汽轮机汽封改造优化技术
汽轮机汽封系统节能改造探究
汽轮机汽封系统节能改造探究
汽轮机汽封系统是汽轮机的重要组成部分,其作用是防止汽轮机的汽水泄漏,保证汽轮机的正常运行。
随着节能环保理念的日益重视,汽轮机汽封系统的节能改造成为了一个研究热点。
本文将探究汽轮机汽封系统的节能改造方法和效果。
汽轮机汽封系统的节能改造可从节约能源的角度入手。
传统的汽轮机汽封系统的工作原理是通过供汽压力和回汽压力的差异使汽封压力达到平衡,而回汽压力通常较低,会导致大量的蒸汽流失。
可采用增设泄汽系统的方法,将回汽压力较低的蒸汽引入到泄汽系统中,通过泄汽系统回收利用这部分蒸汽,达到节能的目的。
汽轮机汽封系统的节能改造还可从减少泄漏量的角度入手。
传统汽封系统中,由于汽封装置的磨损和安装不当等原因,存在一定的泄漏现象。
为了减少泄漏量,可采取以下措施:一是加强汽封装置的维护管理,定期检查和更换磨损的零部件,保持汽封装置的良好状态;二是采用高性能的汽封装置,如双面机械密封,提高密封性能,降低泄漏量;三是改善汽封装置的安装工艺,确保汽封装置与轴的配合间隙合理,减少泄漏。
汽轮机汽封系统的节能改造还可从提高传热效率的角度入手。
传统汽封系统中,汽封装置和汽封室通常采用金属材料进行制造,传热效率较低。
为了提高传热效率,可采用陶瓷材料制造汽封装置和汽封室,陶瓷材料具有较好的导热性能,能够提高传热效率,减少蒸汽的热损失。
通过以上的节能改造方法,可以有效地减少汽轮机汽封系统的能源消耗,实现节能的效果。
还能够减少泄漏量和热损失,提高汽轮机的运行效率,降低能源浪费。
汽轮机汽封系统的节能改造具有重要的意义和价值。
浅析汽轮机汽封设计改造优化
浅析汽轮机汽封设计改造优化发布时间:2021-12-17T01:54:17.541Z 来源:《中国电业》2021年第18期作者:毛伟峰[导读] 轴封系统时汽轮机的重要组成部分,其主要功能在于防止汽轮机高、中压缸中的高温高压蒸汽溢出至大气,毛伟峰(陕西商洛发电有限公司陕西商洛 726007)摘要:轴封系统时汽轮机的重要组成部分,其主要功能在于防止汽轮机高、中压缸中的高温高压蒸汽溢出至大气,并防止由于内部真空导致外部空气进入汽轮机低压缸或凝汽器中[1][2],轴封供汽温度直接影响汽轮机运行安全,外供汽源参数过低与机组缸温不匹配,由此可能导致转子振动甚至抱轴现象发生。
关键词:汽轮机,轴封,转子弯曲,抱轴中图分类号:TK263 文献标志码:A 1 概况汽轮机轴封是指汽轮机轴端汽封,主要用于将外界空气与汽轮机隔离开来,减少蒸汽的泄露,以及防止低压缸真空部分大量空气顺轴漏入,提高机组的热效率及安全性,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[3]。
近些年来为了提高机组缸效,轴封安装尺寸在原有厂家提供的合理范围内尽可能按照设计低线安装,已达到提高机组内效率的作用。
但过度追求缸内效率的同时,降低轴封安装尺寸导致机组在快速响应启停及机组深度调峰期间,由于轴封系统汽源的切换或负荷变化引起轴封温度场的变化导致轴封体收缩量变化,引起机组振动大或抱轴事件发生,直接影响机组运行的安全性。
2 优化建议原因某燃机热电一期建设2x450MW两套“F”级(最新改进型)的高效“一拖一”双轴燃气-蒸汽联合循环发电机组。
每套机组包括一台PG9371FB 燃气轮机、一台燃气发电机、一台蒸汽轮机、一台汽轮发电机、一台三压再热无补燃(卧式)自然循环余热锅炉及其相关的辅助设备,燃气蒸汽联合循环机组和配套的热网系统作为区域基础配套设施,机组朝启晚停,响应调峰及供热需求。
轴封系统在机组运行中经常出现的问题:(1)热态或极热态机组启动时,高、中压缸前轴封供汽温度与缸温难以匹配。
汽轮机汽封系统节能改造探究
汽轮机汽封系统节能改造探究汽轮机汽封系统是保证汽轮机正常运行的重要组成部分,其性能直接影响到汽轮机的效率和安全性。
随着能源资源的日益紧张和环保意识的不断提高,汽轮机汽封系统的节能改造成为当前汽轮机研究领域的热点之一。
本文将从汽封系统的基本原理和结构入手,对汽封系统的节能改造进行探究,并分析其在汽轮机热功率提升、能源利用效率提高等方面的应用和意义。
一、汽封系统的基本原理和结构汽封系统是用来阻止介质(水蒸汽或汽油)从高温处流向低温处的装置,其基本原理是利用机械密封和软包装密封形成一定的介质封闭系统。
汽封系统通常由静环、动环、填料、填料密封环、填料密封管或填料密封套等构成,其结构复杂,且运行过程中会受到高温、高压等恶劣环境的影响,容易出现渗漏、损坏等问题,影响汽轮机的安全和效率。
二、汽封系统的节能改造技术1. 材料技术改造传统汽封系统一般采用金属材料或软包装材料,存在耐磨损性差、使用寿命短等问题。
通过探索新型高耐磨、高温、高压等性能的材料,可以有效提升汽封系统的耐用性,减少维护和更换成本,从而实现节能效果。
2. 结构设计改造通过优化汽封系统的结构设计,提高其密封性和稳定性,减少失效和泄漏的可能性,从而降低汽轮机的能耗和维护成本。
采用双端密封设计、增加密封装置、提高密封面对中,可有效改善汽封系统的性能。
3. 润滑技术改造润滑技术的改造对汽封系统的性能有着重要的影响。
传统的润滑方式存在润滑不足、泄漏、污染环境等问题。
采用封闭式润滑、自动补油系统、使用高效润滑材料等方式,可以有效降低能耗和污染,并提升汽封系统的使用寿命。
4. 检测监控技术改造传统的汽封系统监控手段通常依靠人工巡检,存在监控不及时、不准确等问题。
引入先进的无损检测技术、智能监控系统和远程监测技术,可实现对汽封系统的实时监测和预警,及时发现问题并进行处理,从而降低事故风险,提升汽封系统的安全性和稳定性。
1. 热功率提升通过汽封系统的节能改造,可以减少汽封系统的能耗和传热损失,提升汽轮机的热功率,增加汽轮机的发电量。
330MW汽轮机汽封改造优化分析
330MW汽轮机汽封改造优化分析近年来,随着社会主义市场经济的迅猛发展和科学技术的不断进步,电力企业的改革创新也如火如荼。
为了满足现在社会人们对电力的需求,各电力企业必须结合自身的实际情况与社会发展的需要,对330MW汽轮机进行相应的汽封改造,并且根据汽轮机高、中、低压缸汽封的实际情况进行科学合理的创新改革,这就要求工作人员对330MW汽轮机低压缸汽封的原理深入掌握和了解,這样才能从根本上对汽轮机进行汽封改造和优化。
改造之后的330MW汽轮机不但能够降低整体运行过程中的热能损耗,还可以提高机组的运行安全和经济效益。
标签:330MW;汽轮机;汽封改造;高压缸;中压缸随着社会经济的飞速发展,汽轮机通流部分设计在计算流体力学的推动下有了较大进步,漏汽损失治理逐渐成为提高汽轮机效率的主要手段。
汽封性能的优劣,不仅影响到机组的经济性,而且影响机组可靠性。
因此本文对于汽轮机汽封的形式做了简单的介绍,就刚性密封盒柔性密封的主要特点和汽封结构进行了分析。
330MW汽轮机组的运行和各参数都影响着整体机组的运行效率,密封状态的完好性也是机组安全运行的重要因素,合理的密封形式会降低流通部分的损耗,提高机组的经济性能。
1、330MW汽轮机汽封形式1.1 刚性密封的汽封结构梳齿汽封是刚性汽封的主要密封形式,其中梳齿汽封是应用最为广泛的一种。
汽封是影响汽机热效率c的非常重要的因素,在梳齿汽封中,气流通过缝口之后会在膨胀室内有动能变成热能,但是由于通过缝口后的气流一般都只向一侧进行扩散,因此气流并不能在膨胀室内进行充分的能量转换,动能向热能的转换不够完全,这时就会造成透气效应,影响传统梳齿汽封效果的密封效果。
1.2 柔性密封的汽封结构柔性密封的主要汽封形式是刷式汽封,刷式汽封前面板、后面板和两者之间的金属刷丝组成的,这种金属刷丝是高密度高温合金细金属,在使用时刷丝要有一定的角度,以便吸收转子的偏移量。
柔性刷式汽封可以更好的适应转子的变形和偏心运动,即便是在零接触的情况下也不会产生过多的热量,因此可以在减小密封间隙的同时保证机组的安全运行。
汽轮机汽封优化改进实施关键要素探讨
汽轮机汽封优化改进实施关键要素探讨摘要:针对汽轮机缸效率低等问题,通过性能诊断,确定合理汽封优化改进方案,把握检修施工中的关键要素,严格通流间隙等数据测量调整,节能效果明显,提高600MW机组汽轮机运行的经济性。
关键词:汽轮机;通流间隙;测量调整;经济性前言某火力发电厂4*600MW 机组汽轮机为东汽亚临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机。
投产以来存在高、中压缸效率偏低,进行性能试验,三阀全开(3VWO)工况,试验主蒸汽压力为15.227MPa,试验电功率为536.664MW,高压缸效率在额定负荷下83.46%,中压缸效率90.75%。
试验热耗率为8162.2kJ/kW.h,试验汽耗率为3.139kg/kW.h,经一、二类修正后的热耗率为8085.6kJ/kW.h。
高中压缸过桥汽封漏汽量偏大。
进行了变汽温试验测定高中压缸间轴封漏汽量为4.23%,使发电煤耗上升约1.5g/kW.h。
鉴于上述问题,对汽轮机进行揭缸检修,同时对汽轮机汽封、阻汽片等做优化改型,降低汽轮机热耗率,减小高中压缸过桥汽封漏汽量,提高缸效率。
1 汽轮机汽封优化改进方案1.1 高、中压缸部分传统梳齿汽封改进采用布莱登汽封进行优化,具体为高压后轴封内侧1圈,高压2~9级隔板汽封8圈,高中压间汽封1~5级 5圈,中压1~5级隔板汽封5圈,中压后轴封内侧1圈。
1.2 高、中、低压缸叶顶阻汽片重新更换镶嵌,具体为高压缸1至9级叶顶阻汽片计27道;中压缸1至5级计17道;A、B低压缸正、反前三级计52道。
1.3 对1、3、4、5、6、7号轴封体传统梳齿汽封改进为TK侧齿汽封计19圈。
1.4 A、B低压缸隔板传统梳齿汽封改进为柔齿汽封计24圈。
2 检修施工中需考虑的影响因素2.1 隔板、缸体变形对汽封间隙的影响制造因素产生的变形,机组运行后,受到高温蒸汽的影响,造成隔板和缸体的变形,使得汽封块定位凸肩与隔板汽封槽的弧形不吻合,使汽封块与汽封槽形成接触点,而在进行汽封间隙调整时,仍把汽封块定位凸肩当作理想的圆弧线进行修刮加工,必然造成加工上的偏差。
试论汽轮机汽封改造优化技术
【 关键词 】 汽轮机 ; 汽封 ; 漏气; 改造优化
1 . 影 响 汽 封 漏 气量 的 因 素
密封 的效果 . 例如让气流在 汽封腔室 内部发 生多次的转弯碰撞 . 或者
是相应 的增加相邻齿间的距离 . 还可以适当的增加汽封腔室的表面 以 1 . 1汽轮 机汽封 的齿数 首先 根据 一系列 的研究表 明. 汽轮机汽封 的齿数 直接的影响着轴 及汽封齿和蒸汽之间发生的摩擦损失。 2 . 汽轮 机 汽 封结 构 优 化 封漏气 程度 具体 的表 现是 , 当汽封齿 问的距离保持不变 的时候 . 齿数 越多则漏气量就会越 小 : 反之 的话 . 如果在汽 封的齿数保持 不变的情 2 . 1 改造优化思路 况下 , 汽封齿间的距 离越 大的话 , 则漏气量就会越少 。所 以整体来说 , 改造思路整体上是在原有的传统结构上进行 . 前提是保证汽封 的 齿间距越大就表明空腔越大 . 而空腔能够很好 地将齿间的空隙转化成 前后压 差以及 密封段 的长度不发生变化 . 改变的是汽封的齿数 以及结 的动能再转耗成热能。空腔越大则 透气效应越 明显 . 而透气效应越好 构分布 、 齿 间空 隙等 。同时还需要对不同结构部分的汽封效果实施数 就能够很好地降低漏气量 所以整体 从理论 上讲 . 汽封 的齿数越多 ’ 贝 0 字模 拟 . 判断汽封 的前 后效果 . 并且还 需要判断改造 之后的结构变 化 经过每一个齿间空隙的漏气 的压降就会变得 越小 . 进 而漏气量也会 随 时都会对原有 的汽轮机汽封 内部流畅产生一定的影响 . 确定结构改造 之减少 . 但是并 不是说汽封 的齿数越多就越 好 . 因为 随着汽封齿数 的 的可行 性 对于汽封内部 流场 的数据模拟一般情况下是使用专业的计 不断增加 ,汽轮机 中的转 子长度和汽封段 的长度都会 出现增加 的状 算软件进行 。 况. 而且在一般情况下 . 每增加一倍 的齿数 . 轴 封段的长度也会相应 的 2 . 2汽封结构 的优化设计 增加一倍 . 那么转子的长度也会相应的增加 图1 是 汽轮机 汽封效果 图, 下面从三个方面人手分析 : 巍啊瞒 般情况 下 . 汽轮机 的转 子都会有一个 临界的转速 . 为 了能够将 这个I } 缶 界 的转速保持在一定 的水平 内. 需要做的就是适 当的增加轴 的 直径 . 轴 的直径 一旦增加 就会 增加汽轮机 气缸的长度 . 气缸长度越 长 刚性就会降低 通 常情况下 . 在汽轮机启动或者运行的过程中 . 汽封的 最小 间距难免会增大 . 所 以汽封 的漏气量就会增加 总之 . 汽轮机汽封 的齿数应该保持在规定的范 围之 内. 不是越多越好 1 . 2汽轮机汽封 的间隙 通 常情况下 . 如果保持蒸汽 的压强差 以及相关 的参数保持 不变的 图 1 汽轮机汽封 话. 就 可以通过适 当的减少汽封 的齿 间空隙面积或者是适 当的增 加汽 封 的齿 数等方式来实现 但是并不是说汽封齿 间空隙越小越好 . 因为 2 . 2 . 1 汽封齿顶侧齿结构设计 图 2是汽封齿顶侧齿结构示意图 : 如果 汽封的齿 间空 隙过于小 的话 .转子和汽封之 间会产 生碰 撞摩擦 . 这样 会使大轴 出现振 动或者是弯 曲 . 造成事故 . 所 以汽轮机 汽封 的齿 间空隙面积要 有合理的区间 . 原 则是在保证转 子和汽封之间不产生碰 撞摩擦 的基 础上尽可能的较少汽封 的齿 间空隙 同时汽封径 向的间隙 是由整体的结 构决定的 . 为了能 够很好地避免 汽轮 机组在 出现临界转 速式的设备时候的动静部分 不会 出现比较严重 的磨损 现象 . 必须通过 合理的办法严格的控 制汽封 的齿 间空隙 . 而且还 能够使用 弹性汽封方 法来实现。 1 . 3汽轮机汽封齿 的形状 汽轮机汽封的漏气量很大程度上会受 到汽封齿形状 的影响 . 所 以 图 2 侧 齿 汽 封 控制漏气量必须考虑汽轮机汽封 的形状 首先 在对汽 封齿 的形状进行 这种结构 的汽 封 . 将侧齿 移动到了汽轮机 的齿顶 . 通过模 拟的数 选的时候需要考虑包括轴向的长度 、 汽封的位置以及其他 的技术在 内 齿顶 的侧齿汽封 的漏气量大约是 O . O 0 1 4 7 k g / s . 结果 表明如果 的多种 因素 一般情况下 . 尖齿形状的汽封的密封效果是相对较好 的 . 据显示 . 那 么汽封 腔室 内的涡流位置以及强度形状 而且汽封齿尖 越薄 . 节流效果 就越明显 . 同时动静部分在 发生摩擦 以 汽封侧齿的位置发生变化 . 涡流的产生是 在汽轮机汽封腔室内的上层空间 及碰撞 的过程 中产生的摩擦热以及摩擦 力也是相对较少 的. 但是齿 尖 都会发生相应的变化 . 形成的 . 这个原因是气流在扩散到汽封腔室内的过程中会受到侧齿的 也有一定 的规 定范围 . 不是 越薄越好 . 如果齿 尖过薄很 大程度上会增
国产300MW汽轮机汽封调整工艺的改进
对 影响 汽封 调 整 的全 部 因 素 ( 见表 1 进 行 分 析 )
响 汽轮 机 热效 率 的 主要 因素 , 也是 耗 费 工 时和 人 力 、 后 , 出了现 行 汽封 调 整工 艺存 在 的 主要 问题 。 找
a .未考 虑 热膨 胀 对 汽 封 间 隙的 影 响 ; 修 时 调 大 修 汽 封 调 整 中通 过 分 析 和 改进 工 艺 , 短 了检 修 工 整 汽封 是 在 冷 态 、 态 下 , 实 际 运 行 时是 在 热 态 、 缩 静 而 期, 提高 了检修 质 量 。 高 速 运转 状 态 。
20 0 2年 第 3期 河 北 电 力 技 术 第 2 1卷
c .未考 虑 运行 中油 膜对 转 子 中心 位 置 的影 响 。
2 问 题 分 析
十分重 要 。以 前 对 此 没 有 明确 概 念 , 深 入 查 阅 资 在
料后 , 到 了标 准 , 表 4所示 。 找 如
表 4 3 0MW 机 组 膨 胀 间 隙 标 准 0 m m
2 1 汽缸 猫 爪 热膨 胀 的影 响 .
西 柏 坡发 电厂机 组 为 哈 尔 滨汽 轮 机 厂 采 用 美 国
西屋 技 术 生 产 的 单 轴 、 缸 、 临 界 、 次 中 间再 热 双 亚 一 在 汽 封 间 隙 调 整 合 格后 , 每 一 圈 汽 封 的 膨 胀 对
1 汽封 调 整工 艺 及存 在 问题 原 汽封 调 整工 艺 如下 : 进 行 测 量 , 先 根据 应 有 问 b .未考 虑 整 圈汽封 膨 胀 间 隙的 影响 。
表 1 影 响 汽 封 调 整 的 因素
隙 的数 值 , 医 用 白胶 布层 层 贴 起 , 到 汽 封 齿 上 ; 用 贴 整 圈汽 封都 要 贴 , 每块 汽 封 块 的两 端 各 贴 一 缕 胶 布 ;
简析燃煤电厂汽轮机汽封改造技术
简析燃煤电厂汽轮机汽封改造技术前言不同形式的新型汽封,可以针对性地解决传统汽封的某些缺点,在特定的情况下,可以更加有效地保持较小的漏汽量。
针对机组的具体问题,选择合适的新型汽封更易于保证汽轮机良好的工作性能,对保持或提高机组的经济性可以起到显著的作用。
但是也不能盲目地否定傳统汽封,经过精心调整,也可以达到相当高的经济性水平。
选用新型汽封若不能适应机组的结构及性能特点,改造中若不能严格控制汽封间隙,改造后达不到传统汽封的效果也是有可能的。
同任何技术一样,新型式汽封的应用受到很多因素的影响(有机组本身的具体问题,也有汽封设计制造安装质量),需要在各个环节上认真控制质量,才能起到应有的作用。
传统梳齿汽封(又称高低齿汽封,迷宫式汽封)利用一系列依次排列的汽封齿与轴之间较小的间隙,形成一个个的小汽室,使高压蒸汽在这些汽室中逐级降低压力,来达到减少蒸汽泄漏的目的。
由于结构简单、适应性强的特点,梳齿汽封自发展之初就一直是汽轮机中应用最为广泛的传统非接触式密封。
目前,汽轮机厂家在机组出厂时自带的汽封几乎都是梳齿汽封。
然而,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,汽封块被结垢卡死,造成汽封间隙发生变化,而无法达到汽封设计间隙,导致汽封性能下降。
特别是汽轮机在起停过程中,由于汽缸内外不均匀受热而产生变形,或过临界转速转子振幅较大时,可能会引起转子与汽封齿发生局部摩擦,导致汽封齿磨损,汽封间隙增大,漏汽量增加、汽轮机效率下降。
因而随着机组运行时间和启停次数的增加,传统梳齿汽封往往存在汽封齿磨损、实际汽封间隙偏大,密封性能降低的问题,使机组经济性下降。
此外,受梳齿汽封结构特点的限制,汽封在工作状态时,汽封腔内存在周向流动,容易引起气流激振,诱发机组低频振动,影响机组安全运行。
随着技术的发展,出现了多种新型汽封。
通过改进设计,各种新型汽封往往可以在不影响机组安全运行的前提下,在更小的汽封间隙下运行,从而减小了蒸汽泄漏,使机组运行经济性得到改善。
汽轮机汽封节能系统优化设计
汽轮机汽封节能系统优化设计摘要:汽封是汽轮机安全经济运行不可缺少的重要组成部分,汽封密封性能的优劣,对汽轮机性能有相当大的影响。
汽封的优化设计,会使汽轮机的效率得到有效提高。
关键词:围带汽封轴端汽封梳齿汽封优化节能徐州华美坑口环保热电有限公司坐落于徐州市九里区境内,是坑口环保型综合利用热电厂,机组容量为2×55MW。
发电机选用上海汽轮发电机有限公司生产的QFS60-2发电机。
汽轮机选用的是上海汽轮机厂生产C55-8.83/0.981抽凝式汽轮机机组。
汽轮机有静子和转子两大部分。
在工作时转子高速旋转,静子固定,因此转子和静子之间必须保持一定的间隙,不使相互摩擦,为了使机组安全经济的运行,在这些地方都设置轴封,也称汽缸端部汽封。
凡是在汽侧压力高于外界大气压的地方设置轴封(这些轴封可你为正压轴封),都是为了防止工质外漏。
漏汽不仅降低机组效率,而且漏汽过多,会影响运行人员、设备和仪表的正常工作。
凡是在汽侧压力低于外界大气股漏气会恶化机组的排汽真空,增加抽气器的负荷并降低机组的效率。
1 问题的提出华美热电公司汽轮机采用的是17级的多级汽轮机,汽轮机采用的传统的梳齿汽封为高低齿曲径式结构,它是由许多依次排列的汽齿和小汽室组成。
利用较多的汽封齿与轴之间较小的间隙,组成一个个的小汽室,是一定压力的蒸汽在这些汽室中逐渐降低压力,阻止蒸汽的泄露。
它有一定的控制泄露能力,结构简单,成本低。
按经典的泄露量计算公式,泄漏量与6个因素有关:汽封间隙、汽封直径、蒸汽初温、初压、汽封齿数和流量系数。
前5个参数中,压力、温度、汽封直径基本是不变的。
为了减少泄漏量,可以增加汽封齿数,但齿数增加到相当数量后,对泄漏量的影响也不大。
惟有汽封间隙的影响最大,间隙减小一半,损失就小一半。
但是如果汽封仍是刚体的话,间隙减小,汽封齿也会在和转子磨碰后很快磨损,而且还有因两个刚体碰磨带来的安全问题。
综上所述梳齿汽封存在的问题为: (1)由于密封空间尺寸的限制,梳齿迷宫级数有限。
汽轮机汽封系统节能改造探究
汽轮机汽封系统节能改造探究一、引言汽轮机是一种常用的热能转换设备,利用高温高压的汽体对叶轮的冲击来推动叶轮转动,从而实现能量转换。
在汽轮机系统中,汽封系统是一个重要的部分,其性能对汽轮机的效率和安全运行起着关键作用。
传统的汽封系统存在着能耗大、损耗严重等问题,如何进行节能改造成为一个迫切需要解决的问题。
二、汽封系统的能耗问题传统的汽封系统通常采用密封油作为密封介质,密封油在工作过程中需要不断地进行循环、冷却和补充,因此会消耗大量的能源。
密封件的磨损也会导致能源的浪费,这些都导致了汽封系统的能耗较大。
三、汽封系统的节能改造方案针对传统汽封系统的能耗问题,可以采用以下几种方式进行节能改造:1. 采用先进的密封技术采用先进的机械密封技术,可以减少密封介质的泄漏和损耗,从而达到节能的目的。
新型的密封材料和结构设计也能够减少密封件的磨损,延长密封件的使用寿命。
2. 优化密封油循环系统对密封油循环系统进行优化设计,采用高效的循环泵和冷却设备,可以有效减少能源的消耗。
采用先进的油品和过滤技术,可以延长密封油的使用寿命,减少密封油的补充次数,从而减少能源的浪费。
通过对密封系统的运行参数进行优化,如密封介质的温度、压力、流量等进行调整,可以使密封系统的工作效率更高,从而减少能源的消耗。
四、案例分析某汽轮机汽封系统采用了先进的机械密封技术,设计了高效的密封油循环系统,并对密封系统的运行参数进行了优化调整。
通过节能改造后,汽封系统的能耗得到了大幅度的降低,从而提高了汽轮机的整体运行效率,为企业节约了大量的能源和成本。
五、结论通过对汽封系统的节能改造探究可以看出,采用先进的密封技术、优化密封油循环系统、优化密封系统的运行参数等方式可以有效降低汽封系统的能耗,提高汽轮机的整体运行效率。
在当前提倡节能减排的大环境下,汽封系统的节能改造有着重要的意义,可以为企业节约大量的能源和成本。
希望未来能够有更多的研究和实践能够为汽封系统的节能改造提供更多的有效的方法和技术支持。
科技成果——汽轮机汽封改造
科技成果——汽轮机汽封改造适用范围电力行业火电厂汽轮机行业现状由于目前机组传统设计的汽封结构不合理,工艺对间隙要求太大,其结果漏汽损失大,这是造成汽轮机运行效率低的主要原因之一。
近些年发电企业分别采取了相应技术改造,对提高机组效率取得了较好效果。
目前该技术可实现节能量6万tce/a,减排约17万tCO2/a。
成果简介针对目前汽封设计上存在的问题,应根据叶顶、高中压缸汽封环结构和变形、磨损情况,经对比采用叶顶可退让汽封、蜂窝式汽封和接触式汽封等技术进行改造,均为推荐采用技术。
本项目内容为弹性可调汽封改造,属以上改造技术之一。
1、技术原理在启动和初始负荷阶段,汽封在弹簧作用之下,处于全开位置,此时间隙在最大值。
随着机组并网带初始负荷后,主蒸汽压力达到某一定值时,克服汽封内的弹簧力,使汽封关闭,此时汽封间隙达到设计间隙,使运行中汽封漏汽量减少,提高了汽轮机的缸效率。
2、关键技术弹簧的设计、材料、加工工艺,其中最主要的是安装工艺和水平。
主要技术指标高压缸效率可提高2%-3%,中压缸效率可提高1%-2%。
技术水平1995年9月在首阳山电厂2号200MW机组大修首次采用,1995年11月2日该机组大修后一次启动并网成功。
为检验使用效果,1997年1月11日由原电力部安生司组织十六个单位对其进行现场揭缸检查,当时该机组大修后已运行9618h,完成发电量16.2亿kWh,共经历启、停6次,其中冷态2次,热态4次,没有发生汽封方面的故障和异常,汽轮机的振动、胀差、轴向位移等数据均正常。
典型案例河南焦作电厂6×200MW机组,投资节能技改资金每台机组约500万元,年节约标煤2万t,节能综合效益年节约运行成本约800万元。
投资回收期5年。
河南三门峡电厂2×300MW机组,投资节能技改资金每台机组约500万元,年节约标煤1.2万t,节能综合效益年节约运行成本500万元。
投资回收期5年。
市场前景预计未来5年,该技术在行业内可推广至85%,形成的年节能能力约为9万tce,年碳减排能力24万tCO2。
汽轮机汽封改造优化技术
时会受 到齿顶侧齿 的阻挡 , 从而 降低了涡流强 度, 增加了汽封 的漏气量, 所 以不推荐此 种汽封
封。 电厂过 去经常采用的迷宫式 汽封 是非 接触 泄漏 量 。 选择 汽封齿 的形状 时应 当综 合考虑 轴 结构。( 2 ) 双 向齿汽封结 构。 改造高低齿 汽封结 式汽封 。 因为这种汽 封不用润滑, 可 以自由热膨 向长 度、 汽 封位 置以 及相关 技术 要求等多种因 构, 去除传 统汽 封结构 中的轴上凸太与低齿, 并 胀, 不受转 速限制 , 维修方便, 所以广泛应 用在 素 。 通常尖齿 汽封有着 较好 的封 汽效 果 , 越 薄 使用轴上高齿作为替代。 经过数值模拟 , 双齿汽 燃 气轮机 、 汽轮 机等设备 的级间与轴端 。 但是, 备 轴向长 度 , 迷宫 式汽封有着较 大的 泄漏 量。 的汽 封 齿尖 , 有 着越 好的 节流效 果 , 并且动静 封结 构的漏 气量约为0 . 0 0 0 3 7 9 5 k g / s 。 和光轴 梳齿迷宫 式汽 封难以 完全杜 绝泄 露, 受限于设 部 分产 生摩 擦碰 撞时 有着相 对较 少 的摩 擦 热 平齿汽 封结构相 比, 双向齿 汽封结构 因为具 有 和摩 擦力。 不过 , 汽封的 齿尖也 不可以太薄 , 太 轴上高齿, 导致腔 室内部 的流体强制转向, 有着 另外, 太 更多数量 的内部 涡流 , 因此, 优化 汽轮机 汽封结构 , 降低 泄露损失 , 将 薄 的汽 封齿 将会显著 增加加 工 难度 。 每 个腔室内部会 形成几 个小涡流 与两个相 对较大 的反向涡流 , 会有效 地提 高汽轮机 的功率与效率 , 提 高电厂 薄的 汽封齿 容易被 外力撞 出豁口或发生变形 。 各 个涡 的经济效益 。 通常, 汽封 齿的齿尖处 的厚度约为 0 . 0 3 mm, 流相互作用 , 从而增强耗散作用, 减少漏 气量。 汽封 齿 的齿身厚度 大致 处于 0 . 6 -0 . 1 2 mm的 此外, 双 向齿汽封结 构有着更大的涡流强度, 更
汽轮机汽封系统节能改造探究
汽轮机汽封系统节能改造探究随着工业化进程的加快和环保意识的增强,节能减排成为了各行各业关注的焦点。
在工业生产中,汽轮机是广泛应用的一种动力设备,而汽轮机汽封系统的节能改造成为了节能减排的重要手段之一。
本文将针对汽轮机汽封系统进行节能改造的相关探究进行介绍。
一、汽轮机汽封系统的作用及存在问题汽轮机汽封是汽轮机的关键部件,主要起到密封和防护作用。
汽封系统的主要问题在于密封不严、摩擦损耗大和能量损耗多。
对于传统的汽封系统而言,存在以下几个主要问题:1. 摩擦损耗大:由于高速旋转的汽轮机叶片和密封件之间的接触,而产生的摩擦损耗是一个不可忽视的问题。
摩擦损耗不仅降低了汽轮机的效率,也加速了汽封的磨损,从而影响了汽封的使用寿命。
2. 密封不严:传统的汽封系统在长期使用后容易出现密封不严的问题,导致汽轮机内部可能会出现泄漏,影响了汽轮机的工作效率和安全性。
3. 能耗大:由于传统汽封系统结构复杂,密封材料摩擦损耗严重,并且需要额外消耗大量的能源来维持密封,导致汽封系统能耗大,不利于节能减排。
经过分析可以看出,传统汽封系统存在很多不足之处,因此必须进行节能改造,以提高汽封系统的性能和节能减排效果。
二、汽封系统节能改造的技术途径为了解决传统汽封系统的问题,需要采用先进的技术手段对汽封系统进行改造。
目前,汽封系统的节能改造主要有以下几个方面的技术途径:1. 使用优质密封材料:优质的密封材料可以有效降低摩擦损耗,提高密封性能,延长汽封寿命。
使用聚四氟乙烯等高分子材料作为密封材料,可以有效降低摩擦系数,减少摩擦损耗和能耗。
2. 采用新型密封结构:新型的汽封结构可以减少摩擦部件的接触面积和接触压力,从而降低摩擦损耗和能耗。
引入汽封阻尼结构、浮环密封结构等新型密封结构,可以有效提高汽封的密封性能和抗磨性能。
3. 优化汽封系统的工作参数:通过优化汽封系统的工作参数,如减少汽封端面压力、提高润滑油质量和减少密封环的摩擦力矩等措施,可以减少汽封的能耗和摩擦损耗。
300MW汽轮机组汽封系统优化和经济性分析
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汽轮机低压汽封异常磨损分析及优化
汽轮机低压汽封异常磨损分析及优化摘要:汽轮机作为一种动力机器,常用来为机械设备、泵、压缩机等提供运行原动力。
除此之外,汽轮机还能够利用其排气功能提供生活热能。
从现阶段电力发展趋势来看,我国的汽轮机的应用已经渗透到工业、生活领域的各个方面。
一旦汽轮机发生严重故障,将会对整个工业系统造成不可估量的影响。
本文针对汽轮机低压隔板汽封出现异常磨损的问题进行了分析,利用有限元技术对汽缸相关应力及变形进行模拟分析,根据模拟结果,优化汽缸结构,减小汽缸等变形导致的汽封齿异常磨损。
关键词:汽轮机;汽封;磨损;优化引言汽轮机有静子和转子两大部分。
在汽轮机运行时,转子高速旋转,静子固定,因此转子和静子之间必须保持一定间隙,不相互摩擦。
引起汽封径向碰摩的因素有很多,汽缸等部件异常变形、轴封温度不匹配、转子弯曲、安装间隙过小等都会影响动静碰磨。
本文主要研究探讨了目前深度调峰汽轮机组在部分运行参数偏离设计值过高、运行工况频繁变化情况下引起汽缸等部件变形导致汽封异常磨损的问题。
1汽轮机简述汽轮机的工作原理是为发电机提供动力驱动,作为一种旋转式的机械设备,主要由转动部分和固定部分两个组成部分构成。
其中转动部分是由叶轮、叶栅和主轴等部分构成,转动部分的转子可传递扭矩,促进能量转换的作用。
在运行过程中随着速度的增加会产生高温,在叶片、主轴离心力、叶轮的转动下出现热应力,同时,汽轮机运行过程中产生的蒸汽会随着转子的运行传递到电机内部。
汽轮机的另外部分是固定部分,也可称为静子。
静子部分主要由喷嘴室、轴承与抽称座、汽缸与汽封、机座与滑销系统构成。
火力发电的关键设备汽轮机,凭借其运行效率高、功率大等诸多优势,在发电过程中承担驱动和供热作用。
其运行原理是在启动运行过程中通过排气和抽气的机械运动,形成热能并转化为机械能,这种机械能作用于按照设定参数运转各种泵类,从而产生电能,满足人们日常生活所需。
2汽轮机低压汽封的密封性能汽封的密封性能主要受汽封结构、汽封齿数、汽封间隙和汽封齿形状的影响。
小型汽轮发电机轴封系统优化改造
小型汽轮发电机轴封系统优化改造本文通过对小型汽轮发电机轴封漏汽原因分析,对轴封系统进行优化改造,彻底解决了轴封漏汽对机组安全运行带来的隐患,为实现机组经济运行奠定了基础。
标签:汽轮机;轴封;漏气;优化1 概述河钢宣钢设备能源部1#干熄焦汽轮发电机型号为15-3.43/0.981-13型单抽凝汽式汽轮机,额定功率15MW。
在并网发电后汽轮机转子轴套、前后轴封、隔汽板等部位,均出现了严重的磨损现象,导致水蒸汽沿着前后轴封扩散到润滑油系统,油脂带水严重,调节、保安系统的滑阀、电磁阀出现锈蚀、卡涩,蒸汽单耗相对增加,降低了发电量。
2 小型汽轮机轴封系统构成及功能2.1 汽封系统构成汽轮机轴封系统由供汽系统和回汽系统两部分组成。
正常工作状态时,供气系统形成一个自密封系统——高、中压缸轴端泄出的压力蒸汽,通过低压汽封减温器降温后供至低压缸的轴端密封;回汽系统是将高、低压缸轴最末端的汽、气混合物回收到轴封加热器中,混合物中的水蒸汽通过凝汽器凝结成水后回收利用,混合物中的气通过抽风机排放到空气中,以此来实现保证汽轮机轴端既无蒸汽漏出,亦无空气渗入。
2.2 汽轮机轴端汽封的功能首先是防止高、中压汽缸内的压力蒸汽从轴端向外泄漏,发生汽轮机润滑油中混入水和环境污染的现象;其次是防止空气从低压缸的轴端渗入低压排汽缸中,导致凝汽器真空降低、抽真空能耗增加和循环热效率减低等,同时因为低压缸排汽压力加大致使低压叶片过负荷和低压缸振动,对设备运行造成安全隐患。
3 机组轴封故障分析及优化改造方案(1)该15MW汽轮机并网发电后,均压箱出现超压、超温现象,经维检人员及岗位人员排查故障后得知,用来平衡汽封汽源压力的轴封汽供气均压箱不能自动调节,箱内温度也无法实现调整。
经过进一步分析后得知,均压箱在工作状态时,箱内蒸汽温度可以达到200℃甚至更高,轴封片由于受热产生金属形变。
针对这一问题,我们在均压箱上添加外供蒸汽调节管路和调节阀门,这样均压箱内蒸汽温度过高时,通过控制调节阀用低温蒸汽进行调整,使箱内温度控制在150℃以下。
汽轮机汽封间隙调整及解决方法
汽轮机汽封间隙调整及解决方法汽轮机汽封是汽轮机的重要组成部分,也是汽轮机性能和运行寿命的关键因素之一。
汽封是用于隐藏机体和密封环之间的空间,防止汽轮机内部的蒸汽泄漏,保证汽轮机的稳定运转。
汽封的设计和维护是相对复杂的,其中一个重要问题是汽封间隙的调整。
本文将深入探讨汽轮机汽封间隙调整及解决方法。
一、汽封的构成和功能汽封通常由密封环、热补偿机构、活塞、盘根和固定环等组成。
密封环一般由高温弹簧钢或高温钼合金制成,具有较好的弹性和抗疲劳性能。
热补偿机构主要用于调节密封环的轴向移动,以适应汽轮机的不同工况。
活塞通常与热补偿机构相结合,用于保持密封环的位置和保证密封环的运动轴线合理。
盘根和固定环则主要用于连接汽封和汽轮机的前端和后端,以支撑和固定密封环和活塞。
汽封的主要功能是防止汽轮机内部蒸汽泄漏,确保汽轮机的性能稳定和运行寿命长。
二、汽封间隙的调整方法汽封间隙是指密封环和汽封前、后固定环之间的间隙,它与汽封性能和运行寿命密切相关。
如果汽封间隙太大,蒸汽容易泄漏,从而影响汽轮机的性能和耗能量;如果汽封间隙太小,则会导致密封环过早磨损,缩短汽封的使用寿命。
因此,汽封间隙的调整是汽轮机维护保养的重要环节之一。
目前,汽封间隙的调整主要采用以下几种方法:1、随运行时间调整方法:随着汽轮机运行时间的增加,密封环和固定环之间的间隙会逐渐扩大。
因此,在汽轮机运行一定时间后,可以根据实际情况进行汽封间隙调整。
2、温升调整方法:汽封的密封能力受到温度的影响较大。
因此,在汽轮机运行中,如果发现密封环温度过高,可以采取调整温升的方法来调整汽封间隙。
3、调整活塞高度方法:密封环的轴向位置是汽封间隙的主要因素之一。
因此,通过调整活塞高度,可以有效地调整汽封间隙。
三、汽封间隙的解决方法当汽封的间隙过大或过小时,不仅会影响汽轮机的性能和寿命,还会导致汽封的泄漏和故障。
因此,及时发现和解决汽封间隙问题,对汽轮机的正常运行和维修保养都具有重要意义。
汽轮机汽封系统节能改造探究
汽轮机汽封系统节能改造探究【摘要】本文探究了汽轮机汽封系统的节能改造问题,包括原理、存在问题、技术方案、效果评估和实施过程。
研究发现,现有汽封系统存在能效低、运行不稳定等问题,需要进行节能改造。
通过技术方案的实施,可以显著提升能效,降低能耗,从而实现节能目的。
结论认为,汽轮机汽封系统节能改造是可行的,并对能效提升、运行稳定性等方面产生积极影响。
未来研究可以进一步探讨新技术应用和改造方案优化,以提升汽封系统的节能效果和运行效率。
本研究对汽轮机汽封系统的节能改造具有重要的实践意义和研究价值。
【关键词】汽轮机、汽封系统、节能改造、研究背景、研究意义、研究目的、原理与作用、存在的问题、技术方案、效果评估、实施过程、可行性、能效提升、研究展望1. 引言1.1 研究背景随着能源消耗和环境保护问题日益凸显,节能减排已成为各行各业的重要课题。
汽封系统作为汽轮机的一部分,节能改造对提高汽轮机的能效和整体运行效率具有重要意义。
目前汽封系统存在着一些问题,如密封不严、能耗过高、维护工作复杂等,这些问题制约了汽封系统的性能和效率。
对汽轮机汽封系统进行节能改造具有重要意义,可以提高汽封系统的性能和效率,减少能耗,降低维护成本。
本文旨在探讨汽轮机汽封系统节能改造的技术方案,并通过实际案例对改造效果进行评估,为汽封系统的优化提供参考。
希望通过本文的研究,探讨汽封系统节能改造的可行性,为提高汽轮机的能效和整体运行效率提供一定的参考和指导。
1.2 研究意义汽封系统作为汽轮机的重要组成部分,对于汽轮机的稳定运行和性能起着至关重要的作用。
而随着能源环境的变化和节能减排的要求日益提高,汽封系统的节能改造显得尤为迫切和重要。
汽封系统的节能改造可以有效降低汽轮机运行时的能耗和成本,提高汽轮机的能效和运行效率。
通过改善汽封系统的密封性能和降低摩擦损失,节能改造不仅可以减少能源消耗和排放,还可以延长汽封系统的使用寿命,减少维护成本。
汽封系统的节能改造还可以提高汽轮机的整体性能和运行可靠性,减少故障和停机时间,提高生产效率和安全性。
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。
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汽轮机汽封改造优化技术
摘要:汽封是汽轮机正常高效运行的重要组成部分。
科学的汽封设计不但能够降低漏气损失,而且能够确保汽轮机安全运行。
因此,分析汽封漏气量的影响因素,探究汽轮机汽封改造优化技术,具有现实的理论意义和实践价值。
关键词:汽轮机汽封优化
梳齿迷宫式汽封是现代火力发电厂通常采用的汽轮机汽封形式,其又称之为曲径式汽封。
电厂过去经常采用的迷宫式汽封是非接触式汽封。
因为这种汽封不用润滑,可以自由热膨胀,不受转速限制,维修方便,所以广泛应用在燃气轮机、汽轮机等设备的级间与轴端。
但是,梳齿迷宫式汽封难以完全杜绝泄露,受限于设备轴向长度,迷宫式汽封有着较大的泄漏量。
因此,优化汽轮机汽封结构,降低泄露损失,将会有效地提高汽轮机的功率与效率,提高电厂的经济效益。
1 汽轮机汽封漏气量影响因素
1.1 汽封的齿数
相关研究表明汽封的齿数直接影响着轴封的漏气量。
当齿间距保持不变,汽封的齿数越多,汽封的泄露量就越少。
当齿数保持不变时,汽封的齿间距越大,汽封的泄漏量就越少。
较大的齿间距代表着较大的空腔,空腔能够把齿隙转化的动能转耗为热能。
空腔越大就越能降
低透气效应,从而降低泄漏量。
从理论上而言,越多的汽封齿数,经过各个汽封齿间隙的漏气的压降就越小,也就是漏气越少。
然而,随着气封齿数的增加,转子的长度与汽封段的长度都会随之增加。
通常,增加一倍的轴封齿数,就会相应的增加一倍的轴封段长度,从而导致增大汽轮机转子的长度。
为了确保汽轮机转子的临界转速保持在规定的范围内,就应当相应的增加轴的直径,这就相应的增加了汽封间隙环形面积,从而增加了蒸汽泄漏量。
另一方面,增加转子长度,就相应的增加了气缸长度,降低了气缸的刚性。
在启动汽轮机或运行汽轮机的过程中,不可避免地就增大了最小汽封间隙,从而增大了汽封漏气量。
所以,增加的汽封齿数不是越多越好,齿数应当保持在合理的范围内。
1.2 汽封的间隙
如果蒸汽的压差和相关参数保持不变,要降低汽封的漏气量,就可以采取减少汽封齿隙的面积、增加汽封齿数的措施。
但是,过小的汽封间隙将会导致转子和汽封产生碰擦,造成大轴振动、弯曲等事故。
所以汽封间隙面积需要合理的确定。
要减少汽封间隙,就应当确保各个部分之间不产生碰撞摩擦。
汽封的结构因素决定着汽封的径向间隙。
为了避免机组在临界转速式设备的动静部分不发生严重的磨损,需要科学地控制汽封间隙,与此同时还可以考虑采取弹性汽封的方式。
较小转子跨度的汽轮机的汽封齿间隙约为0.5?mm,较大转子跨度的汽轮机的汽封齿间隙约为0.8?mm。
1.3 汽封齿的形状
汽封齿的形成在一定程度上影响着汽封泄漏量。
选择汽封齿的形状时应当综合考虑轴向长度、汽封位置以及相关技术要求等多种因素。
通常尖齿汽封有着较好的封汽效果,越薄的汽封齿尖,有着越好的节流效果,并且动静部分产生摩擦碰撞时有着相对较少的摩擦热和摩擦力。
不过,汽封的齿尖也不可以太薄,太薄的汽封齿将会显著增加加工难度。
另外,太薄的汽封齿容易被外力撞出豁口或发生变形。
通常,汽封齿的齿尖处的厚度约为0.03?mm,汽封齿的齿身厚度大致处于0.6~0.12?mm的区间内,这样能够使整个汽封齿有着较强的抗冲击和抗弯曲的能力。
1.4 汽封的结构形式
传统汽封的汽封腔室形状直接影响着封汽效果。
汽封流场有着一定的要求,越强的腔室内端流度,就有着越好的密封效果。
气流的动能在汽封腔内应当尽量地转化成热能,从而增强封汽的效果。
通常,可以采取以下措施实现这个目的:使气流在汽封腔室内多次拐弯碰撞;扩大相邻梳齿之间的距离;增加腔室表面、汽封齿与蒸汽的摩擦损失。
2 汽轮机汽封结构优化
2.1 汽轮机汽封改造思路
在传统的汽轮机汽封结构的基础上进行优化,在汽封前后压差和密封段长度保持不变的情况下,改变汽封的齿数、齿结构、齿分布、齿间隙等几何结构。
通过对不同结构的汽封实施数值模拟,判断改造后的汽封是否优于原汽封。
并根据数值模拟结果,缝隙汽封的齿数、齿间隙等几何结构变化将会对传统汽轮机汽封的内部流场产生何种影响,进而判断优化改造的可行性,最终确定科学的汽封几何结构,以确保提高汽轮机汽封的密封性能。
汽封内部流场的数值模拟通常采用数值计算软件进行,如Fluent等。
2.2 汽封结构优化
针对传统汽轮机汽封存在的问题,本研究提出集中汽封改造优化的假设结构,并开展数值模拟,比较各个结构的密封性能,以确定密封效果最佳的汽封结构。
(1)齿顶侧齿汽封结构。
这种侧齿汽封结构,将侧齿移动到汽轮机汽封齿顶部。
经过数值模拟,齿顶侧齿汽封结构的漏气量约为0.001487?kg/s。
改变汽封侧齿的位置,将会改变汽封腔内的涡流位置、强度和形状等。
汽轮机汽封腔室的上部空间将会形成一个相对较大的涡流,因为气流扩散至腔室内部时会受到齿顶侧齿的阻挡,从而降低了涡流强度,增加了汽封的漏气量,所以不推荐此种汽封结构。
(2)双向齿汽封结构。
改造高低齿汽封结构,去除传统汽封结构中的轴上凸太与低齿,并使用轴上高齿作为替代。
经过数值模拟,双齿汽封结构的漏气量约为0.0003795?kg/s。
和光轴平齿汽封结构相比,双向齿汽封结构因为具有轴上高齿,导致腔室内部的流体强
制转向,有着更多数量的内部涡流,每个腔室内部会形成几个小涡流与两个相对较大的反向涡流,各个涡流相互作用,从而增强耗散作用,减少漏气量。
此外,双向齿汽封结构有着更大的涡流强度,更复杂的整体流场。
和高低齿汽封相比,双向齿汽封结构有着更大的腔室体积,更大的涡流体积,各个涡流之间有着更强的相互作用,形成更多的小涡流。
和高低齿汽封漏气量相比,双向齿汽封结构的漏气量降低18.1%。
因此,双向齿汽封结构要好于高低齿汽封结构。
(3)侧齿双向汽封结构。
侧齿双向汽封结构综合了双向尖齿汽封和侧齿汽封的结构,是一种复合汽封结构,加装侧齿在双向齿汽封结构中。
经过数值模拟,侧齿双向汽封结构的漏气量约为0.0002955?kg/s。
在侧齿双向汽封结构中,通过最小间隙后气流会受到侧齿与双向齿的共同影响,从而产生强制转向,并在腔室内形成两个旋转方向相反的涡流,有效的降低了蒸汽的流动,从而提高了密封效果。
值得一提的是,在这种结构中侧齿的数量不是越多越好,在具体的改造优化中,需要更具实际情况确定合理的侧齿数量与侧齿位置。
3 结语
综上所述,汽封的齿数、间隙、形状和结构形式等,均对汽轮机汽封的漏气量有着直接的影响。
鉴于此,汽轮机汽封优化就需要进行有针对性的改造,经过数值模拟,双向齿汽封结构和侧齿双向汽封结构的漏气量相对较少,是较为理想的汽轮机汽封改造优化方案。
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