刷式汽封(技术介绍)

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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

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。

新一代刷式汽封资料

新一代刷式汽封资料

由于刷封
齿属于弹性
结构,很难铆
接牢固,由于
热态温度较
高,容易受热
膨胀后松动 甚至脱落,造 成安全隐患。
汽 封 齿





汽封齿前 挡板设计 2013-2015 为燕尾型, 年 间 对 宁 夏 采用自动 国 电 集 团 多 滚铆方式, 台 300MW 牢固又均 以 上 机 组 进 匀美观。 行改造,效果
优点
由于采用了特 殊工艺,可以对 所有高齿以及 低齿进行刷式 齿改造,改造后 密封效果更加 显著。
在 2013-2015 年间对徐州 地区多台 300MW 以上 机组进行改 造,效果卓越
徐州透平密封科技改进后的新一代刷式密封与传刷式汽封的对比

传统刷式汽封

缺点
新型刷式汽封
应用实例 优点
汽直 封齿 齿插 镶接 装后 方点 式铆
该产品被本 公司研发设 计中,尤其 对流体热力 学计算软件 的研发取得 阶段性的成 果,该技术 已被授权多 项专利。
汽传 封统 间调 隙整 调设 整备
徐州透平密封科技改进后的新一代刷式密封与传刷式汽封的对比
缺点
优点
1. 设 备 比 较
笨重,搬
运比较麻

2. 每 个 弧 段
夹装和找
同心比较
慢,耗时

效果卓越, 切削速度比
可 以 大 大 减 少 其他加工方
汽 封 间 隙 调 整 法快 20 倍,
时间。
加工精度在
平 均 加 工 一 圈 0.02mm 以
汽 封 需 要 只 需 内.
要几分钟时间。
该产品获得多
项专利授权。
徐州透平密封科技改进后的新一代刷式密封与传刷式汽封的对比

传统刷式汽封和先进型刷式汽封的区别

传统刷式汽封和先进型刷式汽封的区别
均压槽设计
不采用(如图)
采用(如图)
迟滞效应:是指刷丝在汽流的作用下,和后挡板紧紧的压在一起,增大了刷丝和后挡板之间以及自身之间的摩擦力,在转子发生振动时,刷丝应该瞬间吸收转子振动发生倾斜,但是由于摩擦力的存在,刷丝发生倾斜变得滞后了,即为迟滞效应。均压槽的设计,是为了时刷丝前后的压力一样,减少刷丝之间和刷式与后挡板之间的摩擦力。
刷式汽封在机组启动时,存在迟滞效应,在转子发生振动时,刷丝不能及时的吸收转子的振动而发生倾斜,容易加剧转子的振动,影响机组安全,同时由于转子和刷丝之间的瞬间碰磨,缩短了刷式汽封的使用寿命
大大减少刷丝的迟滞效应,保证刷丝在转子振动的时候能够及时瞬间吸收转子振动。
遮流板设计
不采用(如图)
采用(如图)
遮流板:是指在刷丝束前段,接受汽流的首次冲击的,保护刷丝不被汽流直接冲击,发生剧烈抖动。
存在问题:在安装的时候,由于斜角的存在,汽封块之间多了一个严径向的作用力,如果调整的时候出现汽封间隙小,那么这块间隙小的汽封,会给另一块汽封一个向下的力,使其间隙变大,在安装的时候出现假间隙,使安装间隙达不到要求,给安全启动留下安装隐患。
技术升级:不但将原有汽封齿的斜角设计去掉,为了彻底解决汽封块之间存的径向了造成的假间隙问题,将刷丝束的硬质挡板的斜角也却掉,但是保证了刷毛的倾斜角度,最大限度的保证刷毛沿转子旋转方向的倾斜,适应转子的振动。
传统刷式汽封和新型刷式汽封的区别
传统刷式汽封
新型刷式汽封
备注
主要厂家
南京某公司
徐州透平密封科技有限公司
汽封斜角设计
采用(如图)
不采用(如图)
目前有些单位为了避免斜角造成的安装问题,试图通过渐变排丝的工艺来解决这一问题。渐变排丝就是指,沿着转子旋转的方向,刷丝的倾斜角度越来越大,在汽封块的配合处,刷丝角度垂直于轴,这虽然解决了安装时的假间隙问题,但是这给以后的启机和运行带来了很大的隐患。第一,在每一圈中都有部分刷毛垂直于转子,在转子振动的时候不能吸收转子的振动,反而加剧转子的振动,第二由于刷毛和转子之间的摩擦,对刷毛造成很大的损坏,达不到预期的密封效果,同时大大缩短了刷式汽封的使用寿命。

刷式汽封介绍

刷式汽封介绍


汽封制作程序; ( TurboCare 公司完成)

汽封的初始制作 汽封的最后手工完成

汽封尺寸的现场确认;( TurboCare 公司完成) 现场尺寸再确认后进行最后的现场精加工工作; 现场安装、定位和检测( TurboCare 公司专业人员指导下由业主方人员完成) 当安装完成后检查动静之间的间隙; ( TurboCare 公司+业主方共同完成)


主要领域
蒸汽轮机
燃气轮机
大型同步和 异步电机服务
航空机械
市场分布
发电类服务客户群: 市政 / 政府 拥有的发电企业 联合投资的发电企业 地热型发电企业 独立的能源生产企业 工业 / 机加工类客户群: 冶炼工业 石油化工 化学工业 石油及天燃气工业 钢铁和采矿业 热电联产
TurboCare 的合作伙伴和 技术共享方

汽轮机性能下降的主要因素
由图可见: “蒸汽轮机内部 大于40%的级内 可确认的效率损 失是由于各种漏 气损失所引起的。
动静叶间的汽封升级改造服务
理论上,冲动级中100%的压 降发生在静叶(隔板)喷嘴。 实际上大致约5%-10%的压降 发生在动叶流道上。 在反动级中,动叶与静叶的 压降大致为各50%。


解决问题的方案



可以自由的调整吸收变形; 在汽机任何工况下不能损伤转子; 有效地、长期地减少间隙值; 材料的耐磨性,耐腐性高; 抗压能力强。
您想一劳永逸一次
性地解决上述所有 问题吗?
独家专利的可收放式刷式汽封
利用柔性材料动态地调 整间隙值
刷子汽封的理念
刷子汽封可以实时地动态地适应转子的各类不规则运动
现有汽封的不足

刷式汽封在330MW机组上的应用

刷式汽封在330MW机组上的应用

低 了 中压 缸进 汽温度 及排 汽温度 ,使 中压 缸级 的蒸 汽温 度和 比焓值 降低 。 由于 中压 缸 内混合 的蒸 汽参 数 无法 测定 ,因而将 中主 门前 的进 汽参数 作为 初始
片磨损 ,严重时会导致转子弯曲变形,给机组运行
带来很 大 的安全 隐患 。为 了机组 的安 全 ,许多 机组 在 检修 时常 将 间隙人 为扩 大 ,导 致 经常 发生梳 齿汽 封 泄漏 严重 ,造成 经济 效益差 。 为提 高 1 号 汽 轮机组 的缸 效率 ,降低 汽 轮机 的 热耗率 ,减 少高 、中、低压 缸 的汽封 漏汽 量 ,提 高 低压 缸 的真 空度 , 达 到 降低成本 和节 能环保 的要求 ,
1 . 2 检 修 前高 中压 缸 漏汽 量 与 中压 缸效 率 分 析
检修 前 ,汽轮机 高 中压 缸 漏气量 的试 验数 据如 表 2所 示 。
表 2 检修前汽轮机高 中压缸漏汽量试验数据
率为 8 3 . 5 5 %,比设计 V WO工况下 的 8 6 . 5 7 %低
3. 0 2% 。
0 设备概 况
某 发 电厂 1 号 机 组 采 用 N3 3 0 -1 6 . 7 -5 3 8 / 5 3 8
号机组 进行 热力性 能 测试 ,涉及 5种 工况 ,机组设
计 热耗 率 为 7 8 9 2 . 3 k J / k Wh,主 要 试验 数 据 如 表
1 所示。
型 、亚 临 界 、一 次 中间再 热 、单 轴 、双 缸 双 排 汽 、 高 中压 缸合 缸 、抽 汽凝 汽 式 汽 轮机 。 自 2 0 0 6年 投
J i 技术改造 s h u g a i z a o
电 力 安 全 技 术

刷式密封的性能和相关应用.

刷式密封的性能和相关应用.

刷式密封的性能和相关应用一、什么是刷式密封在涡轮机械中,刷式密封是作为篦齿密封换代产品的身份产生的。

传统的篦齿密封是间隙密封,其泄漏量较大,造成了涡轮机的效率损失较大。

而且篦齿密封不能弹性变形,转子的膨胀及跳动都容易造成永久性的磨损,造成泄漏量的进一步加大,涡轮机的性能也因此进一步下降。

为了克服篦齿密封的这两大缺点,刷式密封的概念被提出,它不仅泄漏小而且还能允许转子的膨胀和跳动。

刷式密封的优越性能是由其特殊的结构所决定的。

图1所示是它的图1 刷式密封的结构原理图结构原理图。

它是由刷环和转子通过接触配合实现密封的,因此泄漏较小,大量试验表明,它的泄漏量只有传统篦齿密封的10-20%。

刷环由前挡板、后挡板以及压紧在两者之间的刷束通过焊接形成,而刷束是由大量的细金属丝顺着转动方向排列形成的,它在转子膨胀或跳动时能进行弹性变形,不会造成密封面的严重磨损;如转子表面有耐磨涂层则能进一步减小这种接触磨损。

因此刷式密封具有了良好的动态适应性,允许转子的膨胀和跳动。

二、刷式密封对涡轮机械的性能提高正如前说述,刷式密封的特殊结构决定了它具有泄漏低和允许转子膨胀及跳动的两大优越性,所以在对涡轮机械的效率的提高上也是相当显著的:在航空发动机中,只将一处或几处关键部位的篦齿密封用刷式密封替换,就可以将发动机的推力提高1-3%,燃油消耗率下降了3-5%;在固定式燃气轮机中,只是在高压密封处采用刷式密封,就可以使机组功率输出提高1%左右,热耗率降低0.5%左右;在蒸汽轮机中,只在动叶顶部采用刷式密封就可以获得1%左右的效率收益。

刷式密封的工程应用不仅具有较高的经济性,对于在使用中的涡轮机械的性能提高方面还具有改造所需时间少、改造成本低的优越性。

同时,刷式密封具有可靠的安全性,易于更换,维修方便,同时由于它与转子是柔性接触,因此还可以改善转子的稳定性。

三、刷式密封的安装使用刷式密封在涡轮机械中一般安装在以下几个部位:级间,轴端、叶顶部位、内部隔板和轴承腔等,一般每一级上采用1个刷封,轴端采用3-6个。

刷式汽封介绍

刷式汽封介绍
刷式汽封背景介绍
南京信润科技有限公司于2007年初推出的一种 全新的封严产品-SUNRAY刷封: 脱胎于军转民技术,即航空发动机上的封严技 术应用到民用设备上来.
注:目前,推重比8一级发动机采用蜂窝封严结构,推重比10一级 发动机采用刷丝封严结构,提高推力1%-4%;所以,相对来说刷式密 封优于蜂窝密封。如F119(美国F22)和EJ200(欧洲”台风”)\(国 产歼10)的压气机和涡轮上均采用刷式封严结构。
传统汽封和刷式汽封的对比
传统汽封运行时的汽 流状态 刷式汽封运行时的汽 流状态
请注意齿磨损后的汽 流变化
请注意刷子工作后的 汽流变化
SUNRAY刷封技术指标 SUNRAY刷封技术指标
刷丝是0.08-0.15 ㎜的特种高温金 属,刷丝总厚度2㎜不等,可承受 的线速度超过305米/秒,耐温可达 690℃以上,可长期、稳定、安全运 行。 安装间隙只需设计值的1/2 设计调整块,安装方便、适应转子的瞬间偏心而灵活快速的退让。 零间隙密封 刷封是允许磨擦的,理论上是可以做到零间隙密封,甚 至负间隙 但考虑到一般转子没有特殊硬化处理,兼顾客户的担忧,我们 考虑把间隙最小降低到0.05㎜. 优异的密封性能 刷毛在汽流作 用下产生各种流动(紊流)状态消耗 了汽(气)体的能量降低了汽(气)体 的温度和压力,从而减少了泄漏。
和传统密封的比较
国外对刷式汽封在汽封试验装置中试验: 气流温度537℃(1000℉) 最大表面线速度366m/sec 压差2MPa(300psi) 结果:泄漏量只有间隙为20S的迷宫密封的 1/5,间隙为50S的迷宫密封的1/17。
和传统汽封的泄漏比较
传统汽封存在的问题
迷宫式密封效率较低 间隙无法做到设计值 易产生振动 安装时间隙无法调整

刷式汽封

刷式汽封

刷式密封情况介绍:刷式密封是近年发展起来的一种高效阻尼密封,其泄漏量是梳齿迷宫密封的1/5-1/10,并允许动静之间瞬态严重不同心而保持密封能力不变,既提高了机组效率,又改善了转子的稳定性,是现代先进透平机械发展的关键技术之一。

刷式密封一般用于动静件间的气体介质密封,在液体或粉尘等密封方面,效果也十分明显。

刷式密封的刷毛相对轴的旋转方向按一定倾斜角度规则排列,以减少刷毛的磨损,使刷毛更容易适应转子的制造误差和热变形等,并在转子瞬间大幅径向位移后迅速弹回,保持密封间隙不变。

刷式密封的刷丝主要采用钴基高温合金,具有低脆性、高韧性、保证运行过程中不折断,而高性能的焊接工艺保证刷丝的不脱落,经过精确计算设计的刷毛束厚度及高度保证高性能的封严性,刷丝材料和涂层材料的合理组合保证密封稳定、安全的运行。

1.刷式密封与迷宫式密封的区别: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4~5kW 。

刷式密封可以改善转子的稳定性,使汽轮机或燃气轮机出力提高0.5%~6%(据改造数量、位置、机型、工况等因素,存在差异),刷式密封的出现,使得过去因安全原因不可以达到的小间隙甚至零间隙成为可能,这对机组效率的提高是非常显著的。

从某种角度看,在获得同样效率增量的情况下,改造汽封比改造叶片更节省成本和时间。

2.刷式密封与蜂窝式密封区别刷式密封与蜂窝密封均来源于飞机发动机。

蜂窝密封是第二代产品,刷式密封是最新的第三代产品。

刷式密封更先进,效果更好,可广泛应用于轴端,隔板,叶顶,油封等部位,而蜂窝密封受应用范围限制较多。

蜂窝密封从结构上讲还是一种刚性密封,一旦碰磨,就不可恢复,安装时,间隙控制得再小,过临界或异常震动等情况下就会将其间隙磨大,刷式密封是一种柔性密封,可自适应轴跳动,不会因过临界或异常震动等造成间隙永久变大。

刷式汽封技术问答

刷式汽封技术问答

合同上说的数值?好多机组的数据也是很难测量的,如何证明刷封的效果?
建议在改造前后迚行热力性能试验,分枂对比各项技术经济指标,以便确讣其改造效果。 对于出厂的刷封,可对其迚行漏气性能试验,根据试验数据迚行修正。
15,刷丝在运行中不可避免的会和大轴摩擦,可是摩擦的热量要怎么才能安全的传输出去? 刷丝是耐高温合金材料制成,有规徇排列,丏均以束状散开,散热面积大,在加上刷丝直径
11,装上你们的刷封,起机过程振动情况怎么样?
机组振动原因徆多,如:(1)润滑油压下降,油量丌足,油质丌合格。(2)油温过高戒
过低,油膜震荡。(3)油中有杂质,使轴瓦乌金磨损,戒轴瓦间隙丌合格。(4)蒸汽参数过 高戒过低。(5)转子变形戒弯曲。(6)上下缸温差大,蠕胀丌畅,气缸变形。(7)汽轮发电
垢、生锈腐蚀、疲劳等情况导致弹性失效。丏在安装过程中较为麻烦,安装标准难以控制,在
实际应用中效果往往差距徆大。 而刷式密封是一种柔性密封,由紧密排列的特种细金属丝组成的,每根钢丝就是一端为支点
的梁,有枀好的弹性,它们和转子相碰磨时,刷子可以弹性退讥,丌易被磨掉, 保证了机组在小间
隙甚至零间隙下的安全运行,即便机组过临界转速和变工况时,刷丝会跟随轴退讥却自己丌会 磨损,待机组稳定之后,又恢复良好的密封性能。其密封性能和寿命都有了大幅提高。刷封安
厂时已经加工幵安装好的,一来改造起来拆卸和安装较为困难,丏直径较大,加工精度难以保
证,变形较大,费用较高,叶顶间隙一般比较大,枀少会出现磨损的情况,一般丌作改动。 而改造轴封可以减少漏气量,幵能改善真空环境,改造隔板汽封可以提高级效率,迚而枀 大的提高整机效率,一般建议更改隔板汽封和轴封。
8,我们改了布莱登,效果很差,但有的电厂改布莱登的效果却很好,这是什么原因呢登汽封是将传统汽封块退讥(背部采用弹簧片)改迚为由螺旋弹簧安装在两相邻汽封 块垂直断面的结极型式,在自由和空负荷工况下,汽封块在螺旋弹簧的弹力作用下,汽封块张 开,可退讥径向间隙1.5mm左右。随负荷增加, 汽封块在背弧承受蒸汽压力的作用下,兊服弹 簧弹力,各级逐渐关闭,一般设计在20%负荷 前各级汽封完全闭合,闭合后的径向间隙设计

常见的汽封简介

常见的汽封简介

适用标准文案1、梳齿迷宫式汽封当前被宽泛应用于大、中、小型汽轮机的传统汽封主要为迷宫式汽封。

迷宫式汽封中依据断面的形状不一样常用的有枞树型汽封和梳齿式汽封。

此中梳齿式汽封因其汽封成本低、构造简单、安全靠谱且易于安装而被宽泛应用。

其构造以下列图:梳齿式迷宫汽封简图传统梳齿式迷宫汽封安装时径向空隙一般为 0.60~0.80mm,依据转子不一样状况,有时空隙更大。

尽人皆知梳齿汽封主要有以下弊端:汽轮机在起停机过程中过临界转速时,转子振幅较大,若汽封径向安装空隙较小,汽封齿很简单磨损。

因为轴封漏汽量较大(特别在汽封齿被磨损后),蒸汽对轴的加热区段长度有所增添,而且温度也有所高升,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,造成漏肚量增添,密封成效得不到保证。

汽封齿与轴发生碰磨时,瞬时产生大批热量,造成轴局部过热,甚至可能致使大轴曲折,所以在机组检修时,电厂只好把汽封径向空隙调大,以牺牲经济性为代价来保证机组的安全性。

曲径汽封环形腔室的不平均性,是产生汽流激振的重要原由,而汽轮机高压转子产生的汽流激振一旦发生就很难解决,危及机组的安全运转。

2、侧齿迷宫汽封:侧齿迷宫汽封是一种观点型汽封形式,汽封空隙与传统汽封同样,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添了迷宫腔的摩阻效应,对照传统汽封会有一些成效,但因为侧齿和底齿的尺寸过小,所以对汽封效率提升十分有限。

3、自调整汽封(布莱登汽封)跟着汽封技术的发展,又从美国引进一种新式可调式汽封——布莱登汽封。

这类汽封能够使汽封空隙调到更小的 0.35~0.45mm,运转中又能够防止转子过临界时振动过大而与汽封的擦碰。

布莱登汽封撤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,跟着蒸汽流量的增添,作用在每圈汽封弧块背部的蒸汽压力渐渐增大,当这一压力中以战胜弹簧应力、摩擦阻力等时,汽封弧块开始渐渐封闭,直至处于工作状态,并一直保持与转子的最小空隙运转;停机时跟着蒸汽流量的减小,在弹簧应力作用下,推进汽封弧块远离转子。

论汽轮机汽封改造中的刷式汽封技术

论汽轮机汽封改造中的刷式汽封技术

高 温合 金 细金 属 丝 组 成 的 刷 子 组 成 ,刷 子 沿 转 子 旋 转 方 向有 严 重 的 威 胁

定倾角 , 这样一 来 , 每 一根细金属 丝都是 一个 小弹簧 , 集 合
③ 汽 封 经 常 受到 破 坏 以及 磨 损 , 导致其震动加剧 , 导 致 汽
封 的损 伤 更 为 严 重 。
化, 因而 发 电机 组 市 场会 偏 离 设计 工 况 进 行 施 工 , 而汽轮机作为机组 的重要的原动机 , 也 必然 会 受 到 不 正 常 工 况 的运 行 影 响 , 因 而 必 须 对 汽 轮 机 的汽 封 进 行 改造 , 刷式汽封技术是一种高效阻尼汽封 , 其泄漏量是梳齿迷宫汽封的 l , 5 ~ 1 / 1 0, 并 允 许 动 静 之 间 瞬态 严 重 不 同 心 而 保 持 汽 封 能 力不变 , 不 仅 能够 有 效 的将 机组 的 效 率 进 行 提 高 , 还 能 够 进 行 有 效 的节 能 。 本 文 主 要 阐 述 了 汽 轮 机 汽 封 改 造 中 刷 式 汽封 的 原理 以 及 设计 要点 。
题, 导 致 其 内耗 过 大 , 对能量 的消耗非 常大 。 东至 气缸 的 效 率
变得 低 下。
1 . 2 刷 式汽 封 结构 特 点
刷 式 汽 封 由 前 面 板 、 后 面板 和 夹 于 两 者 之 间的 高度 密 集
② 漏 油 导 致 油脂 产 生乳 化 现 象 ,对机 组 的 安 全 运 行 产 生
( 1 ) 节流效应 : 蒸汽通过 汽封齿 时产生收缩 , 流束截 面 变
小. 减 少 了蒸 汽 流 动 的 能 量 。
( 2 ) 热力 学交换效应 : 蒸汽通过腔 室时 , 与 室 壁 进 行 热 交

刷式汽封的特点及应用

刷式汽封的特点及应用

刷式汽封的特点及应用申先念,石伟伟江苏透平密封高科技有限公司,南京,中国Email: shenxn@摘要:介绍了刷式密封的结构特点和应用发展状况,研究了刷式密封的基本结构,分析了刷式密封的数学模型和密封机理,给出了刷式密封自国内外的应用情况,结合哈三电汽机组改造案例,分析了刷式密封设计过程中的参数选择及应注意的问题。

最后分析了刷式密封技术的经济效益,总结出刷式密封技术在未来的发展中具有重大的研究价值和工程应用价值。

关键词:节能,刷式密封,泄漏,汽轮机Brush type steam seal of the characteristics andapplicationsSHEN Xiannian, SHI WeiweiJiangsu turineseal high technology co.,LTD.,Nanjing,chinaEmail: shenxn@Abstract:The research and application development of brush seal.were summarized and the basic structure of brush seal was introduced.The brush seal’s mathematical model and mechanism were analysed.Give the application of brush seal at home and abroad,the case of steam turbine reconstruction in Electric power company of ha-san was included,the selection of brush seal parameter and the common problems that should be paid attention were analysed.At last,the economic benefits of using brush seal was analysed,and summarized the research value and the engineering application value in the future development.Keywords:energy-saving, Brush seal, leakage, steam turbine1.引言随着我国电力行业的发展,以及国家对节能减排的要求。

刷式汽封的结构特点及其在电厂改造中的应用

刷式汽封的结构特点及其在电厂改造中的应用
益 。
涂层

司0 / 隙

/— 、 转子转 向
图 1 刷 式 密 封 结 构
从 图 1可 以 看 出 , 式 密 封 主要 由前 挡 板 、 刷 后挡 板 和夹装 于 两者 之 间 密集 排 列 的刷 毛 组 成 。 刷 毛沿转 子旋 转方 向有 一定 倾 角 , 以减 少刷 毛 的 磨损 , 使刷 毛更 容 易适 应 转 子 热 变 形 、 造 误 差 制 等 问题 ,并在 喘 振 、 临 界转 速 等状 态 下 汽 轮 机 过 轴 在 瞬 间发 生 大幅度 径 向位移 时刷 毛可 弹 回 ,保
sm u t ne sy. i la ou l Ke wo ds:t am r ne; e r y s vi y r se Tu bi ne g a ng; b u h s al e kag r s e ;l a e
随着 汽轮 机蒸 汽 参 数 的 提高 , 汽损 失 成 为 漏
(in s ubn e l g — eh o g o , t . Naj g2 0 0 , hn ) J guT rieS a HihT c n l yC . L d, ni 10 0 C ia a o n
Ab ta t S r ct e f at r san w o ki i i eso r s ea s r c : t u ur e u e d r ng prncpl f b u h s land isapp iaton ath t lc i om e an br d d a oa
1 刷 式 密 封
1 1 结 构 .
持 密 封间 隙不变 。当刷 毛 与 轴过 盈 配 合 后 , 不会
出现永 久 性 的密 封 性 能损 伤 。上 游 高 压 流 体 经 过 刷封 后 , 游 为 低 压 , 挡 板 增 强 了刷 丝 束 的 下 后 刚性 , 如果 后挡板 设 计 不 当或 强 度不 够 极 易 使 刷

三十三万千瓦机组刷式汽封技术应用研究

三十三万千瓦机组刷式汽封技术应用研究

三十三万千瓦机组刷式汽封技术应用研究【摘要】根据国家节能减排要求,部分电厂为降低汽轮机组发电煤耗对机组汽封系统进行改造,改造的形式有,梳齿汽封重新调整间隙;蜂窝汽封改造;增加J型密封齿圈数改造;布来登汽封改造;刷式汽封改造等,改造结果有的达到了预期效果,也有的没达到预期效果,还有因碰磨严重需进行揭缸处理的。

我厂三十三万千瓦机组节能改造选用刷式汽封,节能效果比较理想,机组经过8小时的启动磨合后顺利运行,因汽封改造降低发电煤耗约5g/kwh左右。

说明在改造过程中从选择刷式汽封类型到汽封结构设计是正确合理的,这种分析方法也可对其它电厂同类型技术改造有一定借鉴作用。

【关键词】刷式汽封;技术;应用0.引言达拉特发电厂330mw汽轮机是北京汽轮机厂与法国阿尔斯通公司合作生产的机组,型号:T2A-330-30-2F-1080。

汽机高、中、低压缸的工作效率设计值分别是84.65%、91.66%、86.13%。

实际运行中各缸的效率比设计值低2-3%,我厂机组汽封改后,高、中缸的效率达到84.864%、92.328%[1]、低压缸效率达到85.89%[2],比修前分别提高2.354%、1.797%、1.42%,高、中压缸改造后煤耗降低了约3g/kwh。

低压缸改造后煤耗降低了约2g/kwh,以上计算的节煤量是按西安热工研究院有限公司提供试验报告中的数据进行计算[3],数据显示,机组各缸效率变化1%对机组热耗影响如下:高压缸影响17.30kJ/(kW.h);中压缸影响20.02kJ/(kW.h);低压缸影响36.19kJ/(kW.h)。

通过计算汽封改造使得机组发电煤耗低了5g/kwh左右。

这种效果是比较理想的,说明我们选用刷式汽封进行提效改造是成功的,下面就改造过程中对汽封结构选择和工艺设计进行分析。

1.汽轮机通流间隙对汽缸效率的影响因素现在通过检修来提高汽轮机汽缸效率的方法主要是减小汽轮机通流部分的动静间隙,减小间隙就可减小间隙的漏汽量。

汽轮机汽封形式简介

汽轮机汽封形式简介

1、由于结构所限,安装时不便测量间隙。 2 、蜂窝带选材不当,使用寿命短,很难保 证一个大修期。 3、蜂窝带易局部脱落或碰磨。 4 、切割后易发生严重形变,甚至无法安装。
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布莱登汽封
布莱登汽封结构示意图
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布莱登汽封
布莱登汽封优点
从布莱登式可调汽封运行的经验来看,目前 布莱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%
接触式汽封
碳精环汽封
碳精环汽封为接触式汽封,因此机械损失比 较大。它磨损快,只适用于轴径圆周速度不 超过 35 ~ 40 m / s ,工作温度不超过 300℃的 小型汽轮机。
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碳精环汽封
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刷式汽封

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刷式汽封
工作原理
机组冷态时,鬃毛的尖端刚好离开转子,具 备一定间隙;运行时其间隙在热膨胀和蒸汽 压差作用下闭合;鬃毛与转子表面轻微接触, 其弹性可追踪转子的径向偏移,从而达到密 封作用。
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非接触式汽封
传统的迷宫式汽封
基于传统迷宫式汽封基础上的新型汽封,侧
齿型汽封 蜂窝汽封 布莱登汽封
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迷宫式式汽封
迷宫式汽封的几种形式
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迷宫式式汽封
迷宫式汽封工作原理
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侧齿式汽封
侧齿式汽封结构
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侧齿式汽封
侧齿式汽封结构
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侧齿式汽封
侧齿式汽封优点
1、安全 2、同等条件下较传统汽封密封效果好 侧齿式汽封缺点 1、价格较高
汽轮机汽封形式简介
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汽封系统的重要性
汽封分类 接触式汽封 非接触式汽封

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汽封系统的重要性
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通用电气 400 MW汽轮机安装刷式密封 – 1999年秋 “检修(并安装刷式密封)后机组性能提高了3.6% , 这远远超过了我们对一个 一般检修的期望, 刷式密封肯定对这个成就作出了贡献。
国内刷式密封的发展
刷式汽封在国内起步较晚,借鉴国外先进技
术及经验,在经过自主研发,结合国内机组状况 ,目前国内的刷封研究及技术已经成熟,并且已 经有专业生产刷式汽封的制造厂家,其产品已在 实际机组中得到运用,改造效果卓越,国内已经 有几十家电厂采用了刷式汽封改造,并取得了良 好的经济收益,目前正向全国推广运用……
江苏透平 科技高科技 有限公司以 其坚实的研 发能力、卓 越的产品品 质、优质的 客户服务深 得广大客户 的一直好评。
江苏透平部分工程产品介绍
刷式密封改造运行一个大 修周期后刷式密封图片
从图片中可以看出我公司的 产品经过一个大修周期(五年) 后,刷式密封的刷毛基本保持完 好,未出现掉毛、松散变形、倒 伏等现象。
国外刷式密封的使用情况
国外汽轮机应用刷式密封 运行了五年后的磨损情况
国外刷式密封使用后的效益
通用电气 375 MW 汽轮机安装刷式密封 –2004年秋
“ 使用了的刷式密封后,我们实现了热耗降低 3% ,高 压效率 提高 2.6% ,中压效率提高 2% 并且增加了 14 MW 的发电容量。 ” 通用电气 350 MW汽轮机安装刷式密封 –2003年春 “刷式密封使用非常成功。检修后机组获得了超过 3% 的效率提升” 。
自公司成立以来,我们就已为众多的客户提供了技术革新的完 美解决方案。我们热忱的欢迎更多的客户来了解我们,共同成长, 互惠双赢!
汽轮机刷式密封相关实验
相关实验一:
2008年3月24日到3月 28日,朗肯科技(江苏透平 前身,现研发中心)联合 浙江电力研究院对刷式密 封进行5天的试验
结论:
•刷封没有明 显的磨秃现象 • 刷毛无脱落 现象 •过盈0.5㎜时, 轴的磨损不明 显 •环境温度 18℃,过盈0.5 ㎜,接触部位 温度不超过70 ℃, 温度升高 不明显
刷式密封的使用范围 可应用于轴封、隔板汽封、平衡 盘汽封及叶顶汽封等各个部位。 刷式密封的其他优势 根据国外使用经验,使用寿命可 以长达15年以上; 由于材料的特性刷式密封能有效 遏制轴振。
刷式汽封与迷宫汽 封及蜂窝汽封相比,由 于减小了径向间隙,密 封性能有了大幅提高, 有效提高了机组的效率。
在动静之间瞬间过 盈情况下,通过刷子的 柔性退让能保持密封能 力不变,有效增加了机 组的可用性和安全性。
专用检验设备
专有质量管理体系
专有试验设备
专有加工设备
公司自主研发了专用拉丝机,专用 编排机,专用成型机,专用转运机等具 有自主知识产权的专有设备。并在世界 上最先进的高能束焊接机的基础上,公 司成功研制了国内唯一一台刷式密封焊 接流水线。
专业技术保证
公司有专业的工程技术人员全
程监控工程安装过程,对于安装过
产品介绍
空预器刷式密封
水轮机 刷式密封 汽轮机 刷式密封
刷式密封产品
航空发动机 刷式密封 轴承刷 式密封
Байду номын сангаас
产品图片
江苏透平密封高 科技有限公司以刷 式密封技术作为基 础,研发出多种用 途广泛的刷式密封 产品包括汽轮机刷 式密封、空预器刷 式密封、水轮机刷 式密封、轴承刷式 密封、航空发动机 刷式密封等。
刷封特点(一)
刷式汽封是一种柔性密封,可自 适应轴的瞬态跳动,并能迅速恢复原 状,保持原有间隙,不会像迷宫式和 蜂窝式汽封因过临界或异常震动等造 成间隙永久变大。
刷封特点(二)
刷丝顺转子旋转方向按一定角 度规则排列,在发生碰磨时能自动 退让,不会刮伤转子,不会增大机 组振动,能够很好保持机组安全性。
燃气轮机:主要应用在压气机末端, 透 平轴封及轴承处密封。 蒸汽轮机:刷式密封主要应用在高压、 中、 低压段的隔板、轴封及叶顶处。 刷式密封最早在GE的重型燃汽轮机上使 用,现已经有超过十年的应用历史。目 前国外有数百台机组在使用刷封,范围 从机械驱动汽轮机到800MW 燃煤发电汽 轮机组,有众多的成功案例。
持续贡献节能新技术、新产品
江苏透平密封高科技有限公司
太仓协鑫电厂 #2 机组 太仓协鑫电厂 #4 机组 宜兴协联发电厂 3#机组 河南焦作冯营电厂 南京汽轮电机(集团) 威海热电厂 无锡协联热电厂 泰州梅兰热电厂 河北冀州热电厂 大庆油田热电厂 上虞热电厂 邯郸市峰峰东信煤焦化 绍兴广绍热电厂 西安园园动力科技 空 用户 浙能浙江兰溪电厂 1#机组 浙能浙江兰溪电厂 2#机组 国电长源荆州热电厂 2#机组 郑州裕中能源 2#机组 宁夏英力特西部热电
刷式汽封的结构特点 由右图可以看出:刷式气封是由前面板、背板和夹在两者之间的 高密度高温合金丝组成的刷丝组成。 刷丝沿转子的旋转方向有一定倾角。这样可吸收转子的径向位移, 保证在接触时刷丝自由端受力最小,从而使转子很快可以恢复闭合状 态。转子、气流的振动和扰动可以使刷丝恢复原状态,保持原有间隙, 不会出现永久性的损伤。这就是刷式密封的最大结构特点。
由于刷式密封在与 转子瞬间接触时是柔性 接触,并产生退让,可 以吸收转子的震动,从 而改善了转子的稳定性。
刷式汽封是传统汽 封最有力的替代品
刷式密封改造建议
现代大型机组向高参数方向发展,出现了超临
界、超超临界机组,因此对密封提出了更高的要 求,特别是对高参数大容量机组,机组效率每提 高1%,将提高数百万元的收益。 建议对高、中压轴端每段汽封都进行改造, 间隙调小(具体值需考虑每台机的振动情况)可 明显较少漏气,提高机组出力。改造隔板汽封可 以提高效率,进而提升整机效率。对于小机组, 汽耗量较大,一般建议更换轴封,从减少漏气的 角度来提高机组效率。
刷式汽封是唯一一种 实用型柔性汽封,其他类 型汽封都将面临在汽轮机 暂态不稳定工况时的永久 磨损问题
刷式汽封可以有效的 减小径向间隙,使得密封 效果得到改善,汽轮机汽 缸效率提高
由于刷式密封材料的 特殊性、加工工艺的特定 性,具有不可模仿性即每 个客户的汽封产品都是唯 一的,不可替代的
刷 式 密 封 的 优 势
东南 大学
南京 大学
理论研究
西安 热工院
哈尔滨汽 轮机厂
上海 交大
合作 院校
南京航 空航天 大学
协作 单位
东方汽轮 机厂
西安 交大
试验证明
沈阳飞机 发动机厂
上海汽轮 机厂
公司与十多家高校及单位建立全方位、持久的共同开发研究 的合作关系
合作单位
主要客户
透平优势
专有试验设备 专有加工设备
专业技术保证
刷封特点(三)
刷环间隙比原硬齿间隙减少 0.15-0.25mm,可以较少漏气量,提 高机组效率。 刷环最大承压能力可达2MPa, 在隔板,轴封,叶顶处均可使用。
刷封特点(四)
刷丝材质为钴基耐高温合金,物 理及化学性质优良,热力性能完全 满足汽轮机运行环境要求,使用寿 命较长。
刷式密封的原理
刷式密封介质泄漏主要发生在密集排列的细金属丝之间形成的微小缝隙中,由于刷子 中刷丝间空隙的不均匀性作用,均匀的来流进入刷丝束中就变得不均匀了,刷丝束破坏流 动而确保流动的不均匀性,使流体产生了自密封效应,横向流动代替向前流动显然对流体 自密封起了重要贡献,它能使横流过刷子的总压降增大从而减少汽封的泄露量。 随着压比的增大,刷子中刷丝的密度增加,刷丝之间的空隙减少而使有效的泄漏面积 减少,同时使泄漏流动的阻力增大,从而使泄漏随压比增加的梯度降低。
相关实验四:
2010年8月,江苏透平密 封高科技有限公司在自己研 发的刷式汽封焊接强度拉力 试验台上对刷式密封产品的 刷丝经行了抗拉强度试验, 以真实的实验过程及结果解 除了顾客对刷式密封刷丝可 能脱落的担忧。
结论:
焊接后的钴基刷丝的抗拉强度试验计 算值达到1664MPa,远大于常见合金丝 约1000MPa的抗拉强度,显示了其优越 的机械结构性能。表明刷丝焊接足够牢靠 且焊接后刷丝强度并未明显下降。
自主创新、发奋自强、振兴民族科技,将是江苏透 平密封人永远不变的追求!
服务客户
以节能减排技术为战略方向,以高科技为核心、以 客户需求为动力、以安全为保证,孜孜以求,并通过整 合行业高尖端技术资源,展现高速动密封技术的价值魅 力,为客户提供最优秀、安全的服务。
民族自强
通过江苏透平人的努力拼搏,打破刷式密封技术被 GE、西门子、三菱等国外知名企业长期垄断的不利局面, 让中国的刷式密封在国际舞台上占有一席之地!
提供最高等级的质量和安全保证。
公司先后取得了《回转式空气预热器高弹性刷式密封件专利证书》、《汽轮 机高承压刷式密封件专利》、《刷式汽封专用焊接夹具专利》、《激光焊接机专 利》等多项专利,还有部分专利项目正在申请过程中。
江苏透平密封高科技有 限公司经过十多年的潜心 研究,借鉴国外相关高新 技术,结合国内机组的运 行特性,研制并生产出新 型的适用于国内机组的刷 式密封产品,打破了国际 知名企业对刷式密封长期 垄断的局面,让中国的的 刷式密封在国际舞台上占 有一席之地!
相关实验三:
2009年4月,江苏协鑫太仓港 发电有限公司#6汽轮机机组,使 用我公司的刷式密封产品进行改 造,机组起机后委托西安热工研 究院等相关权威检测机构对机组 改进后性能经行检验。
结论:
机组近改进后技术性能得到了显著提 高,达到了预期效果,机组的热耗率降低 了1.6%,煤耗降低了4 g/(kW.h)多。
江苏透平科技 高科技有限公司 以高科技为核心 、以客户需求为 动力,孜孜以求 ,并通过整合行 业高尖端技术资 源,展现高速动 密封技术的价值 魅力,为客户提 供最优秀、安全 的服务。产品得 到了用户的一致 好评
江苏透平密封高科技的部分改造业绩
刷 式 汽 封 部 分 业 绩 用户 华电哈尔滨第三发电厂 国电青山电厂#14 机组 华电湖北黄石热电厂 国电长源汉川电厂 2#机组 国电吉林双辽电厂#3 机组 国电吉林双辽电厂#4 机组 华能黄台发电厂#8 机组 华电邹县发电厂#3 机组 华能上海石洞口热电厂 国电贵州鸭溪电厂 3#机组 国电贵州鸭溪电厂 4#机组 太仓协鑫电厂#6 机组 华能曲阜电厂#2 机组 内蒙古丰泰发电厂 2#机组 湖北黄石热电厂 9#机组 山东沾化热电厂 华能烟台发电厂 周口隆达电力 广州梅县荷树园电厂 2#机组 机组容量 630MW 350MW 330MW 300MW 300MW 300MW 300MW 300MW 300MW 300MW 300MW 300MW 220MW 200MW 200MW 165MW 150MW 135MW 135MW 工作量(圈) 64 15 6 7 9 9 29 16 8 29 21 40 25 4 6 16 17 8 8
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