毕业设计高炉煤气透平发电机组改进
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
MPG14.8型透平膨胀机组改造设计
(xxxx学院)
摘要:分析了MPG14.8型高炉煤气透平机组运行中出现的故障情况,对机组故障进行了分析、改进,并阐述了采取的治理措施,说明了治理后的运行效果。
关键词:透平机故障诊断治理
前言
冶金企业属于费能型企业,其能耗占全国能耗的10%左右,占工业部门能耗的
15.25%。
目前,能源生产的增长速度尚难以适应国民经济发展的要求,能源价格仍呈上升趋势。
因此,节能降耗是冶金企业长期的战略任务。
冶金企业生产过程中产生大量含有可利用热量的废气、废水、废渣,同时在各工序之间存在着含有可利用这些能量,是企业现代化程度的标志之一。
由于冶金中排出的煤气是炼铁生产中的副产品,每生产一吨生铁可产生大量煤气,会带来很大污染,些煤气经过净化处理后是一种输送和使用方便、燃烧后又无需排渣和除尘、不易造成环境污染的优质能源,并且在除尘设备中采用高炉煤气余压透平发电装置(TRT英文Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit,是利用高炉冶炼的副产品——高炉炉顶煤气具有的压力能及热能,使煤气通过透平膨胀机做功,将其转化为机械能),给各企业带来的前所唯有的效益。
所以,国内新建、设备改造的大型高炉高炉煤气采用干法除尘及配套TRT技术,并且此技术已成为国家能源、环保方面法规强制的规定。
由于90年代初国产高炉煤气余压透平发电装置才推行,设备技术欠缺只能在部分企业进行初步试验,初期设备技术在引进、消化、吸收日本川崎TRT技术的基础上,经过不断完善和改进,90年代中期国产高炉煤气余压透平发电装置技术已成熟,并广泛运用在国内各大、中型高炉,给各企业带来的前所唯有的效益。
但由于xxxx钢钒有限责任公司新3#高炉MPG14.8型高炉煤气余压透平机组(TRT透平),是国内第一套单机发电功率在1万以上的TRT,因较大型机组在技术方面还不成熟,设备于2006年5月投运初期效果较好,但随着机组运行时间增长,各部位不断磨损,出现了严重煤气泄漏,对高炉顶压调节精度低,加之在设备安装设计时考虑不周全,造成机组运行状态极其不稳定,影响高炉煤气能量回收率,损失较大。
因此,本文主要针对TRT 透平煤气泄漏和机组动静部分中心偏移,在采用先进科技技术对设备进行了技术改进,已保设备安全、稳定运行。
目录
摘要 (Ⅰ)
前言 (Ⅱ)
第一章绪言
1.1高炉煤气余压透平发电装置概述 (4)
1.2高炉煤气余压透平发电装置特点 (5)
1.3高炉煤气余压透平发电装置功效 (6)
1.4xxxx所采用的净化工艺及高炉煤气余压透平发电装置 (7)
1.5新3#高炉MPG14.8型高炉煤气余压透平发电装置 (12)
第二章 MPG14.8型高炉煤气透平机组存在的问题及其原因分析 (13) 2.1机组煤气泄漏 (13)
2.2机组动静部分中心偏移 (17)
第三章 MPG14.8型高炉煤气余压透平机组改进 (21)
3.1密封改进 (21)
3.2透平机组进、出口管道支架设计 (29)
第四章 MPG14.8型高炉煤气余压透平机组改进措施 (35)
4.1蜂窝式气封改造措施 (35)
4.2 透平机组进、出口管道支架改造措施 (38)
第五章结论 (40)
致谢 (41)
参考文献 (42)
第一章绪言
1.1高炉煤气余压透平发电装置概述
高炉煤气余压透平发电装置(TRT)是一种:1.不消耗任何燃料。
2.无污染及公害的最经济的发电设备,它回收了在调压阀组中白白消耗的大量能源,因此在高压高炉除尘系统后安装高炉煤气余压透平发电设备,已成为日益发展的趋向。
目前,因为干法精除尘技术日益成熟,现除尘系统又进一步由湿法转向干法发展。
高炉煤气净化华系统TRT是充分利用了高炉煤气的压力能,因此发电的成
本十分低廉,仅为燃煤火力发电的1/22,巨大的经济效益使TRT有着广阔的发展前途。
因此,80年代中期以来在日本所有的高压高炉均装有TRT,并以干法轴流式TRT获得迅速发展,干法轴流TRT之所以能的到发展,是因在高炉煤气流量、压力不变条件下,能充分利用煤气显热转换为机械能;加上干法除尘压力损失小,可提高TRT出力35~39%,在经济上更为有利,所以更适于发展和应用。
现我国国家经贸委也规定:TRT属一级节能项目,凡是有条件的高压高炉都应安装TRT。
近今年来,我国各大钢铁公司的高炉都装设了TRT装置。
xxxx五座高炉也均装上了TRT。
高炉煤气余压透平发电装置(TRT)发展至今,已有多种结构型式。
分为:(1)径流向心式;(2)轴流冲动式;(3)轴流反动式。
其透平机械效率分别为75%,80%,85%。
目前,国内大多采用轴流反动时机组。
1.2高炉煤气余压透平发电装置特点
高炉煤气余压透平发电装置具有三大特点:
1.2.2高精度顶压稳定性控制
TRT的控制方式与一般汽轮发电机相近,按照工作运行状态不同,分为转速控制模式、功率控制模式、顶压控制模式,正常运行时TRT一般工作在顶压控制模式,自动跟踪高炉顶压变化、减压阀组调节阀阀位变化,以高炉顶压压差为主要输入控制信号,并引入高炉上料、均压等工序动作信号参与辅助修正,根据TRT透平膨胀机第一级调节静叶的流量特性,结合先进的高级智能控制算法,计算确定静叶或减压阀组阀的动态开度,以保证顶压的高精度稳定。
1.2.3提高顶压设定值
高炉系统在设计时,炉顶设定值是标定的,实际运行时,高炉设定值与安全极限留有一定的余量,每个高炉设定的安全余量值有所不同,在安全值以下的顶压通常留有5%~10%的安全波动范围,因此当使用了高精度顶压稳定性控制技术以后,由于能确保炉顶压力稳定,可将预留的波动余量大大减少,这样顶压设定值可提高3%~8%,对提高高炉冶炼强度意义重大。
1.2.4提高高炉利用系数降低焦比
当顶压高精度稳定控制后,通过提高顶压的设定值,来提高高炉的冶炼效率,以达到提高高炉利用系数降低焦比的效果。
1.3高炉煤气余压透平发电装置功效
高炉煤气余压透平发电装置具有四大功效,如下:
1.3.1能量回收
利用高炉煤气的余压和余热,把煤气导入透平膨胀机,驱动发电机发电或驱动其他设备进行能量回收;同时,通过使用高精度顶压稳定性控制技术以后,可以在原基础上提高高炉顶压3%~8%。
1.3.2环保降噪
由于原来高炉的炉顶压力调节是依靠减压阀组阀门关闭的程度来升高和调控炉顶压力,使得高炉煤气的压力能通过减压阀组以噪声能的形式泄放出来,造成噪音污染。
通过采用高精度顶压稳定性控制技术,可使顶压中高炉煤气所具有的压力能通过透平膨胀机,驱动发电机发电,达到了降噪环保的功能。
1.3.3提高高炉利用系数
顶压提高10Kpa,可增加风量3%,提高冶炼强度3%,在焦比不变条件下增产3%。
一般高炉顶压每提高10Kpa,增产率为2%~3%。
现代大型高炉,顶压每提高10Kpa,增产率为1.1±0.2%。
可通过TRT系统,提高高炉顶压利用系数0.56%。
1.3.4降低入炉焦比
在提高顶压情况下,有利于加快炼铁的氧化还原反应。
由于现在使用的原料具有微孔隙和小孔隙,存在着大量的内表面,高压加快了气体在这些微小孔隙内的扩散速度,加快了矿石还原的速度。
另外,提高炉顶压力后,加速CO分解反应,也能加速矿石还原反应,还能使瓦斯灰出量相应减少。
这些综合作用使得焦比有所下降。
1.4xxxx所采用的净化工艺及高炉煤气余压透平发电装置
xxxx现有5座高炉容积分别为:1200m33座,1350m31座,2000m31座。
目前,1~3高炉(1200m3)采用全干式内滤反吹袋式除尘(2009年底全线投产),4#高炉(1350m3)采用的是干湿两用除尘方式(1998年2月投产),新xx号高炉(2000m3)采用全干式内滤反吹袋式除尘(2005年12月投产)。
1~3高炉煤气除尘的流程图:
去高煤总管
图1 1~3高炉煤气除尘的流程图
4#高炉煤气除尘的流程图:
图2 xxxx 四高炉煤气除尘工艺图
xxxx 新xx 号高炉煤气除尘的流程图:
图3 xxxx新xx号高炉煤气除尘工艺图
高炉冶炼过程中产生的高炉煤气的净化,采用的布袋除尘技术。
其工艺如下:高炉→重力除尘器将10g/m3以上大颗粒粉尘从煤气中分离→散热器将高炉送来≥165℃左右以上煤气进行冷却,≥80℃左右、≤200℃左右经过旁通阀,≥200℃、≤80℃左右直接由放散塔进行放散→BDC布袋将3mg/m3以上粉尘从煤气中分离→减压阀组或TRT余热发电机,(TRT余热发电机是利用高炉煤气的余压和余热,把它导入透平膨胀机做功,将压力能转化为机械能,驱动发电机发电的能量回收装置)将200KPa左右的压力降至24KPa左右压力后,一路将干热煤气送往热风炉,另一路送往洗净塔冷却至60℃~80℃再到煤气总管;
各高炉所采用的高炉煤气余压透平发电装置如下:1~3#高炉净化系统采用GT90·D型透平机;4#高炉净化系统采用KDA—80HA型轴流透平机;新3#高炉高炉净化系统采用MPG14.8-244.1/170卧式单缸透平机;
1.5新3#高炉MPG14.8型煤气余压透平发电装置
xxxx新3#高炉为2000m3大型钒钛磁铁矿冶炼高炉,其能量回收发电系统的核心设备是MPG14.8型高炉煤气余压透平机组,由透平机带动发电机,向电网输送回收电能。
目前,国内TRT透平机组生产厂家主要有三家:成都发动机(集团)有限公司;西安陕鼓动力股份有限公司;西安圣方达透平设备有限公司。
xxxx新3#高炉MPG14.8-244.1/170透平膨胀机是由西安陕鼓动力股份有限公司制造,如图1所示。
图4 MPG14.8-244.1/170 透平膨胀机
MPG14.8-244.1/170透平膨胀机机组参数及要求:
a) 转速 3150 r/min(正常3000 r/min)
b) 超速保护 10%转数
C) 进口压力 0.3MPa
d) 进口流量 5050m3/min
e) 进口温度 250℃
f) 出口压力 0.016MPa
g) 临界转速一阶1750 r/min 二阶4900 r/min
h) 转轴密封充氮气拉别令密封+碳环密封
i) 静密封拉别令密封+碳环密封与机体用O形密封圈
密封
j) 氮气密封系统气源氮气压力一般为0.3~0.4MPa,然后经气动薄膜调节阀调节后至密封处的氮气压力高于被密封的煤气压力0.02~0.03MPa 左右,以保证煤气不外泄。
氮气耗量以较低为宜。
无备用气源,原则上无氮气时停机。
密封氮气杂质粒度<10um,气量≥50Nm3/h
k) 振动要求:透平轴承振动≤50μm,≥80μm报警,
≥160μm联锁停机。
xxxx新3#高炉MPG14.8型高炉煤气余压透平机组采用电液调速系统配合力驱动
两级可调静叶调节(图3),由MPG14.8-244.1/170透平机、冷却水系统、氮气密封系统、润滑油系统、液压伺服控制系统等组成。
它是利用高炉炉顶煤气的余压,把煤气导入透平中膨胀作功,驱动发电机发电的能量回收机组。
该装置可回收高炉鼓风机所需能量的25~30%,同时在正常运转时,能代替减压阀组,很好地调节、稳定炉顶压力,净化煤气,且对炉顶压力控制灵敏,波动幅度小。
故对促使高炉顺行,增产有良好的作用。
图3 MPG14.8型高炉煤气余压透平机组简图
第二章MPG14.8型高炉煤气余压透平机组存在的问题及其原因分析
2.1机组煤气泄漏
xxxx新3#高炉MPG14.8型高炉煤气余压透平机组投运初期,轴端密封效果较好,基本实现了零泄漏,但随着机组运行时间增长,轴端碳环密封的不断磨损,开始发生煤气泄漏。
2006年8月23日,该透平机组正常运行时发生了轴端密封炭环装置飞出事故,机组停运3个月后,进行了检修更换。
2007年12月发现静叶伺服油缸驱动杆与驱动腔处轴封泄漏煤气严重,机组氮封升压无法实现,不得不将其引到TRT出口管道。
该透平机组投产后多次出现CO含量超标,泄漏量经常达到1000ppm以上(透平机组厂房内),最大达到100000ppm,严重影响机组的安全运行和正常维护。
xxxx新3#高炉MPG14.8型高炉煤气透平机组煤气外漏分为两部分:一部分是煤气通过静叶动密封、内缸(静叶承缸)静密封泄漏至内外缸之间腔室,通过静叶调节缸驱动活塞杆与外缸的密封部位漏至大气;另一部分是转子与定子轴封动密封漏煤气至大气。
2.1.1密封现状及分析
xxxx新3#高炉MPG14.8型高炉煤气透平机组,发生煤气通过静叶调节缸驱动活塞杆与外缸的密封部位漏至大气的原因分析相对简单,是静叶调节缸驱动活塞杆与外缸密封部位Y型轴用密封失效所致.
xxxx新3#高炉MPG14.8型高炉煤气透平机组轴封采用的密封方式为:内部(里侧)为拉别令汽封(J形齿密封),外部(外侧)为碳环密封。
密封氮气从①②以大于被密封煤气0.02~0.03 MPa压力进行封堵。
结构示意图如图2所示。
分析拉别令密封,是最原始的靠节流膨胀方式的密封结构,由于它工艺简单、价格低廉,应用得较多,但这种密封方式有着自身的缺陷。
a) 密封性差
由于拉别令密封(迷宫密封)是利用流体流经一系列节流间隙与膨胀空腔组成的通道,使工作介质产生节流效应,以限制泄漏的非接触式动密封,其密封效果受密封
齿数、空腔尺寸、透气效应、螺旋效应、流体特性等方面的影响较大。
因MPG14.8型高炉煤气余压透平机组布置尺寸受到限制,其当量齿数少,节流膨胀次数相对少,泄漏量较大。
b) 齿易磨损密封失效
机组过临界转速及发生异常振动时,振幅较大,转子上齿与套之间会发生接触。
拉别令密封齿较薄,当产生磨擦时,齿很快被磨损,如图3所示,密封间隙得不到保证。
转子上镶齿,齿更换较繁琐且需做动平衡。
图4 改前TRT透平机组轴封
图5 磨损的拉别令密封齿
c) 易引起气流激振
拉别令密封的“J”形齿间存在环形腔室,机组运行时,腔室内有强旋气流。
由于转子的运行轨迹为椭圆形,那么转子圆周各处受强旋气流的切向力有很大差异,极易引起气流激振,引起机组振动。
密封流体激振力是由于转子在密封腔中偏置时,密封周向存在不均匀压力分布所引起的。
由于密封腔中的气流有旋转,使周向压力分布的变化与转子和密封腔之间的间隙变化不完全对应,最高压力点滞后密封腔最小间隙一定角度。
这样,流体作用在转子上的力可分解成一个与偏置方向相垂直的切向力,该切向力将激励转子产生涡动。
当激励力达到或超过一定值时,就会使转子产生强烈的亚异步振动,以及振动剧烈的“锁频共振”。
一般需要增加系统阻尼、降低切向速度,而蜂窝密封正是实现这一目的的手段。
2.1.2密封气系统
密封气系统,是在拉别令密封中间和碳环密封中间引入略大于介质压力的氮气进行强制密封。
但由于转子的高速旋转和气体的粘性,密封处转子的表面有强旋气流,该处压力实际上大于介质压力并承紊流状态。
在局部仍有大于密封气压的煤气和氮气混合气泄漏于外。
且由于拉别令密封密封效果差,密封氮气容易失压,失去强行堵塞
的作用,煤气容易泄漏出来。
2.1.3 碳环密封
碳环密封安装时先将下半把合,再采用拉簧将碳环围成一个圆,最后扣碳环密封的上半外环。
在扣上半外环时,容易出现碳环碎裂及拉簧卡在碳环槽内,易引起机组振动及密封失效。
如图4所示为揭缸后发现碎裂的碳环。
图6 碎裂的碳环
因碳环后面拉簧的作用,碳环始终与转子接触,对转子产生一定的作用力。
在此力的作用下,使得转子容易产生涡动(摩擦激振),对机组的起动及安全运行有潜在的威胁。
2.2机组动静部分中心偏移
TRT透平机组因具有小时流通流量大,温度高,进出口管道直径大等特点,进出口管网布置方式对机组的热态应力影响较大,目前,采用的布置形式有:轴进侧出、下进下出、侧进轴出等形式,一般轴进侧出、侧进轴出的布置形式,管网热应力对机组影响相对较小。
xxxx新3#高炉MPG14.8-224.1/170型高炉煤气透平机管网采用用的是下进下出布置形式,在2006年5月安装投运初期,透平表现的是轴封漏气,当时对管网温差应力引起机组动静部分中心偏移这一原因未做过多的分析,认为机组管网设计是满足要求的。
但在2006年8月出现高压侧碳环密封损坏甩出的问题,检查机组动静部分中心偏移近1.0mm,证明机组管网设计死点位置存在缺陷,已影响到机组的安全运行。
2.2.1动静部分中心偏移现状及分析
目前,高炉TRT发电系统透平进出口管道设计,国内大都采用下进下出或侧进轴出结构。
因TRT透平进出口管道直径较大、温差高,工艺设计人员在设计管道热应力补偿方案时难度较大。
如场地允许,一般把热应力较大的进口管道在下进基础上设计成轴向布置,这样就避免经过补偿器补偿后的剩余管道热应力引起定子横向移动,出现动静中心偏移。
如场地不允许,只能采取在透平进出口管道上设计平衡弯管式补偿器补偿,其在全干式TRT中的运行效果还有待检验。
xxxx新3#高炉MPG14.8-224.1/170型高炉煤气透平在下进下出的基础上,设计人员考虑了弯管处的盲板力平衡的同时,在进出口管道上各设计了一套大拉杆补偿器既补偿管道温差补偿又传递弯管部的盲板力(表1示)。
因进出口的紧急切断阀、眼镜阀自重较重,其滑动摩擦力较大,整个管网相对死点温差位移的作用力、力矩较大(表2,因Fy、Fz 及Mx较小未做分析)。
从表中可看出,透平进出口的接管力、力矩及合力矩My都大于透平设计接管许用力、力矩,影响透平正常运行。
因此,还需从其他方面考虑减轻管网热应力对透平的影响。
根据公式:F=gum(N)可得出各点受力情况,见表一:
g 取9.81
u摩擦系数取1.5
m 重量
根据公式:M=F.L可得出各点力矩情况,见表二:
L 管道长度
F 各点所受力
表1
表2
第三章 MPG14.8型高炉煤气余压透平机组改进
3.1密封改进
3.1.1密封形式选择
目前,国产TRT透平机组在煤气泄漏方面的控制还存在不足,冶金行业已装备的近400余套机组有60%左右存在煤气泄漏问题。
就xxxx新3#高炉MPG14.8型高炉煤
气透平机组而言,同类型机组在包钢、莱钢、水钢、昆钢等钢厂的应用表现大致相同,存在同样的问题,即煤气泄漏,各钢厂都无较好的解决方案。
分析各种密封的机理、结构形式及密封效果,结合xxxx其他同类型煤气透平机组轴封使用经验,立足MPG14.8型高炉煤气透平机组现有结构,拟对MPG14.8型高炉煤气透平机组两个部位动密封进行改进。
即静叶调节缸驱动活塞杆轴封改进;机组转子与定子轴封进行改进。
3.1.1.1静叶调节缸驱动活塞杆轴封改进
在绪论中,我们已知道xxxx新3#高炉MPG14.8型高炉煤气透平机组通入的高炉煤气中,含有≤0.2um的粉尘,这些粉尘通过透平静叶叶柄密封、内缸与外缸的静密封进入调节缸后,使静叶调节缸驱动滑道、静叶驱动滑块出现磨粒磨损,影响静叶动作灵活性与对高炉顶压调节精度,因此,在解决MPG14.8型高炉煤气透平机组静叶调节缸驱动活塞杆轴封部位漏气时,对上述问题一并考虑。
从透平机组结构分析,解决上述问题方案设计如下:
(1)更换静叶调节系统伺服马达油缸、静叶调节缸及调节缸支承轴承。
伺服马达、静叶调节缸与连接板位置,调节缸与承缸的同轴度重新调整,确保静叶全闭时叶片之间间隙≤0.8mm。
(2)改进整个静叶调节系统的密封。
a、改进透平静叶叶柄的密封。
考虑到静叶叶片改动难度较大,选择对透平静叶支承轴承进行改进,密封圈的密封压力为0.2Mpa左右,密封压力相对较小,选择增设“O”密封圈(图7示)方案。
查机械设计手册(表33.3-15),选气动动密封活塞杆直径d5=80时,对应的O形密封圈d2*d1为53008000 ,即O形密封圈截面直径为d2=5.3mm,内径d1=80mm;因是动密封材质选用聚四氟乙烯。
查机械设计手册(表33.3-14),对应的气动密封O形密封圈安装沟槽尺寸为:宽度 6.9mm;深度 4.65mm;槽底圆角半径r1=0.4~0.8mm,取0.6mm;槽棱圆角半径r2=0.1~0.3mm,取0.3mm。
b、改进静叶驱动活塞杆与外缸连接处密封(图8示),取消原轴封,新增两道Y 新密封。
查机械设计手册(表33.3-23),选Yx形密封圈d75聚四氟乙烯JB/ZQ4265-86.挡圈公称尺寸d2=Ф75+0.06mm,D2=Ф87-0.14mm.
改前结构Array
改后结构
图7
图8
c、在上述两个改进方案的基础上,在透平静叶承缸与外缸之间增设充氮装置(图9示),避免煤气、粉尘进入通过动静密封进入内外缸,影响静叶调节系统动作的灵
活性。
自力式减压阀(
说明:
1、透平静叶调节缸充氮压力为透平工作压力~10。
、安全阀的整定起跳压力为0.25。
3、自力式调压阀阀芯密封不严时,可能出现调压不正常的现象,此时可稍开安全阀的旁通阀,避免调压阀后压力高,安全阀频繁动作。
截止阀(
安全阀(
与透平外缸预留口相接
透平
透平轴封氮气调压阀前总管
截止阀(
截止阀(
图9
经分析、估算,充氮装置氮气耗量Q 为80m3/h ,气源接点压力为1.6Mpa ,使用压力为0.25Mpa,管道设计流速v=15m/s ,选择系统原件为: 管道选择:d=(4*Q/πv )0.5≈0.04m ,选用Φ40管道。
管道壁厚计算:因系统运行压力较小,可不做计算,选用标准壁厚管道即可。
此处选用D50*4管道,管道内径为Φ42
自立式减压阀选择:查机械设计手册(表38.4-2 表38.4-3),选QTY-25型减压阀。
安全阀、截止阀都选用DN40 PN2.5Mpa 标准阀门。
3.1.1.2透平转子与定子轴封改进
因MPG14.8型高炉煤气透平机组转子直径大,线速度高,只能在非接触密封中选择,对比梳齿迷宫密封、螺旋密封等多种密封形式,结合电力行业30MW 汽轮机改造经验,选择改进方案为:蜂窝式密封(由蜂窝密封组和齿条密封组组成)+碳环密封+氮气密封,选择的此组合的目的是延长轴封寿命,节省备材费用,简化维修、维护难度,减轻维修人员劳动强度。
蜂窝式密封属非接触式动密封,它是利用工作介质流经一系列节流齿片与膨胀空腔组成的通道,产生节流、膨胀、降压效应,达到限制介质泄漏的目的。
在MPG14.8型高炉煤气透平发电机组上使用具有以下特点:
a.由于蜂窝式密封的特殊结构模式和质地软的特性,蜂窝式密封不会伤及所接触的轴径表面,对轴起到良好的保护作用。
b.正是由于蜂窝带的较软特性,蜂窝式密封的安装间隙可以取原标准间隙的下限,密封间隙小,密封效果佳。
c.密封性能好。
由于它是将原汽封的环形腔室改成一个个蜂窝,当量节流膨胀数量、效果增加、增强,加上在蜂窝孔内回旋热能耗散,大大降低泄露蒸汽的流速,使涡流阻尼作用发挥到极致。
另一方面,进入蜂窝孔的蒸汽,充满窝孔后反冲,对迎面泄漏来的蒸汽产生极大阻滞作用,密封性能极佳。
试验表明,在相同间隙和压力的条件下,蜂窝式密封比原汽封平均减小泄漏损失50%~70%。
提高了机组效率,具有显著的经济效益。
d.寿命长。
蜂窝式密封的蜂窝带本身非常耐磨,运行寿命长,能够长期保持密封间隙,密封效果有长久性。
e.消除转子涡振。
蒸汽进入蜂窝后,形成漩流涡状汽流又反冲回来有利阻滞泄漏的汽流,于是在轴的表面形成一层具有一定刚度的汽垫,增强了轴的振动阻尼,削弱轴的振动,对缓冲异常振动及临界转速时的振动具有重要意义。
根据MPG14.8型高炉煤气透平机组实际情况,改造方案为:将原进、排气侧机壳密封组件、碳环密封组件撤除,在原进、排气侧机壳密封组件、碳环密封组件进行了技术改进,利用机壳现有结构对进、排气侧机壳密封组件、碳环密封组件进行定位设计,将轴封改为蜂窝式密封(由蜂窝密封组和齿条密封组组成)+碳环密封+氮气密封形式(采用6组蜂窝式密封组件、4组齿条密封、1组碳环密封); 3.1.2改进后密封泄漏量验算
蜂窝式密封、迷宫密封泄漏量计算公式可由截面积相等而又串联的喷管关系式导出,简化为:
G=αβA 11/V p ㎏/s
式中 G ——泄漏量 ㎏/s
α——流量系数,流量系数与结构形式和尺寸有关。
由不同结构形式得出的试验数据表明,在常用的结构形式和径向间隙范围内,流量系数在1附近,在没有试验数据的情况下,考虑到机组运转后间隙将被磨大,流量系数可取为1~1.2。