新型蜂窝式汽封在汽轮机传统汽封改造中的应用
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第２ ５ 卷第 １ 期
２ ０１ ３年 ３月
武汉工程职业技术 学院学报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆＷｕｈ ａｎ Ｅｎｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ Ｉ ｎｓ ｔ ｉ ｔ ｕｔ ｅ
新 型蜂 窝式 汽 封 在 汽 轮 机 传 统 汽 封 改 造 中 的应 用
谢 凡
（ 武 钢 股 份 能 源 动 力 总 厂 湖 北 武汉： ４ ３ ０ ０ ８ ０ ）
一
２ 蜂 窝 式汽 封 技 术
２ ． １ 蜂 窝 式 密 封 的 结 构
所 谓 蜂 窝式 密 封 ， 即密 封 环 的 内表 面 是 由正 六 面 体形 状 的蜂 窝孔规 则 排列 而成 的蜂 窝带 构成 。蜂 窝 带是 由厚 度 仅 为 ０ ． ０ ５ ｍｍ一０ ． １ ０ ｍｍ 的海 斯特 镍 基 耐高 温合 金薄 板 （ Ｈａ ｓ ｔ ｅ ｌ ｌ ｏ ｙ － Ｘ） 在 特殊 成 型设 备
上 制成 的正 六 面体 网 格 型材 ， 再 经 特殊 焊 接 设 备而
成 的 。根 据 密封 环体 尺 寸 制 作 而 成 的 蜂 窝带 （ 见图 １ ） ， 在真 空钎 焊 炉 中通 过 真 空 钎 焊 技术 被 焊 接 在 母 体 密封 环上 ， 继 而形 成 了蜂 窝 式密 封 （ 见图２ ） 。
中进 水 （ 有的油质 乳化严 重 ） ； 低 压 端 空 气 进 入 汽 轮机内 ， 造成 真空 难保 ； 级 间或叶顶 泄漏 严 重 ， 造
收 稿 日期 ： ２ Ｏ １ ３ － ０ １ — ０ ５
蜂 窝式 密封 由高 齿和 高齿 间 的蜂窝 带或 全部 是 蜂窝 带组 成 。 由于特殊 的蜂 窝 腔室相 当于蜂 窝式 密
（ ２ ） 当汽 封 间隙 出现 不 均 时 （实 际 工作 中很 难 避免 ） ， 由于泄 漏 量 较 大 ， 产 生 激 振 的 能量 也 大 ， 汽 流激 振一 旦 发生 就很 难解决 ， 危 及机 组安 全运 行 。 （ ３ ） 为确 保机 组运 行安 全 ， 在检修 过 程 中人 为 将 汽封 间 隙放 大 以避 免 汽封齿 与轴 的碰 磨 。然 而 由于
加很多， 当轴 向漏 汽 通 过 蜂 巢薄 板 和 轴 之 间 的间 隙
时， 气 体快 速通 过蜂 窝 板 顶 ， 形 成 节 流膨 胀 ， 气 体 动
２ ． ２ 蜂 窝 式 密 封 的 密 封 机 理
段时间后失 去密 封作用 ， 而 且梳齿 被磨 损 的 同
时也造成转 子轴 径磨伤 ， 甚 至 造 成 大 轴 弯 曲 。 同 时， 由 于密 封 效 果 不 好 或 密 封 失 效 还 常 常 伴 随 其
它 问题 ， 如 高 压 端 蒸 汽 进 入 轴 承 箱 油 系 统 造 成 油
封 的 当量 次 数 增 加 ， 节 流膨 胀 次数增 加 ， 密 封 性 能 增
作者简介 ： 谢
凡（ １ ９ ７ ４ ～） ， 男 ， 工程师． Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： ６ ９ ５ １ ２ ６ ０ ３ ０ ＠ｑ ｑ ． Ｃ Ｏ ｔ ｌ ｌ
２４
武 汉 工 程 职 业 技 术学 院学 报
蒸 汽的泄 漏量 与 汽封 间 隙成 正 比 ， 间 隙 增 大 必 然 导
致 机 组漏 气损 失增 加从 而 降低 机组效 率 。 针对 目前 国内梳齿 式汽 封 汽轮机 组普 遍存 在 的
问题 ， 采用 了蜂 窝 式 汽 封技 术 对 传 统 汽 封 进行 了 改
造， 取 得 了 良好 效 果 。
工艺 的 固有缺 陷 ， 存 在 以下无 法 克服 的 弊端 ：
（ １ ） 梳 齿式 汽 封 的 密封 原 理 是 通 过 多 级 节 流 膨 胀 以消耗 汽流 能量 产 生 阻 尼 效 果 ， 从 而 达 到 减 少 蒸 汽 沿轴 向间 隙泄漏 的 目的 ， 泄 漏量 较 大 ， 无 法达 到所 要 求 的密 封效果 。 这 种 结 构 当机 组 启 停 过 临 界 转 速 或 机 组 异 常 情 况 时 转 子振 动 大 ， 容 易 使 汽封 齿 被 磨 损 ； 若 运 行 人 员 操 作不 当 ， 会 加 大 动 静 之 间 的磨 损 ， 使 汽 封 短 齿 出现 “ 掉台” 、 而长齿则会被拉弯 而“ 倒伏 ” ， 密 封 间 隙更 大 ， 所 以 这 种 密 封 形 式 容 易 产 生 机 组 运 行
中图分 类 号 ： ＴＨ１ ３ ８ ． ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ １ — ３ ５ ２ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ２ ３ — ０ ３
成 汽 轮机 效 率 大 大 降低 等 。
１ 传 统 梳 齿 式汽 封 存 在 的缺 陷
为 了减 少 汽 轮 机 通 流 部 位 密 封 间 隙 的 漏 汽 损 失， 提高 机组 效率 和安 全可 靠性 ， 通 常都 装有 密封 装 置 。这些 密封 装置 根 据所处 汽 轮机 的不 同部 位分 别 称 为轴端 汽 封 、 级 间 （隔板 ）汽封 和 叶顶 汽 封 。它 们贯 常 的技 术 模 式 为 梳 齿 式 结 构 。可 细 分 为 迷 宫 式、 斜 齿式 及 镶嵌齿 片式等 。 梳齿 式汽 封 由于加 工工 艺 简单 、 价格 低廉 ， 一 直 使用近 ７ Ｏ年历 史 ， 但 由于 其 结 构 模 式 、 材 质 和 加 工
摘 要 国 内梳 齿 式 汽 封 汽 轮 机 组 由 于 汽 封 原 理 的 限 制 存 在 难 以 克 服 的 弊 端 ， 某 能 源 总 厂 采 用 新
型蜂 窝 式汽封 装 置对 汽轮 机 传 统汽 封进行 改 造 ， 获得 密封 效 果好 、 使 用寿命 长 、 安全 节能 等 显 著功 效， 为 同类设备 的技 术 升级 改造提 供 借鉴 和参 考 。 关键 词 汽轮机 ； 蜂 窝式汽 封 ； 梳 齿 式汽 封
２ ０１ ３年 ３月
武汉工程职业技术 学院学报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆＷｕｈ ａｎ Ｅｎｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ Ｉ ｎｓ ｔ ｉ ｔ ｕｔ ｅ
新 型蜂 窝式 汽 封 在 汽 轮 机 传 统 汽 封 改 造 中 的应 用
谢 凡
（ 武 钢 股 份 能 源 动 力 总 厂 湖 北 武汉： ４ ３ ０ ０ ８ ０ ）
一
２ 蜂 窝 式汽 封 技 术
２ ． １ 蜂 窝 式 密 封 的 结 构
所 谓 蜂 窝式 密 封 ， 即密 封 环 的 内表 面 是 由正 六 面 体形 状 的蜂 窝孔规 则 排列 而成 的蜂 窝带 构成 。蜂 窝 带是 由厚 度 仅 为 ０ ． ０ ５ ｍｍ一０ ． １ ０ ｍｍ 的海 斯特 镍 基 耐高 温合 金薄 板 （ Ｈａ ｓ ｔ ｅ ｌ ｌ ｏ ｙ － Ｘ） 在 特殊 成 型设 备
上 制成 的正 六 面体 网 格 型材 ， 再 经 特殊 焊 接 设 备而
成 的 。根 据 密封 环体 尺 寸 制 作 而 成 的 蜂 窝带 （ 见图 １ ） ， 在真 空钎 焊 炉 中通 过 真 空 钎 焊 技术 被 焊 接 在 母 体 密封 环上 ， 继 而形 成 了蜂 窝 式密 封 （ 见图２ ） 。
中进 水 （ 有的油质 乳化严 重 ） ； 低 压 端 空 气 进 入 汽 轮机内 ， 造成 真空 难保 ； 级 间或叶顶 泄漏 严 重 ， 造
收 稿 日期 ： ２ Ｏ １ ３ － ０ １ — ０ ５
蜂 窝式 密封 由高 齿和 高齿 间 的蜂窝 带或 全部 是 蜂窝 带组 成 。 由于特殊 的蜂 窝 腔室相 当于蜂 窝式 密
（ ２ ） 当汽 封 间隙 出现 不 均 时 （实 际 工作 中很 难 避免 ） ， 由于泄 漏 量 较 大 ， 产 生 激 振 的 能量 也 大 ， 汽 流激 振一 旦 发生 就很 难解决 ， 危 及机 组安 全运 行 。 （ ３ ） 为确 保机 组运 行安 全 ， 在检修 过 程 中人 为 将 汽封 间 隙放 大 以避 免 汽封齿 与轴 的碰 磨 。然 而 由于
加很多， 当轴 向漏 汽 通 过 蜂 巢薄 板 和 轴 之 间 的间 隙
时， 气 体快 速通 过蜂 窝 板 顶 ， 形 成 节 流膨 胀 ， 气 体 动
２ ． ２ 蜂 窝 式 密 封 的 密 封 机 理
段时间后失 去密 封作用 ， 而 且梳齿 被磨 损 的 同
时也造成转 子轴 径磨伤 ， 甚 至 造 成 大 轴 弯 曲 。 同 时， 由 于密 封 效 果 不 好 或 密 封 失 效 还 常 常 伴 随 其
它 问题 ， 如 高 压 端 蒸 汽 进 入 轴 承 箱 油 系 统 造 成 油
封 的 当量 次 数 增 加 ， 节 流膨 胀 次数增 加 ， 密 封 性 能 增
作者简介 ： 谢
凡（ １ ９ ７ ４ ～） ， 男 ， 工程师． Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： ６ ９ ５ １ ２ ６ ０ ３ ０ ＠ｑ ｑ ． Ｃ Ｏ ｔ ｌ ｌ
２４
武 汉 工 程 职 业 技 术学 院学 报
蒸 汽的泄 漏量 与 汽封 间 隙成 正 比 ， 间 隙 增 大 必 然 导
致 机 组漏 气损 失增 加从 而 降低 机组效 率 。 针对 目前 国内梳齿 式汽 封 汽轮机 组普 遍存 在 的
问题 ， 采用 了蜂 窝 式 汽 封技 术 对 传 统 汽 封 进行 了 改
造， 取 得 了 良好 效 果 。
工艺 的 固有缺 陷 ， 存 在 以下无 法 克服 的 弊端 ：
（ １ ） 梳 齿式 汽 封 的 密封 原 理 是 通 过 多 级 节 流 膨 胀 以消耗 汽流 能量 产 生 阻 尼 效 果 ， 从 而 达 到 减 少 蒸 汽 沿轴 向间 隙泄漏 的 目的 ， 泄 漏量 较 大 ， 无 法达 到所 要 求 的密 封效果 。 这 种 结 构 当机 组 启 停 过 临 界 转 速 或 机 组 异 常 情 况 时 转 子振 动 大 ， 容 易 使 汽封 齿 被 磨 损 ； 若 运 行 人 员 操 作不 当 ， 会 加 大 动 静 之 间 的磨 损 ， 使 汽 封 短 齿 出现 “ 掉台” 、 而长齿则会被拉弯 而“ 倒伏 ” ， 密 封 间 隙更 大 ， 所 以 这 种 密 封 形 式 容 易 产 生 机 组 运 行
中图分 类 号 ： ＴＨ１ ３ ８ ． ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ １ — ３ ５ ２ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ２ ３ — ０ ３
成 汽 轮机 效 率 大 大 降低 等 。
１ 传 统 梳 齿 式汽 封 存 在 的缺 陷
为 了减 少 汽 轮 机 通 流 部 位 密 封 间 隙 的 漏 汽 损 失， 提高 机组 效率 和安 全可 靠性 ， 通 常都 装有 密封 装 置 。这些 密封 装置 根 据所处 汽 轮机 的不 同部 位分 别 称 为轴端 汽 封 、 级 间 （隔板 ）汽封 和 叶顶 汽 封 。它 们贯 常 的技 术 模 式 为 梳 齿 式 结 构 。可 细 分 为 迷 宫 式、 斜 齿式 及 镶嵌齿 片式等 。 梳齿 式汽 封 由于加 工工 艺 简单 、 价格 低廉 ， 一 直 使用近 ７ Ｏ年历 史 ， 但 由于 其 结 构 模 式 、 材 质 和 加 工
摘 要 国 内梳 齿 式 汽 封 汽 轮 机 组 由 于 汽 封 原 理 的 限 制 存 在 难 以 克 服 的 弊 端 ， 某 能 源 总 厂 采 用 新
型蜂 窝 式汽封 装 置对 汽轮 机 传 统汽 封进行 改 造 ， 获得 密封 效 果好 、 使 用寿命 长 、 安全 节能 等 显 著功 效， 为 同类设备 的技 术 升级 改造提 供 借鉴 和参 考 。 关键 词 汽轮机 ； 蜂 窝式汽 封 ； 梳 齿 式汽 封