焊 现 象发 生 。 低） 。而在高齿之 间全部钎焊上蜂窝带，在真空钎焊炉中通过钎焊工艺 ５ ． ２蜂 窝 式 密封 技 术 的其 他 优 越 性 能 ： 将 蜂 窝带 焊 在 母 体 密封 环 上 ，于 是 就 形 成 了蜂 窝 式 密封 。如 图 ｌ 示。 ５ ． ２ ． １ 有效除湿效果显著。尤其将蜂窝式密封安装在低压缸湿气 区叶顶 部位 ，可有效去除湿蒸汽 中的水滴 ，对 防止动 叶片 免受水力冲 蚀确保 动叶片长期安全运行卓有成效 。尤其对于核 电大型汽 轮机 组 ， 此 项 优 点充 分 显 现 。 ５ ． ２ ． ２ 可有效消除气流激振 。由于气流在蜂窝孔 口处形成的涡流 对转 子有阻死作用 ，故蜂窝式密封是至今消 除气流激振 的最佳结构模 式。尤 其适用于超临界 、超超临界机组的高中压缸密封。 ５ ． ２ ． ３ 安装精度 高。蜂窝式密封环 背部两端 增设的径 向调增 块 ， 图１ 蜂 窝 式 密封 结构 可有 效的提 高密封环 的安装精度和现场安装时的调整工作速度。 ５ ． ２ ． ４ 改造 费用低 。因老式机组改造蜂窝式密封时并不需改变其 ３ 蜂窝式密封的封严机理 他部位，故改造周期短 ，大修期 间即可完成 。费用低廉，是节能 降耗 蜂窝式密封的封严效果之所 以优越是 由其结构模 式决定的。当压 的 最 佳 方案 。 力 蒸汽 沿 轴 向 间 隙 流 动 时 漏 泄 的蒸 汽 立 即充 满 蜂 窝 带上 的 蜂 窝 孔 ， 蜂 ６结 语 窝孔底 部是密闭的环体 ，蒸汽无处可去于是就立 即返 回蜂窝孔 口，这 综上所述 ，作为新 一代汽轮机 的密封技术，蜂窝式密封具有广泛 就 形成 了 涡 流 ， 无 数 的 蜂 窝 孔 口的 涡 流 结 合 在 一 起 就 形 成 了 强 度 较 大 推广应用的价值。是火力发 电厂节 能减排提高效率的有效手段 。
蜂窝式汽封介绍
蜂窝式汽封介绍一、蜂窝式密封技术的产生和发展早在上个世纪90 年代初期，美国航天领域的科学家在研究航天飞机液体燃料蜗轮泵的密封问题时，通过试验发现蜂窝形状的密封可产生很好的封严效果。
于是蜂窝式密封便开始在航天飞机、飞机发动机及燃气轮机上推广应用。
美国西屋公司将蜂窝密封技术应用在汽轮机低压缸后几级湿度较大的部位，取得了很好的除湿效果，有效的保护了动叶片免受水力冲蚀。
近年来,蜂窝式密封技术应用在汽轮机上。
跨国集团进入中国的300MW、350MW、600MW及650MW核电机组上均采用此项新技术，效果甚佳。
二、窝式汽封的结构特点及其密封机理近年来，蜂窝汽封已逐渐取代梳齿迷宫汽封，成功应用于汽轮机组、燃气轮机、空气压缩机和飞机发动机等领域。
蜂窝汽封密封环的内孔表面由规整的蜂巢菱形状的正六边形小蜂窝孔组成，其蜂窝带结构见图1。
蜂窝汽封是以汽体通过蜂窝带时产生的阻尼来密封，见图2。
蜂窝汽封中正六边形的蜂窝孔是由厚度仅为0.05～O.10 mm的镍基耐高温合金经特殊加工手段制成蜂窝带而形成的，蜂窝的高度及蜂窝孔的大小根据一定的设计规范确定。
先将薄板加工成规整的蜂窝带，然后采用真空钎焊技术将蜂窝带钎焊(亦称光滑无渣焊接)在母体汽封环内表面上，因此具有良好的耐高温性能。
蜂窝带很薄，硬度也很小，不会对与其相接触的任何钢质物件产生磨损。
蜂窝带叠合成正六边形状，使其在高度方向上具有足够的强度，不会在接触时被压损。
因此，蜂窝汽封可与轴颈保持较小的配合间隙，达到良好的密封效果。
蜂窝带即使被磨损也依然保持蜂窝形式，不会因结构上的变化而影响密封效果。
汽轮机蜂窝式汽封由镍基耐高温合金蜂窝带与环体组成，安装在静止部套上(汽封体)。
蜂窝式汽封的结构见图3、图4。
迷宫梳齿式汽封的结构模式是高低齿相间排列，而迷宫蜂窝式汽封的结构模式则是将低齿取消，在两高齿之间的槽道内全部钎焊蜂窝带；对斜齿或直齿式平齿轴封将原迷宫梳齿式全部改为蜂窝带，并将蜂窝带焊接在环体上。
大型汽轮机汽封技术及其经济性分析
汽 封是汽 轮机关 键零 部件 之一 ， 性 能的优 劣 ， 其 不 仅 影响机 组 的经济性 ， 还影 响机组 的可靠 性 ． 利用
均效率指标 已低 于额定值的 ５ ％甚至 １％． ０ 效率 低 的 主要 原 因是 汽 轮机在 实 际运行 中会 产生 各种
求 的 日益提 高 ， 展 超 临 界 压力 机组 是 火 力 发 电 发
力 的重 要手 段 ． 传统 的汽 轮机 技术 发 电时 ， 提高 在
其 相对 内效 率 方 面 ， 尚有 很 大 的潜 力． 目前 ， 平 其
提高发电效率、 降低发 电成本 的必然趋势． 然而 ， 在 考核一 些投 产后 的超 临界 机 组 性 能 时 ， 现汽 发
Ｋｅ ｏ ｄ ： ｓ ａ ｒｉｅ ｇａｄｔｃｎ ｌ ｙ ｅｏ ｏ ｃｆ ｔ ｅ ｙｗ ｒ ｓ ｔ ｍ ｔ ｂｎ ； ｎ ｈ ｏ ｇ ； ｃｎ ｍｉ ｅ ｕ ｅ ｕ ｌ ｅ ｏ ａｒ
近年来 ， 着我 国对 节 约 能 源 和环 境 保 护 要 随
节能技 术 高效 生产 电能是 提 高现代 能源 综合竞 争
ｓ ｖ ｒ ｌ ｃ ｍｍｏ ｌ ｕ ｅ ｓｅ ｍ ｓ ａ ａ ｅ ｎｒ ｄ ｅ ｅ ｅ ａ ｏ ｎｙ ｓ ｄ ｔａ ｅ ｌ ｒ ｉ ｔｏ ｕｃ ｄ， ａ ｄ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｖ ｒｏ ｓ ｙ ｅ ｏ ｓ ａｉ ｇ ｎ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｏ ａ ｕ ｔ ｐ ｓ ｆ ｅ ｌｎ ｉ
Ｉｓ Ｅｃ ｎ ｍ ｉ ａ ｙ ｉ ｔ ｏ ｏ ｃ Ａｎ ｌ ｓｓ
Ｚ Ｇ ａ － ｉ ｇ ＥＮ Ｘｉｎ ｐ ｎ ，ＲＥ ｉｎ ｘｎ Ｎ Ｊａ — ｉｇ
蜂窝式汽封介绍
蜂窝式汽封介绍一、蜂窝式密封技术的产生和发展早在上个世纪90年代初期，美国航天领域的科学家在研究航天飞机液体燃料蜗轮泵的密封问题时，通过试验发现蜂窝形状的密封可产生很好的封严效果。
于是蜂窝式密封便开始在航天飞机、飞机发动机及燃气轮机上推广应用。
美国西屋公司将蜂窝密封技术应用在汽轮机低压缸后几级湿度较大的部位，取得了很好的除湿效果，有效的保护了动叶片免受水力冲蚀。
近年来,蜂窝式密封技术应用在汽轮机上。
跨国集团进入中国的300MW350M W600MV及650MV核电机组上均采用此项新技术，效果甚佳。
二、窝式汽封的结构特点及其密封机理近年来，蜂窝汽封已逐渐取代梳齿迷宫汽封，成功应用于汽轮机组、燃气轮机、空气压缩机和飞机发动机等领域。
蜂窝汽封密封环的内孔表面由规整的蜂巢菱形状的正六边形小蜂窝孔组成，其蜂窝带结构见图1。
蜂窝汽封是以汽体通过蜂窝带时产生的阻尼来密封，见图2图1婵竟密封的结拘蜂窝汽封中正六边形的蜂窝孔是由厚度仅为0.05 ~0.10 mn t勺镍基耐高温合金经特殊加工手段制成蜂窝带而形成的，蜂窝的高度及蜂窝孔的大小根据一定的设计规范确定。
先将薄板加工成规整的蜂窝带，然后采用真空钎焊技术将蜂窝带钎焊（亦称光滑无渣焊接）在母体汽封环内表面上，因此具有良好的耐高温性能。
蜂窝带很薄，硬度也很小，不会对与其相接触的任何钢质物件产生磨损。
蜂窝带叠合成正六边形状，使其在高度方向上具有足够的强度，不会在接触时被压损。
因此，蜂窝汽封可与轴颈保持较小的配合间隙，达到良好的密封效果。
蜂窝带即使被磨损也依然保持蜂窝形式，不会因结构上的变化而影响密圭寸效果。
汽轮机蜂窝式汽封由镍基耐高温合金蜂窝带与环体组成，安装在静止部套上（汽封体）。
蜂窝式汽封的结构见图3、图4。
迷宫梳齿式汽封的结构模式是高低齿相间排列，而迷宫蜂窝式汽封的结构模式则是将低齿取消，在两高齿之间的槽道内全部钎焊蜂窝带；对斜齿或直齿式平齿轴圭寸将原迷宫梳齿式全部改为蜂窝带，并将蜂窝带焊接在环体上。
汽轮机后轴封水封装置改造研究与应用
关键词 ： 汽轮 机 ； 汽 封 密 封 ； 封技 术 后 水
中图分类号 ： ＴＨ
文献标识码 ： Ａ
文章编 号 ：６２３ ９ （０ ０ ０ —３ １０ １ ７ —１ ８ ２ １ ） ４０ ０ —２ 联产企业 的资金与 技术 的 现状 ， 汽轮 机 的后 汽 封采 用水 封
摘
要： 中小型 汽轮机 组的后汽封 密封 方式大 多采 用汽密封 ， 汽密封技术 虽然稳 定可 靠， 但是 消耗 的蒸汽量较 多 ， 同时
供 汽 温 度 不 好 控 制 。 如 何 探 讨 一 种 更 节 能 、 靠 的 密 封 技 术 是 非 常 重要 的 。 通 过 理 论 研 究 与 实 际应 用 水 封 技 术 进 行 汽 轮 可
后 轴 封 汽 密 封 技 术 在 实 际应 用 中 存 在 如 下 的 问 题 ： （） 汽 封 供 汽温 度 不 易 稳 定 控 制 ， １后 当机 组 负 荷 变 化 较 大 时 由于 后 汽 封 温 度 的 变 化 较 剧 烈 ， 易 引 起 机 组 振 动 增 容 大 ， 至 由于 汽 封 间 隙 的减 少 而 损 坏 汽 封 ， 而 造 成 漏 汽 量 甚 继
作 者 简 介 ： 磊 （ ９ ２ 。 ， 学本 科 ， 韩 １７ 一） 男 大 工程 师 ， 东服 装 职 业 学 院信 息 工程 系讲 师 ， 究 方 向 ： 力 设备 自动 化 。 山 研 热
一
３ ０１ —
ＮＯ ．４。 ０１ ２ ０
现 代 商 贸 工 业 Ｍｏ ｅｎＢ ｓ ｅ ｒｄ ｎ ｕｔ ｄｒ ｕｉ ｓ Ｔ ａ ｅＩｄ ｓ ｙ ｎｓ ｒ
１ 汽轮 机后 汽封密 封技术 现状
在 现 代 中小 型 汽 轮 机 设 备 中 ， 常 见 的 汽 封 是 弹 性 齿 技 术 逐 步 得 到 研 究 和 应 用 。 最 后汽封采 用水 封技 术 进行 密封 的 原理 图如 下 图所示 ， 形 汽 封 ， 是 由许 多 尖 齿 和 两 齿 之 间 的 环 形 汽 室 所 做 成 ， 它 蒸 汽 流 过 汽 封 齿 尖 的 最 小 间 隙 处 ， 道 面 积 变 小 ， 速 加 快 ， 它 是 采 用 除 盐 水 或 汽 轮 机 凝 结 水 作 为 低 压 汽 封 的 密 封 介 通 流 密 压力 降低 。一般汽封齿越多 ， 每个 齿分 担 的压降就 越 小 ， 蒸 质 ， 封 水 以 一 定 的 水 柱 高 度 的 压 力 引 入 低 压 汽 封 的 密 封 在 达 汽 流 过齿 隙 的 流 速 就 越 小 ， 汽 量 也 就 越 小 ， 是 齿 形 汽 封 腔 室 ， 运 行 阶 段 充 满 该 环 形 腔 室 ， 到 防 止 空 气 进 入 的 目 漏 这
汽轮机汽封改造前后效果分析
汽轮机汽封改造前后效果分析作者：焦维衡来源：《沿海企业与科技》2011年第10期［摘要］文章结合3MW汽轮机在运行过程中，汽封齿磨损严重、汽封间隙加大的问题，分析梳齿式迷宫汽封的工作原理及其缺点，探索蜂窝式密封改造方案，从而有效地减小转子气流激振，使机组的安全性和经济性得到良好改善。
［关键词］汽轮机；汽封；改造；节能［作者简介］焦维衡，中石化河南油田分公司南阳石蜡精细化工厂机械工程师，研究方向：化工设备设计及安装，河南南阳，473132［中图分类号］ TK269 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1007-7723（2011）10-0028-0004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。
汽轮机的汽封根据安装的位置不同分为：轴端汽封（简称轴封）、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。
一、现状及存在问题南阳石蜡精细化工厂现役机组为青岛3MW汽轮机，该机组于1999年1月投产，截至2009年11月，已累计发电1.28亿kWh，机组在最初运行的几年中，蒸汽消耗和发电量符合设计和工艺指标。
浅谈新型汽封在汽轮机上的应用
留两端 的汽封齿 为硬齿 。为进一步缩小汽封 间隙， 还可使柔齿略高于硬齿。 该结构在金属层与层之 间形成 阻流气 旋， 并且可在转子与柔齿 间形成若 干 道 汽帘， 可有 效地阻止蒸汽 的泄漏， 由于 密封柔齿 的密 封面较 宽， 进一 步提 高了柔齿汽封 的密封效 果， 柔齿汽封 的密封机理在于节流 降压、 涡流增 阻。
造前 须两台射水泵运行 ， 改造后… 一 台射水泵 即可保证凝 结器真 空达到最佳
值。
大量 改造后 的成 功经验表 明， 新型汽封在 防止轴 端和级 问漏汽 、 防止 油中进水 、 提 高低压缸真 空、 节 能降耗等方面有着 明显 的效 果。而 且， 还 可 以间接带来降低轴封压力 、 减少抽气 器及射水泵 （ 或真 空泵） 等辅机工作 量
等 多 方 面益 处 ， 值得大力推广 。 三、 结束 语 综上 所述 ， 随着 我国当前针对机组 进行提升 的容 积不断提升 ， 直接促
使 汽轮机在运行过程 中对 于各个 设备所提出的参数要求在不断 的提升 ． 所 以， 必须要针对气缸 的内部 以及轴端密 封效果 的要求加 以严格 ， 完全脱 离
科 学 论 坛
浅谈新 型汽封在汽公司） 摘 要： 汽轮机在使用 的过程 中， 必须要经过汽封处理之后 ， 才能够最大 限度的保持汽轮机运行过程 中不受 到任何 干扰， 而汽封技术也就成 为了该环 节 中的关键所在 。本篇文 章主要针对 新型汽封在汽轮机上 的应用进行 了全面详细 的探讨 ， 以期为我 国汽轮机汽封技术的发展提供参考 。 关键词 ： 汽封 ； 真 空； 汽缸 ； 转 子
汽轮机 本身进行汽封 的主要 目的， 就是 为了能够最大限度的减少汽 轮 机 的通流密封 间隙在运行 过程 中出现漏气损 失现象的可能性 ， 最大 限度 的 避免气缸 出现漏汽 的现象 ， 从 而促使汽轮机 的运 行效率 以及运行 安全 性都 能够得到提升 。我 国在汽轮机 的汽封技术上 持续研 究的过程 中， 已经进 行 了多项 技术的深入研 究， 并且取得 了一定 的突破 性成果， 并且 有相当一 部 分技术 以及成果都投入到 了实践 中进行运行 。 下文 主要针对新 型汽封在汽 轮机上 的应 用进行 了全面详细 的探讨 。 传统梳 齿式汽 封的几 种结构 形式 就 目前来 说， 我 国依然有 相当一 部分汽 轮发电机 自身是通过梳齿 的结 构形式来制造而成 ， 而梳齿 结构形式 也可 以细分成 为迷 宫式 、 斜平齿式 。 由 于汽 封 自身的尖齿在 实际运行 的过 程 中， 极 易遭 受到磨损 的影响 ， 那么 在 时 常 与 主 轴 进 行 了 磨 碰 之 后 ，就 有 可 能 会 导致 出 现 大 轴 弯 曲 事 故 的 可 能
各种汽封在汽轮机改进中的应用实践
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
１ ２
各种 汽封 在汽 轮 机 改进 中的 应用 实践
一
力等 时 ，汽封 弧 块 开始 逐渐 关 闭 ，直至 处 于 工 作状
甘 肃 电
力
技
术
各种汽 封在汽 轮机 改进 中的应用 实践
张 国彬 赵永 红 崔 维 民
（ 靖远第二发 电有限公 司 甘肃省白银 市 ７ ３ ０ ９ １ ９ ） 【 摘 要】 针对 国产引进型 ３ ０ ０ Ｗ Ｍ机组通流部分汽封的结构 结合各种汽封的特点，以靖远第二发 电有限公 司５ 、６号机组汽轮机汽封改进为例，对引进型 ３ ０ ０ Ｗ Ｍ机组汽封改进 中存在的问题进行 了分析 ，并提 出了具
弯 曲，所 以在机组检修时，从安全性考虑汽封径 向 间隙没有缩小空间。
１ ． ２ 侧 齿 迷 宫汽 封 侧 齿 迷 宫 汽封 是 一 种概 念 型 汽封 形 式 ，汽 封 间 隙与传 统 汽 封 相 同 ，在现 有 汽 封 齿上 加 工 出 １ ２个 侧 齿和 底 齿 ，相 当于 在 很有 限的 空 间 内部 分增 加 了
１ ． １ 传 统 梳 齿迷 宫 式 汽封 目前 被 广泛 应 用 于 大 、 中 、小 型 汽轮 机 的传 统
布 莱 登 汽封 取 消 了传统 汽 封 背 部 的板 弹簧 ，取
而代之 的是在每圈汽封弧段端面处加装 了四只螺旋 弹簧。 自由状态 时，在弹簧力作用下，汽封弧块是 处于张开状态而远离转子， 机组启机时 ，随着蒸汽 流量的增加 ，作用在每圈汽封弧块背部的蒸汽压力 逐渐增大 ，当这一压力中以克服弹簧应力、摩擦阻
汽轮机轴承气密型油档应用及发展
汽轮机轴承气密型油档应用及发展发布时间：2021-03-26T14:45:08.783Z 来源：《电力设备》2020年第32期作者：蔡高鹏[导读] 摘要：汽轮机轴承油挡设置在轴承箱前后端面，一方面防止箱内润滑油外漏，另一方面防止箱外粉尘、水蒸气等杂质进入轴承箱，污染润滑油。
（陕西能源赵石畔煤电有限公司雷龙湾电厂陕西榆林 719199）摘要：汽轮机轴承油挡设置在轴承箱前后端面，一方面防止箱内润滑油外漏，另一方面防止箱外粉尘、水蒸气等杂质进入轴承箱，污染润滑油。
本文首先通过对汽轮机现在使用的梳齿式密封油档泄漏机理进行分析，得出油档泄漏的主要原因及危害；然后有针对性提出一种可行性方法——气密型油档，并对其密封原理和结构特点进行详细阐述。
关键词：梳齿式密封；气密型油挡；泄漏1概述：近年来，汽轮机现有梳齿式密封油档，漏油、油中带水成为了各大电厂的常发病，严重影响了汽轮机的安全运行，并成为了困扰各大电厂和各大制造厂的顽固问题，气密型油挡成为解决这一问题的重要手段。
该文详细地介绍了气密型油挡的结构特点和改造方案。
2汽轮机各轴承箱油挡漏油原因及其危害简析2.1 汽轮机各轴承箱油挡漏油原因汽轮机的各轴承座油挡处是转动惯量极大的转动部件，其将油槽内的润滑油甩起之后又被流动的气体冲散，形成更细的小油滴--油雾，同时随着机组的运行，油温和瓦温也会相应升高，使轴承箱内部产生正压，促使了油雾随着空气的流动逸出，漏到轴承箱油挡的外面；由于这里原油挡多采用的密封为梳齿式密封结构，铜梳齿是刚性固定在油挡主体上的，而转子在运转时会产生轴心漂移，开起时跳动也比较大，轴承间距离较长，运行过程中轴振客观存在，所以要求油挡间隙比较大，铜梳齿在经运行过程中逐渐磨损，间隙会逐步增大却又没有补偿量，加重油雾和油滴向油挡外部溢出。
另外油档间隙变大，由于轴封蒸汽窜入，会引起油中含水量增高。
高中压缸侧的轴封是为了阻止高压蒸汽沿着转子漏出，端部汽封承受的内外压差比较大，同时为了动静部件避免发生磨损，必须在轴封处留有一定的间隙，所以漏汽现象是必然存在的。
蜂窝式密封技术在50MW汽轮机通流改造中的应用
排汽缸的噪声。
Байду номын сангаас
３ ）机组起停 过程 中 ，胀差变化较大 ，轴上 凸台与
３ ）真空严 密性试验时 ，常不合格 。
４ ）油 质不 合格 ，油中带水严重。 ５ ）高压转子弯 曲度偏大 ，如果起机控制欠妥 ，膨 胀不畅 ，上 下缸 温差偏大 ，导致汽缸变形等都会导致
汽封短齿发生位移 ，容易出现短齿 “ 掉台”而高齿被拉
径 、温度以及汽封齿的材料等决定 ，但具体 问题还要具
体分析。一是保证安全 ，二是保证 效率 。 ７ ）蜂 窝带钎焊于汽封 圈上。
３高效的防汽流激振能力 ．
在梳 齿式汽封 中 ，汽流 周 向旋转 运动和 间隙的不
均匀性是 引发机组轴系 自激振动的主要原因 。蜂 窝密封 的轴向网格可以有效阻止气流的流 动，破坏汽流的流动 方向 ，不能形成环形贯通涡流 ，可以使 自激振动减小到 最小。有效地防止汽流激振的形成 。
六面体的蜂窝孔连续规则排列而成 。
决定在 ｌ机组大修 中对原设计的密封形式进行部 分更
改 ，选择蜂 窝式密封进 行使用。 、
＝、梳齿式密封存在的弊端
梳齿式密封结构 （ 见图１ ）虽然是汽轮机使用最广 泛的一种传统 密封结 构 ，但５ 多年来技术模式几乎没 ０ 有什么改变 ，存在以下弊端 。
600MW超临界汽轮机蜂窝汽封的应用
（ ｉｎ ｏ ｅ ｌｎ ｏ ａ ｕＣ ａ ＆ Ｐ ｗｒＣ ．Ｌｄ ， ｕｉａ ２ ２９ ， ｈｎ ） Ｔ ｊＰ ｗ ｒ ａｔｆＨｕｉ ｏｌ ａｉ Ｐ ｈ ｏ ｅ ｏ ｉ． Ｈ ａｎ ｎ ３ ０ ８ Ｃ ｉ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ： Ｔ ｉ ｔ ｒ ｉ ｅ ｆ ｗ ｓ ｃｉ ｎ ｏ ｅ ｇ ａ ｄ ｏ ｎ ｔ １ ｆ ａ ｃ ｒ ｉ ｏ ｅ ｌ ｎ ｓ ｐ ｒｉｌ ｈ ｓ ｕ ｂｎ ｏ ｅ ｔ ｆ ｔ ｌｎ ｆ Ｕ ｉ ｏ ｅ ｔ ｎ ｐ ｗ ｒ ｐ ａ ｔｉ ａ ｔ ｌ ｌ ｏ ｈ ａ ａｙ
１ ２ 通流部 分 的汽 封改 造准备 ．
ｂ 触 及式蜂 窝汽 封
图 １ 蜂 窝及 触及式蜂窝汽封结构示意
根据试 验 数据 可 知 ， 轮机 效 率偏 低 的 主 １汽 要原 因是 过桥 汽封 泄漏 率大 ． 改变现 状 ， 为 提高 汽 轮机 效率 ， 收集 、 在 分析 各类 汽封 应用 效果 的基 础 上 ， 合 １汽 轮机 解 体 后汽 封 损 坏 的具 体 情 况 ， 结 决定 在 Ａ级检 修 中对 机组 的过 桥 汽封 、 压 轴 端 低
孑带焊接在汽封环母体上 ， Ｌ 以形成 Ｆ 蜂窝式密 ｗ一 封． 与传统汽封相 比， 相当于增加汽封齿数量 ， 加
大 汽流 阻力 ， 而可 以提轴端 汽封 外 侧 进行 蜂 窝 汽 封或 触 及 ３低 式 蜂窝 汽封 （ ８环 ） 造 ； 改
（） ４ 其余 活动汽封调 整修 刮（ 包括将高 中压 缸叶顶汽封超标 的部分拔除 ， 重新镶齿修刮 ） 重 ，
收稿 日期 ：２ １ —０ ０ （ ０ １ ５— ６ 特约稿 ）
轮机 ， ８级回热 ， 从汽轮机向发 电机方 向看旋转方
向为顺 时 针． 用容 量 为 ３ ％ 锅 炉 最 大连 续蒸 发 采 ５
汽封应用、种类、选择知识全解
汽封应用、种类、选择知识全解一、汽轮机汽封的应用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件之间必须留有一定的间隙，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。
汽轮机的汽封根据安装的位置不同分为：轴端汽封（简称轴封）、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，减小蒸汽泄漏量，从而减少化学补水量和防止高位能的工作介质向低位能流动。
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汽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。
二、汽封的种类1、传统汽封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。
梳齿式迷宫汽封的密封机理是在汽封环的内圆及汽封套筒（高温部分为转子大轴）的外圆上车有许多相互配合的梳齿及凹凸肩，组成微小的环形间隙（称汽封间隙）及蒸汽膨胀室，以阻止蒸汽的泄漏。
汽封环时借助外圆上两凸肩安装在轴封套（隔板）内圆车出的T型槽道内。
每道汽封环分成六个弧块（称为汽封块），每个汽封块与轴封套（隔板）之间装有两片弹簧片，使汽封块呈弹性压向中心，从而保持动静部分的最小间隙。
汽轮机后轴封水封装置改造研究与应用
汽轮机后轴封水封装置改造研究与应用中小型汽轮机组的后汽封密封方式大多采用汽密封,汽密封技术虽然稳定可靠,但是消耗的蒸汽量较多,同时供汽温度不好控制。
如何探讨一种更节能、可靠的密封技术是非常重要的。
通过理论研究与实际应用水封技术进行汽轮机后汽封的密封是一种可靠、可行的办法。
标签：汽轮机;后汽封密封;水封技术1 汽轮机后汽封密封技术现状在现代中小型汽轮机设备中,最常见的汽封是弹性齿形汽封,它是由许多尖齿和两齿之间的环形汽室所做成,蒸汽流过汽封齿尖的最小间隙处,通道面积变小,流速加快,压力降低。
一般汽封齿越多,每个齿分担的压降就越小,蒸汽流过齿隙的流速就越小,漏汽量也就越小,这是齿形汽封能减少漏汽的原因。
低压端为了防止空气漏入汽缸,必须引用压力稍高于大气压力的蒸汽来封住轴封通道。
这部分蒸汽是由高压端轴封引入,或者是新蒸汽在均压箱内喷水减温形成,供入后汽封。
为了确保汽轮机的安全工作,汽轮机端部轴封都有一套专门的轴封管路系统。
后轴封管路系统工作原理如下图所示:图1 汽轮机后汽封工作原理图除去这种普通齿形结构汽封外,还有布莱登、蜂窝式密封等结构的汽封,但是设备投资较高。
后轴封汽密封技术在实际应用中存在如下的问题:(1)后汽封供汽温度不易稳定控制,当机组负荷变化较大时由于后汽封温度的变化较剧烈,容易引起机组振动增大,甚至由于汽封間隙的减少而损坏汽封,继而造成漏汽量增大。
这已经成为各个电厂一直无法有效得到解决的难题,而备受困扰。
尽管很多企业努力寻找稳定的供热汽源但效果并不理想。
(2)高压侧汽封的漏气不能满足后汽封的用汽量,需要额外补充新蒸汽进入后汽封达到密封要求,这无形之间对高品位能源形成了浪费。
(3)在事故情况下如果由于运行人员对均压箱等设备调整不及时,造成后汽封供汽中断将会造成汽机大轴弯曲等恶性事故。
2 低压汽封采用水封技术简介为了适应节能减排和运行的实际要求,结合中小热电联产企业的资金与技术的现状,汽轮机的后汽封采用水封技术逐步得到研究和应用。
汽轮机新型汽封改造技术研究及应用
汽轮机新型汽封改造技术研究及应用摘要：文章主要介绍汽轮机汽封部分改造技术研究及应用，以某600MW机组通流改造工程为例，过程中进行了汽封部分的优化及改造，并对其改造结果进行了分析，并对汽轮机不同部位采用的不同汽封形式进行了研究，对其改造后的节能收益等进行了分析。
关键词：汽封改造节能新型汽封间隙调整技术1、引言汽轮机在运行时，转子处于高速旋转状态，而静子部分如汽缸、隔板等固定不动，因此转子与静子间留有适当的间隙，以避免相互碰磨。
然而间隙两侧存在压差时会导致蒸汽泄漏。
级内间隙漏汽会使做功的蒸汽量减少，降低汽轮机的内效率，同时漏汽还会影响通流内蒸汽的正常流动，扰乱主流流场。
汽缸轴端间隙漏汽（气），不仅降低效率，还会影响安全运行。
对于高中压汽缸，汽缸内压力大于外界的环境压力，部分蒸汽由轴端处的汽封间隙漏出，造成能量损失，且可能进入轴承箱，影响润滑油的质量和轴承支持正常工作；对于低压汽缸两端，由于汽缸内蒸汽压力小于外界的大气压力，在汽封间隙处空气会漏入汽缸，最终引起凝汽器真空下降，导致蒸汽做功能力下降，冷源损失增大，循环效率降低。
为了减少汽轮机内动静间隙处蒸汽泄漏和防止空气漏入，汽轮机各部位需要选择密封效果优秀的汽封结构，以达到最小的漏汽损失。
无论是从机组运行的安全性方面，还是提高机组运行效率降低煤耗方面都具有重要作用，对保证机组的安全、稳定、经济运行具有深远意义。
2、新型汽封技术改造应用工程概况某发电公司2号机组改造前由哈汽生产的600MW燃煤、亚临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机。
综合升级改造过程中运用新型汽封技术，对汽封形式进行优化，采用小间隙0间隙的技术和可磨涂层技术，减少汽封漏汽，达到节能降耗、提高机组效率的目的。
汽机各部分汽封优化如下：3.1 高中压部分汽封改造（1）高压1#、2#、3#三个隔板套均采用下支撑方式，顶部和底部配有定位销，搭子上下均有调整垫片可以灵活地调整隔板套位置，既保证了在缸中的自由膨胀，又能很好的保证与汽缸和转子的对中；采用零间隙汽封，是静件隔板套与静件内缸之间的汽封，通过研磨保证汽封与内缸接触面积，能够有效减少内缸与隔板套之间的漏汽。
机械密封新技术及其应用
机械密封新技术及其应用摘要：本文首先对机械密封技术的基本原理及机械密封的主要特点作了简要介绍，然后总结概括出现阶段机械密封技术新技术及其应用情况。
关键词：机械密封；原理；新技术引言随着科学技术的不断发展以及新型材料的出现，机械密封技术随之迅速发展起来。
近年来人们对环境保护日益关注，引起对机械密封的泄露要求越来越高，同时为了延长装置的检修周期，要求机械密封的使用寿命随之延长。
因此，发展机械密封的新技术、新产品以满足人们对高性能机械密封的要求。
机械密封技术简介1.1 机械密封基本原理机械密封也叫做端面密封，是一种旋转机械的封油装置。
由于传动轴贯穿在整个设备内外，轴与设备之间就会产生空隙，将两个密封元件置于垂直于轴线的平面上，流体介质就不会通过空隙向外泄露，密封元件反而会在流体介质的静压力以及弹簧力的作用下，保持相互贴合并相对运动从而达到防止流体泄露的目的。
密封环是构成机械密封的主要元件，它在很大程度上决定了机械密封的使用性能及使用寿命，因此对于密封环有严格的使用要求：要有足够的强度和刚度；应有较小的摩擦系数和良好的自润滑性；密封端面应有足够的硬度和耐腐蚀性；密封环应有良好的耐热冲击性能；密封环要容易加工制造。
1.2 机械密封的特点使用寿命长。
机械密封在油、水类介质中使用时间长达1~2年或者更长时间，在化工介质中的使用寿命通常也能达到半年以上。
密封可靠。
机械密封在长时间的运行中，密封状态稳定且泄漏量很小，通常机械密封的泄露量可以控制在3~5mL/h，与软填料密封相比，泄露量小很多。
摩擦功率损耗小。
由于机械密封接触端面面积较小，其摩擦功率消耗仅为软填料密封的10%~50%。
适用范围广。
机械密封适用于高温、低温、真空、不同转速以及各种腐蚀性介质和含有磨粒介质等情况的密封。
抗振性强。
随着波纹管式和全补偿式机械密封的发展，机械密封的抗振性越来越强，缓冲性也越来越好。
无需经常调整。
使用机械密封的维修周期长，端面磨损后能够自动补偿，通常情况下无需经常维修。
汽轮机汽封改造可行性研究报告
汽轮机汽封改造可行性研究报告汽轮机汽封改造可行性研究报告目录1绪论..............................................................1.1汽轮机汽封及对汽轮机安全经济运行的影响........................1.1.1传统汽封结构及存在问题....................................1.1.2汽封系统................................................. 1.2汽轮机汽封的研究及发展应用现状................................1.2.1研究应用新型汽封的意义...........:...................... 1.2.2汽轮机汽封改造的国内外现状............................... 1.3本可研性报告研究背景及主要工作................................1.3.1可研性报告研究背景........................................1.3.2本报告研究的主要工作............................ ........ 2传统汽封和新型汽封的结构及工作机理......................2.1传统汽封的结构及工作原理.......................................2.1.1传统汽封的结构..... ......................................2.1.2传统汽封（迷宫汽封）的工作原理............................2.1.3迷宫汽封的特点………………………………………………………….2.1.4迷宫汽封分类…………………………………………………………….2.2布莱登汽封....................................................2.2.1布莱登汽封简介............................................2.2.2布莱登汽封的原理..........................................2.2.3布莱登性能特点............................................2.3侧齿汽封......................................................2.3.1侧齿汽封的结构及原理......................................2.3.2侧齿汽封的性能特点........................................2.4接触式汽封…………………………………………………………………….2.4.1接触式汽封的结构及原理....................................2.4.2接触式汽封的性能特点.....................................2.5蜂窝式汽封…………………………………………………………………….2.5.1蜂窝式汽封的结构及原理....................................2.5.2蜂窝式汽封的性能特点......................................2.6铁素体汽封…………………………………………………………………….2.6.1铁素体汽封的结构及原理....................................2.6.2铁素体汽封的性能特点......................................2.7刷子汽封……………………………………………………………………….2.7.1刷子汽封的结构及原理......................................2.7.2刷子汽封的性能特点........................................2.8新型汽封的比较................................................ 4同类型机组的汽封改造情况考察总结报告...................4.1云南华电昆明发电有限公司汽封改造实例………………………………..4.1.1 汽轮机规范...............................................4.1.2汽封改造设备名称、规格（型号）及数量......................4.1.3汽机汽封改造试验结果及分析................................4.2大唐湘潭电厂汽封改造实例…………………………………………………4.2.1 汽轮机规范...............................................4.2.2汽封改造情况.............................................4.2.3汽机汽封改造试验结果及分析...............................4.3淮北国安电力有限公司汽封改造实例.............................4.4大唐珲春发电厂汽封改造实例及教训............................ 4.5安徽马鞍山万能达发电公司改造实例及建议.......................4.6国内超临界及超超临界机组使用的汽封情况介绍................... 6汽封改造中应注意的问题..........1. 绪论1.1汽轮机汽封及对汽轮机安全经济运行的影响汽轮机是高速旋转的大型、精密热功转换动力机械。
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收稿日期:2004-12-27; 修订日期:2005-07-04作者简介:魏琳健(1955-),女,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨・第七○三研究所副译审.文章编号:1001-2060(2005)05-0455-04汽轮机密封技术的应用和发展魏琳健,李春清,高 雷,寇 丹(哈尔滨・第七○三研究所,黑龙江 哈尔滨 150036)摘 要:汽轮机的汽封是汽轮机的重要部件,汽轮机汽封的密封性能将直接影响到汽轮机汽封的蒸汽泄漏量,进而影响汽轮机的机组热效率。
根据各种汽封结构型式的密封机理,分析和比较了现有各种汽轮机汽封的密封性能,并展望了汽轮机密封技术的发展前景。
特别是最近十几年美国布兰登工程公司研制并在世界范围内得到广泛应用的布兰登式可调汽封,布兰登式可调汽封能够提高汽轮机机组运行的安全性和可靠性及显著提高汽轮机热效率,但是在中国应用布兰登式可调汽封时出现了汽封锈蚀和弹簧塑性变形问题。
关键词:汽轮机;汽封;应用;发展中图分类号:TK26文献标识码:A1 引 言汽轮机的汽封分为轴端汽封,隔板汽封和叶顶汽封,分别用来防止汽轮机的轴端,隔板和动叶顶部蒸汽的泄漏,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,减小蒸汽泄漏量,从而减少化学补水量和防止高位能的工作介质向低位能流动。
按照密封机理划分,汽轮机的汽封可分为接触式密封:碳精环汽封和刷式汽封;非接触式密封:拉别令汽封和蜂窝式汽封。
另外,汽轮机汽封还可分为可调式和不可调式汽封。
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汽损失约占内部损失的1Π3左右。
近年随着汽轮机密封技术的不断发展,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。
特别是最近十几年,从碳精环汽封、拉别令汽封、蜂窝式汽封到刷式汽封,从传统的不可调式汽封到可调式汽封,汽轮机密封技术的发展很快,不断地减小汽轮机的蒸汽泄漏量,提高汽轮机组的热效率,减少燃料耗量,改善电厂的经济性。
2 传统的碳精环汽封和拉别令汽封 碳精环汽封为接触式汽封,因此机械损失比较大。
早期在小型汽轮机上采用的碳精环汽封虽然可用,但具有局限性,不适用于高温与高压汽轮机,而且如果因磨损产生间隙并使间隙有所扩大将导致大量的蒸汽泄漏。
它磨损快,只适用于轴径圆周速度不超过35～40mΠs,工作温度不超过300℃的小型汽轮机。
包括梳齿式汽封和迷宫式汽封在内的传统拉别令汽封以其成本低、结构简单、安全可靠和易于安装的特点被广泛应用于大、中、小型汽轮机。
目前采用的梳齿式汽封和迷宫式汽封的径向间隙一般为0.2～0.6mm,当超过0.5～0.6mm时,就要视运行情况在大修时及时更换汽封。
3 蜂窝式汽封与传统的梳齿汽封相比,蜂窝汽封的最大特点是如果与转子发生擦碰,不会损坏转子和引起转子的过度弯曲,密封性能仍可保持,另外可以抑制密封流体的激振,改善转子的稳定性。
国内外有关研究机构已经研究了各种蜂窝芯格尺寸和蜂窝孔深对密封性能的影响。
蜂窝汽封的芯格尺寸对泄漏量的影响不呈线性规律,芯格尺寸为1.6mm的蜂窝汽封的封严特性最好,其次为小芯格尺寸(0.8mm)的蜂窝汽封,大芯格尺寸(3.2mm)蜂窝汽封的封严特性最差。
而与梳齿汽封相比,芯格尺寸为0.5～1.6mm蜂窝汽封的泄漏量小于梳齿汽封,但是更大或更小芯格尺寸的蜂窝汽封的泄漏量大于梳齿汽封。
在汽封径向间隙相同的情况下,当汽封的径向间隙大于0.20～0.40mm,蜂窝汽封的封严特性比梳齿第20卷第5期2005年9月热能动力工程JOURNA L OF E NGI NEERI NG FOR THERM A L E NERGY AND POWERVol.20,No.5Sep.,2005图1 刷式汽封的结构汽封好;当汽封的径向间隙小于0.06mm 时,梳齿汽封的泄漏量小于蜂窝汽封。
蜂窝孔深对密封性能几乎没有影响。
采用蜂窝汽封后,汽封间隙可以很小,达到减小漏气量和提高效率的目的,同时由于蜂窝汽封很软,即使与转子发生擦碰,一般不会发热和伤及转子而引发安全问题。
目前,国内外许多燃气轮机、压缩机、高压涡轮泵和汽轮机都广泛采用蜂窝汽封。
4 刷式汽封与拉别令汽封相比,近年出现的刷式汽封可有效地减少蒸汽的泄漏量,可使汽封初始的泄漏量减少50%以上。
刷式汽封有如下优点:提高机组的热效率,大幅减小汽轮机径向支持轴承间的轴向长度;汽封的轴向长度和重量远小于拉别令汽封,结构紧凑、泄漏量小(少于拉别令汽封泄漏量的20%)、可靠性高、寿命长、改造变动小和维护费用低。
目前刷式汽封单位面积的鬃毛数每平方毫米可以达到100根鬃毛,刷式汽封采用钴基或铬基合金的鬃毛丝与经过固体润滑脂处理过的织构碳化铬表面对磨,刷排轴向宽度约为0.8mm 。
刷式汽封壳体可做成尺寸为轴向4～5mm 和径向12mm 。
刷式汽封已经成功地应用到最大压力差0.5MPa 。
更高的压力可能导致鬃毛颤振,进而导致磨损和泄漏增加。
试验表明一个精心设计的刷式汽封的气体泄漏量不大于传统拉别令汽封泄漏量的20%。
刷式汽封主要有两种专利密封结构,如图1所示,一种将鬃毛组件与侧板焊接在一起(见图1(a )),另一种将鬃毛包裹在一根金属丝上(见图1(b )),然后夹紧固定在前后板之间的一个环形管内。
刷式汽封的鬃毛径向向内伸展,将其末端加工以适合转子表面,为了适应转子的径向运动,鬃毛沿轴旋转方向布置成45°,当受热时,鬃毛与转子表面轻微软接触,其弹性使其追踪转子的径向偏移,在下游侧,后板限制鬃毛因压力导致的挠曲;当冷态时,鬃毛的尖端刚离开转子并且其间隙恰好适合在运行中通过热膨胀和Π或压力闭合。
转子与后板之间的间隙是确定刷式汽封承压能力的一个关键参数,此间隙需要尽量减小,但又以在任何运行条件下避免接触转子为准。
目前,试验工作和机组的实际运行已经证明刷式汽封的鬃毛是牢固的,组成刷子的钢丝在交变温度下不会脱毛。
刷式汽封的使用实践表明:汽封间隙为0.51mm ～1.27mm 时能够保证汽轮机的安全运行。
刷式汽封最早使用在航空发动机上,现在正在逐步地推广和应用于汽轮机。
此外,刷式汽封具有方向性,采用刷式汽封的汽轮机只能单方向旋转,因此具有正车和倒车功能的汽轮机不宜采用刷式汽封。
5 可调式汽封可调式汽封的优良特性在于:随着汽轮机的起动和运行状态的变化,可调式汽封将按照预先设定值来调整汽封和转子之间的径向间隙。
采用可调式汽封可避免径向汽封与汽轮机转子之间的擦碰,提高汽轮机组运行的安全性和可靠性,以及机组的热效率。
对于不可调汽封,在正常安装后,如果汽封与转子间的径向间隙过大,就会引起蒸汽的泄漏增加,导致汽轮机机组热效率的降低,甚至引起整个汽封系统的失调,导致停机。
如果汽封与转子之间的径向间隙设置得太小,在通过临界转速时,转子可能发生较大的振动,或者汽轮机起动过快,汽缸、隔板和隔板套经受较大的温差,从转子轴向的横断面上看,汽缸内壁和外壁的温差导致整个汽缸呈鸭蛋形,汽缸的中分面处张开V 形口,在水平方向上,汽封齿与转子间的径向间隙达到最大,而在竖直方向上的汽封齿与转子间的间隙达到最小,此时转子的振动就会导致汽封齿与转子发生擦碰,增大汽封齿与转子之间的间隙。
当擦碰严重时,会使汽封齿变形、变脆甚至破裂,同时隔板的径向轴封与转子所产生的擦碰会使转子局部受热,产生热变形导致转子弯曲,导致汽封齿的进一步磨损,加大径向汽封与转子之间的间隙。
采用・654・ 热能动力工程2005年可调式汽封后,在汽轮机起动时,较大的汽封间隙有利于汽轮机动静部件的预热,可缩短起动过程;还可以在汽轮机转子通过临界转速时,防止动静部件的擦碰。
在汽轮机正常运行时,减小并保持合适的汽封间隙,可减少汽轮机的蒸汽泄漏量,提高机组的热效率。
可调式汽封的研究始于20世纪80年代,出现了各种形式的可调式汽封,但是美国Brandon 工程公司研制和开发的可调式汽封最为成功,并得到了广泛的应用。
在1989～1990年间,GE公司开发和研制了正压汽封。
GE 公司的正压汽封系统非常复杂,采用从外部引入高压蒸汽的方法手动控制汽封块的闭合和开启,在汽封体上钻出多个小孔以形成高压蒸汽的通路,这样,结构复杂,零件太多,导致改造费用非常高。
改造后运行的效果也不甚理想。
随后,GE公司又推出改进式正压汽封。
日本横滨东芝公司也在为实现汽封的可调而努力,他们开发并研制了采用压力波纹管控制的可调式汽封,这种汽封需要从外部引入高压蒸汽来操纵波纹管的涨缩,从而实现汽封的可调。
这种汽封系统结构复杂,在汽缸和隔板体上需要有高压蒸汽通路,波纹管还要占据一定的空间,导致其应用受到限制。
而布兰登式可调式汽封则不同,它是利用汽封前后的压差来实现汽封的可调。
在汽轮机启动过程中,随着汽轮机负荷的增加,汽轮机的进汽量也随之增加,汽轮机各压力级的前后压差也会逐渐增加。
布兰登式可调汽封正是根据这种汽轮机的各级压差随负荷的变化,将汽轮机各级的隔板径向汽封和叶顶汽封设计成随汽封前后压差而变化,使汽封与转动部件间的间隙随负荷而变化。
当汽轮机达到一定负荷时,汽封间隙达到最小,以后再增加负荷汽封间隙将保持不变。
布兰登式可调汽封具有结构简单,改造费用低和适于老机组改造的特点。
布兰登式可调汽封现有两种结构:6块弧段和4块弧段型式,如图2和图3所示,分别应用于高压和低压汽轮机。
图2 6块弧段汽封环结构图3 4块弧段汽封环结构 可调汽封的闭合压差主要靠改变弹簧预紧力、刚度和零件材料间的摩擦系数来调整,可调汽封的结构尺寸也有影响,但是这种影响有限。
可调汽封的设计应尽量减小汽封环体高度,加大汽封的宽度,这样会减小可调汽封的闭合压差。
汽轮机轴端汽封最外面的3段汽封环不宜采用布兰登式可调汽封。
因为这3段汽封环若改成可调式汽封,特别是最外端的汽封环,那么,污物和油将被吸入密封系统。
如果轴端第二段汽封环改成可调汽封,将允许密封蒸汽被吸入汽封抽汽系统。
如果轴端第三段汽封采用可调式汽封,则很难保证蒸汽密封联箱(均压箱)的压力。
然而,更主要的原因是这些汽封环靠近径向支持轴承,不易发生擦碰。
从布兰登式可调汽封运行的经验来看,目前布兰登式可调汽封确实可以不同程度地提高机组的热效率,最高可达1%～2%,但是同时也存在两个方面的问题:一是布兰登式可调汽封经过长时间的运行后,常常发生锈死,导致汽封不可调;二是布兰登式可调汽封经过长时间的运行后其弹簧常常在蒸汽高温的作用下发生塑性变形,导致在汽轮机负荷减小后布兰登式可调汽封不能够自动进入完全开启状态。
6 汽轮机密封技术的应用和发展前景 综上所述,各种汽轮机密封技术都在不断发展,出现了用于工作环境更为严酷的耐高温、高压的汽封;可抑制汽流激振的蜂窝式汽封;允许汽轮机动静部分相接触的刷式汽封;智能型的可调式汽封等。