蜂窝汽封在汽轮机上的研究应用
新型蜂窝式汽封在汽轮机传统汽封改造中的应用
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
复合式蜂窝汽封及其在汽轮机轴封上的应用
体 的周 向间 隙随 时变 化 ， 使 周 向压 力 分 布 的变 化 与 致 转 子和 密封 腔之 间 间隙 的变 化 不完 全 对 应 ， 高 压 力 最 点 滞后 于密 封腔 最小 间隙一 定 角度 ． 样 ， 这 气流 作用 在
前 后 的压差 就越小 ， 漏汽量 也越 少 ； 当汽封 蓖齿数 量足
汽封设计均采用高低齿迷宫汽封 ， 其规格型号见表 １ ．
表 １ 轴 封梳 齿 式 迷 宫汽 封 规 格 ｍｍ
够多 时 ， 漏汽 量为零 ． 但是 ， 由于齿 间为环形 腔室 ， 向 环
流动大大减少了涡流降速的效果 ， 因而泄漏量大 ； 而且
汽 器截止 阀 ， 以维 持轴 封管微 冒汽 ， 图 １ 见 ．
收 稿 日期 ： ０ ０— ９—１ ２１ ０ ４
作者简介：吴剑恒 （９ ５一） 男 ， １７ ， 河南西华人 ， 高级工程师
第１ 期
吴剑 恒 ： 复合 式蜂 窝汽封及 其在 汽轮 机轴 封 上 的应 用
・２ ・ ５
于间隙增大而大大降低．０多年来 ， １ 轴端汽封一直存 在较 多 的问题 ， 大 修 中均 更换 了 迷 宫 汽 封并 对 汽 ３次 封间 隙进行 调 整 ， 仍不 能从 根本 上解 决 问题 ． 但
高， 已经 出现 了新型 的汽封 结构形 式 ， 它改善 了汽封 的
图 １ Ｃ －５ ８型 汽 轮 机 轴 封 系统 ６３ ／
性能 ， 为机组 的安全 经济运 行提供 了更 可靠 的保障 ．
１ ２ 梳 齿式 迷宫汽 封存在 的 问题及原 因分 析 ． １２ １ 梳齿式 迷宫 汽封 的工作 原理 ． ．
接触式蜂窝汽封在12MW汽轮机中的应用
接触 的非金 属汽封齿 ，具有 以下特 点 。（ １ ） 与转轴 接触 部分
的接触齿材 料是一种非金属复合材 料 ，具有耐 高温 、耐磨 、 耐油特 性 ， 自润滑性 好 ，不 易磨 损轴 径 ，不 会引起 轴发 热
和轴 系振动 ，能够保 持与轴始 终接触 而稳定 运行 ，密封 效
果好 ，减少漏 汽 ，机 组效率得 到提高 。（ ２ ） 汽封齿 的背部设 有单独 的弹簧压 力系统 ，具有 自动跟踪 转轴 ，尤其 是汽 轮 机启动停 止时 ，实现 自动跟踪 、自动补偿 ，完 全无 间 隙运 行。（ ３ ） 接触 汽封齿具 有精 确限位装 置 ，径 向后退 量２ ． ５ ｍ ｍ，
安全 隐患 ，提高 机组 的效率 ，决定在保 留梳齿 结构 和汽密
性基础 上 ，采用 目前 比较先进 的接触式 蜂窝汽 封技术 进行
技术改造。
６ ０
中国 设备工程 『２ ０ １ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ３ ￣６ Ｙ ］
润滑与密封
三、接触式蜂 窝汽封的原理及优点
接 触式 蜂 窝汽封 装 置是 接触 技术 与 蜂窝 技术 的结合 。 接触式 密封 是在 已有 的汽封 圈体 中心部分嵌入与轴 （ 套） 直接
二 、机组原汽封工作原 理及存在 问题
所 以检 修时人为放 大径 向间隙 ，以保 障机 组 的安 全 。（ ３ ） 泄
漏 的蒸汽顺 着轴 颈窜入 前轴 承室 ，造成 润滑 油严 重带 水 ， 导致调 节系统各部 件腐蚀 ，引起调节 系统部件 卡涩 ，影 响 调速 系统 的准确 性 。同时会 破坏轴瓦 与轴颈之 间 的润滑油 膜 ，使 轴承振动 增大 ，影 响汽轮机 的安 全运行 。（ ４ ） 低 压端 汽封密 封磨损后 ，大量气体漏 人排汽缸 ，严重 影响机组 真 空严密性 ，降低机组 出力和热经济性。 为彻底解决 梳齿密封 迷宫密 封漏汽 问题 ，消除机组 的
12MW汽轮机中的接触式蜂窝汽封
大提高 了汽轮机组的热效率 。利用蜂窝 网格对汽流产生磨擦阻
尼效应 ， 相 当于一层气垫 ， 有助于减小 轴振 。蜂窝带中的蜂窝 网
格对气流 中的水 分具有结露作用 ，并且接触式蜂窝汽封在普通
梳齿汽封上改造 比较 方便 ， 不用改变转子或汽封套结构 ， 只需参
照原 汽 封 圈 的尺 寸 即 可 。
压参数 ， 提高汽轮机效率 。
得到提高。 ②汽封齿 的背部设有单独的弹簧压力系统 ， 具有 自动
跟踪转轴 ， 尤其是汽轮机启动停止时 ， 实现 自动跟踪 、 自动补偿 ，
完全无 间隙运行 。 ③ 接触汽封齿具有精确 限位装置 ， 径 向后退量 ２ ． ５ ｍ ｍ， 径向前进量 ０ ． ５ ｍ ｍ， 具 有很高 灵敏度 ， 适应转 轴偏摆及
四、 改造方案 １ ． 前汽封改造的实施方案
作 者通联 ：广州珠 江啤 酒股份有限公 司热电厂 广州市新
港 东路磨碟 沙大街 ５ １ ０ ３ １ ５
［ 编辑 利 文］
Ｅ— ｍａ ｉ １ ： ｚ ｈ ｚ ｈ ｗ ９ ９ ＠２ １ ｅ ｎ ． ｔ ｏ ｍ
针对 ３ 汽机前轴封泄漏 大的情况 ， 将其前汽封的第七至十
扰流 的作用 。可有效地达到密封效果 ， 减少做功汽体泄漏 ， 在同
等 间隙 的情 况 下 ，其 泄 漏 量 比普 通梳 齿 汽 封 减 少 ３ ０ ％～ ５ ０ ％， 大
接 触式 汽封
汽封 套
图 ３ 后汽封改造后结构 图 五、 改造后机组的运行情况 改造后 ， ３ 汽轮机汽封漏汽明显减少 ， 由原来泄漏 ０ ． ４ ｔ ／ ｈ降 低至 ０ ． １ ｔ ／ ｈ ， 解决轴端 汽封 泄漏大的缺陷 ， 有 效解 决了汽封漏汽 进入轴承室造成汽机润滑油乳化失效 ，减少了更换汽轮机润滑 油的损失 ， 机组真空度提高 ｌ ｋ Ｐ ａ 。 Ｗ１ ３ ． ０ ６ — ３ ３
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 。
汽轮机密封技术的应用和发展
汽轮机密封技术的应用和发展摘要：文章从汽封的影响作用，汽轮机密封技术的使用，汽轮机密封技术的应用和发展前景三方面来分析。
关键词：汽轮机；汽封；应用；发展随着科技的发展汽轮机密封技术也得到了很快的发展，一批可用于极端环境条件的汽封出现在了市场上。
它们是蜂窝式汽封，有刷式汽封以及可调式汽封，这些汽封的出现带来了巨大的影响。
使用这些汽封进行密封可以提高汽轮机的工作性能，使其工作更加安全可靠。
同时还增加了其工作效率和热能利用率，减少了煤的消耗。
而且汽封如果能够进行自动调节，可以减少漏失量，防止转子碰撞而损坏，如果对这些汽封进行对比的话也有优劣之分，总的来看刷式和蜂窝汽封性能比较好。
不过科技还在前进，我们应该加大力度研究新的汽封。
一、汽封的影响作用目前汽轮机的制造技术已经十分的成熟，工艺已经非常的先进，可是有一项制约因素使得汽轮机的效率不能显著提高，这一制约因素就是漏汽。
汽封间隙太大使得漏汽率损耗中占到很大的比例，大约占到了40%。
所以汽封的性能非常的重要，不仅影响经济性而且影响可靠性。
1、汽轮机高压缸处汽封产生漏气的影响在汽轮机高压缸处有一汽封，它的主要作用是阻止蒸汽外泄，如果高压缸处的汽封的空隙增加0.05mm，那么效率就会降低0.4%-0.6%。
整个机组的能耗都会增加。
2、汽轮机低压缸处汽封产生漏气的影响在汽轮机低压缸处有一汽封，这个汽封的主要作用是阻止真空处有空气的进入，真空处进入空气会使得严密性降低，如果真空降低1kPa，整个机组的热量损耗就增加0.8%，消耗煤量增加2.0g（kW•h），这会对机组的经济性产生很大的影响，机组产生力就会明显不足，整个厂子用电量增加，消耗煤量也增加。
同时会增加汽轮机的反动度，使轴向的推动发生变化，进而影响机组的工作安全。
所以必须采用最新最好的汽封进行密封。
二、汽轮机密封技术的使用1 、碳精环以及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。
蜂窝汽封在汽轮发电机组的应用
２ ４ 单因素 模糊评 判 ．
单独 从一 个 因素 出发 进行 评判 ， 以确 定评 判 对
性级 别 。
象对 评价集 的隶属程 度 。令 表 示 因素 ｚ 于 对
等级 的隶 属度 ， 是专 家 和 现场 技 术人 员针 对 因
素ｚ 在等级 Ｖ 上 的投票 人 数 与 总人 数 之 比 。则 按
＋ ＋ （ ） ｓ
＋
（ ） 据建立 的模 糊综 合评判模 型 ， ２根 可以编 制常
减压 蒸馏装 置可靠 性评 判 软 件 ， 过计 算 机快 速 实 通 现 整个评判 过程 ， 有利 于现场 推广应 用 。 （ ） 际分析 时 ， ３实 可根据 具体情 况增减 模糊评 判 因素 ， 若需 进一 步分析 ， 可进 行二 阶模糊 综合评判 。
出版 社 ， ９ ｌ １９ ＿
对 于实 际 常减 压装 置 ， 过专 家 打 分和模 糊 统 通
［ ］ 阮 晓 刚 ， 永 有 ， 清友 ， ． 减 压 蒸 馏 装 置 常 压 塔 故 障 树 的 ２ 朱 刘 等 常
计计 算 出单 因素 评判集 ， 而确定模 糊关 系矩 阵 。 进 ２ ５ 模 糊综合评 判 ．
维普资讯
第 ４期
王 军 光 ， ： 窝 汽 封 在 汽 轮 发 电 机 组 的应 用 等 蜂
量不大 于 ２ ０ｔｈ 排 汽压力 １ Ｏ ４ ／ ； ． 二： ＭＰ ， 汽温度 ａ排
蜂 窝 汽封 中正 六边 形 的蜂 窝孔 是 由厚 度 仅 为
０ ０ ～Ｏ １ ． ５ ． ０ｍｍ 的耐高 温 Ｈａｔｌ ｙＸ合 金 经特 殊 ｓｅｌ — ｏ
（ ８ ±２ ） ， 汽 质量 流 量不 大于 ２ ０ｔｈ ２５ ５ ℃ 排 ２ ／ 。该 机
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。
蜂窝式密封技术在金山热电厂汽轮机轴封改造中的应用
空度 ， 真空严密性试验时常不合格 。
２ 改造 工程介 绍
低压前后轴封（ ８ 道） 。 安装位置 ： 低压端部轴封
共 ４圈 ， 由 内而外 蜂 窝 、 触及、 触及、 蜂 窝 汽封 ； 汽 封 形式 ： 可 调触 及式 蜂窝 汽 封 （ ４ ）可调 蜂 窝汽封 （ ４ ） ；
不 需要 对原 有 的汽封 套 和转 子作 任何改 动 ，只
需 将汽 封套 内的原梳 齿式 汽 封拆 除 ，更换为 蜂窝式
汽封 即可 。因原 来 安装 的梳 齿式 汽封 为 不可 调式 ，
更 换后 的蜂 窝式 汽封 为可 调 式 ，对于方 便 间隙调整 和缩短 检修 时间 、 提高工 作 效率具 有重要 意义 。
１号和 ２号轴承 处 布置 了很多 与轴 承温 度和 轴承振 动 等相关 的保 护 电缆 ， 漏 出的高 温蒸 汽易 使 电缆老 化、 短路 ，危及 机组 安全 运行 。 ③ 由于漏 汽量大 ， 有
（ 从 缸 内到 外 数 ） ； 汽封 形 式 ： 可 调 触 及 式 蜂 窝 汽封
（ ２ ）可 调蜂 窝 汽 封 （ ６ ） ； 汽封 齿 间隙值 ： 上、 下 ０ ． ５ ５ 土０ ． ０ ５ ；左 、 右０ ． ３ ０ 土０ ． ０ ５ ； 触 及 内环 间 隙值 ： ０ ． ０ ５
１ 概 述
有限公司提供 。
２ ． １ 改 造 方 法
金 山 热 电厂 １ 汽 轮机 为 东 方 汽 轮 机 厂 生 产 的
Ｃ Ｚ Ｋ３ ０ ０ —１ ６ ． ７ ／ ０ ． ４ ／ ５ ３ ７ ／ ５ ３ ７型 亚 临 界 、 一 次 中 间 再热、 单轴 双 缸双 排 汽 、 直 接空 冷 凝 汽式 汽 轮 机 （ 全 电调型 ） ， 其中， 高压 内缸 进 汽 喷嘴 阻汽 片 ３ 道， 高压 叶顶 阻汽片 １ —９级 （ ４ ５ 道齿） 和 中压 叶顶阻 汽片 １ —
新型汽封型式及应用探讨
新型汽封型式及应用探讨一、汽封对汽轮机组安全经济运行的重要影响汽轮机出现一百多年来，其技术理论已日趋完善，在现有的汽轮机技术理论，制造工艺和应用材料基础上，大幅度提高汽轮机内效率是不现实的，但是通过减小汽轮机汽封与转子动静配合间隙达到减少漏汽的目的，是提高汽轮机运行效率主要途径，尤其现代大容量高参数的汽轮机，间隙漏汽对汽轮机效率的影响更大。
以国产引进型MW300机组为例，高中压间平衡环汽封实际运行间隙均在0.8mm 以上，根据实验测得的数据，仅通过这部分汽封漏汽所造成的漏汽损失就使机组热耗增加60kJ/kWh以上，折合标准煤2克以上。
因此减少汽封间隙漏汽对汽轮机效率的提高至关重要。
但是，汽轮机是高速旋转机械，在减少通流间隙漏汽（即汽封漏汽）的同时又要兼顾到机组动静碰磨的安全性，尽管机组运行中启机不畅，甚至造成重大弯轴重大事故得原因可能是多方面的，但是结果所反映出来的根本原因是由于动静碰磨所造成的，事故映出来的是动静间隙的问题。
以MW200机组为例，80年代初期，弯轴现象时有发生，真对MW200机组的弯轴现象，90年原能源部下文要求电厂和将MW200机组前轴封部分汽封间隙调为1—1.2mm，以牺牲机组的经济性来保证安全性。
汽封兼顾着安全、经济的双重责任，所以人们一直在探求新的汽封结构型式，以解决既能够大幅度提高密封性能、又能满足机组安全运行这一长期困扰汽机专业人员的两难问题二、汽封密封型式及原理旋转机械所采用的密封形式均是被动形式，可分为接触式和非接触式两种。
接触式密封泄漏量最小，理论泄漏量为“0”，应是理想的密封形式。
但是，由于汽轮机是在高温高压状态下高速旋转机械设备，运行过程中要伴随缸体热梯度变形、启停过临界转速时振动增大进而产生旋转磨擦等现象，均会使接触式的密封体产生磨损，形成动态间隙，碰磨是绝对的，不磨是相对的，因此，汽轮机运行的动态过程中，转子与汽封是始终存有间隙的，即在汽轮机这种高速旋转设备上只存在有非接触的密封形式，所谓的接触式密封形式也只是相对于非接触式密封而言，间隙相对较小而已。
蜂窝密封的设计、仿真及其应用研究
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｈｉｇｈ￣ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｅａｍ ｌｅａｋａｇｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅａｍ ｔｕｒｂｉｎｅ ｕｓｅｄ ｂｙ ａ ｌａｒｇｅ ｃｏａｌ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅꎬ ｔｈｅ ｆｒｏｎｔ
ｓｔｅａｍ ｓｅａｌ ｏｆ ｓｔｅａｍ ｔｕｒｂｉｎｅ ｗａｓ ｒｅｆｏｒｍｅｄꎬ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ ｓｅａｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎꎬ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅａｍ ｔｕｒｂｉｎｅ ｆｒｏｎｔ ｓｅａｌ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ. Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｌａｂｙｒｉｎｔｈ ｓｅａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬ ｔｈｅ ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ ｓｅａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄꎻ
用过程中容易发生转子形变ꎬ为了避免损坏转子ꎬ密封
间隙不能设计得过小ꎬ但这会导致汽封的密封性能降
低ꎻ(２) 梳齿密封在较高转速下可能产生流体激振ꎬ影
响汽轮机工作稳定性 [２] ꎮ
与梳齿密封相比ꎬ蜂窝密封不仅具有良好的密封
特性ꎬ更具有优良的转子动力特性 [３￣７] ꎮ 其主要原因在
于ꎬ蜂窝密封的蜂窝芯格拥有独立的六边形腔体ꎬ从而
２ ５５. ４
梳齿密封齿根圆内径 / ｍｍ
２５６. ２
梳齿密封齿顶圆内径 / ｍｍ
１. ２ 存在的问题
２５０. ８
原梳齿密封转子齿与密封内壁面的半径间隙为
蜂窝汽封在坨电公司55MW汽轮机上的应用
２０ ０
鲁
４ 结
论
蠢 １ ５ ０
钽 撼 １０ ０
５ ０ Ｏ
沿空留巷巷旁支护体成本低廉 ，可有效地控制
沿空 留巷 围岩 变形 ，为巷 旁支 护提 供 了一 条新 的技 术途径。
２ ０ ４ ０ ６ ０ ８ ０ １０ ０
作 者简 介 ： 学会 （９ ８ ） 男 ， 苏 铜 山人 ，９ １年 毕 业 权 １５ 一 ， 江 １９ 于 北 京 煤 炭 干 部 管 理 学 院 采矿 工 程 管理 专 业 ， 州 矿 务 集 团 徐
６ ３ １ Ｊ（ Ｗｈ 。 ４ ． ７ ／ｋ ） ｋ 机 组 的轴封 压力 由改造 前 的 ０ ０ ａ减 小 到 ． ６ＭＰ
温合金材质 ， 芯格尺寸越小 ， 板材越薄 。蜂窝带与汽 封 圈利 用 高温 真 空 钎 焊 焊 接 在一 起 ，工 艺 十 分 复
设备。如何使汽轮机运转时转子与汽封保持最为有 效、 安全的间隙 ， 是一个至关重要的问题。现代火力 发电厂汽轮机普遍采用梳齿式迷宫汽封 ，其密封原
了沿空 留巷 围岩变 形 。留巷期 间两 帮相对 移 近量 小
３０ ０ ２０ ５
于 ２０ｍ 下 帮顶 底板 相 对移 近量 小 于 ２ ０ｍｍ， ５ ｍ， ０ 上 帮 顶底板 相 对移 近量小 于 ２０ｍ ５ ｍ。
有 限 公 司 张 集煤 矿 工 程 师 。
采 后 距 回采 面 距 离／ ｍ
１ —— 两帮移近量曲线 ；——上帮顶底移近量变化曲线；——下帮 ２ ３ 顶底移近量变化曲线
（ 稿 日期 ：０ ５ １ — ２ 收 ２０ －０ １ ）
圈 ｌ 工 作 面 后 方 围岩 变形 与工 作 面 距 离 的关 系
由图 １ 可见 。采用新型巷旁支护材料有效控制
汽轮机各种型式汽封的应用
转载汽轮机各种型式汽封的应用原文地址:汽轮机各种型式汽封的应用作者:cneclub 出自北方电力论坛一引言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。
二各型式汽封简要介绍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圈及汽封套筒(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。
汽封环是借助外圆上两凸肩安装在轴套(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。
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
汽轮机各种型式汽封的应用
汽轮机各种型式汽封的应用一引言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。
二各型式汽封简要介绍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。
蜂窝汽封在6MW抽凝式汽轮机轴端汽封上的应用
摘
要 ：对两 台Ｃ — ５８ ６ ３ ／￣抽凝 式汽轮机轴端汽封进行 了改造 ，使 其漏汽量减少０６ ．／ ，产生 了可观 ． ０９ ｈ ｔ
的经济和社会效益 。 关键词 ：抽凝式汽轮机 ；蜂窝汽封 ；轴端汽封 ；迷宫式 汽封
中图分类号 ：Ｔ ２ ３２ Ｋ ６． 文献标识码 ：Ｂ
汽轮机轴封 系统可在转 子轴端 形成蒸汽 密封 ，防止高 压部分汽 缸内的蒸汽外漏 ，可造成轴 承油 内进水和蒸汽 能
压力 由ｐ降到Ｐ。就 这样 ，蒸汽 流经 过最 后一 个汽 封蓖 齿 ： ，
排 汽缸 ，严重影 响汽轮机真 空严密性 ，使机组启 动抽 真空 时 间延 长 、凝汽器 实际运行平 均真空度偏 低 ，降低 了机组
出力和热经济性。
时 ，压力降至ｐ，已与大气压力 相差 很小。所以 ，在一定 的 压差下 ，汽封齿越 多 ，每个 蓖齿 前后 的压差就越 小 ，漏汽 量也越少 ，当汽封蓖齿数量足够多时 ，漏 汽量 为零 。但是 ， 由于齿 间为环形腔 室 ，环 向流 动大大减少 了涡流 降速的效
空 ，使汽轮机的热经济性下 降。
一
生 变化 ，以及 汽流进入蓖齿 密封的密封 腔室 时发生轴 的 自
、
梳齿式迷宫汽封的原理及其存在问题
激振 动 ，轴封 蓖齿磨损非常严重 。在 １ 号机组大修期 间进行
了测 量 ，发 现转 子前 轴封处 的蓖 齿 高度 已经 磨短 了０５ — ． ５
１梳齿式迷宫 汽封 的工作原理 ． 某热 电厂 两台Ｃ — ５８ ６ ３／型抽凝式汽轮机轴端 汽封设计 采
用非 接触式 的梳齿 式迷宫 汽封 ，其工作 原理 为 ：一定压 力
的蒸 汽 流 经 梳 齿 式 迷 宫 汽 封 时 ，必 须 依 次 经 过 汽 封 蓖 齿 尖
蜂窝汽封在汽轮机上的研究应用
蜂窝汽封在汽轮机上的研究应用【摘要】我公司汽轮机存在汽耗率较高的现象，通过测试发现汽轮机轴封漏汽现象较为严重。
导致机组汽耗量增加、效率降低，并且轴封泄漏的蒸汽能沿轴向进入汽轮机前后轴承室内，导致汽轮机润滑油内含水，造成油质恶化。
通过此次对蜂窝汽封的研究应用，使汽轮机轴封密封性能和寿命得到了大幅提高，有效提高了机组的效率；增加机组运行安全性的同时又可达到节能降耗的目的。
【关键词】汽轮机；汽封；蜂窝；节能0.项目简介我公司汽轮机存在汽耗率较高的现象，通过测试发现汽轮机轴封漏汽现象较为严重。
导致机组汽耗量增加、效率降低，并且轴封泄漏的蒸汽能沿轴向进入汽轮机前后轴承室内，导致汽轮机润滑油内含水，造成油质恶化。
汽轮机是在高速下旋转设备，而转动部分和静止部分之间必须有一定的间隙，以防磨擦造成设备损坏，因此除了绝大部分从导叶、动叶的通道中流过做功外，一小部分会从各种间隙中流过而不做功，成为一种损失，降低了机组的效率。
为减少蒸汽由这些间隙漏出，于是装设了汽封装置。
一般高参数大容量机组的汽封多为迷宫式的。
我公司汽轮机的汽封在此前全部使用传统的梳齿汽封，由于汽轮机转子中心的运行轨迹是椭圆形轨迹。
在汽机启、停机过程中，当转子达到临界转速时，转子的振动最大。
在转子中心轨迹长轴方向上，转子势必要接触汽封的密封齿。
当汽轮机高速旋转的转子和汽封齿接触时，一方面汽封齿迅速被磨掉，密封间隙得不到保障。
另一方面，即便汽封齿做的很薄，如果和轴接触时间较长，也同样发生汽轮机转子被磨损的现象，使得转子局部瞬间发热造成大轴弯曲，安全性很差。
鉴于以上原因，在安装汽封时，一般把汽封间隙作的很大，以牺牲经济效益为代价来获得机组的安全，使漏汽量增大，从而可能导致下述严重后果：（1）机组运行过程中，蒸汽漏入润滑油内，破坏油质，甚至造成油质乳化，威胁机组安全运行。
（2）漏汽量增大，汽流激振，蒸汽振荡造成机组振动，直接威胁机组安全运行。
（3）级间漏汽量增大，汽机级效率降低，导致各缸内效率降低，因而引起汽耗和煤耗增加。
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。
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蜂窝汽封在汽轮机上的研究应用
【摘要】我公司汽轮机存在汽耗率较高的现象，通过测试发现汽轮机轴封漏汽现象较为严重。
导致机组汽耗量增加、效率降低，并且轴封泄漏的蒸汽能沿轴向进入汽轮机前后轴承室内，导致汽轮机润滑油内含水，造成油质恶化。
通过此次对蜂窝汽封的研究应用，使汽轮机轴封密封性能和寿命得到了大幅提高，有效提高了机组的效率；增加机组运行安全性的同时又可达到节能降耗的目的。
【关键词】汽轮机；汽封；蜂窝；节能
0.项目简介
我公司汽轮机存在汽耗率较高的现象，通过测试发现汽轮机轴封漏汽现象较为严重。
导致机组汽耗量增加、效率降低，并且轴封泄漏的蒸汽能沿轴向进入汽轮机前后轴承室内，导致汽轮机润滑油内含水，造成油质恶化。
汽轮机是在高速下旋转设备，而转动部分和静止部分之间必须有一定的间隙，以防磨擦造成设备损坏，因此除了绝大部分从导叶、动叶的通道中流过做功外，一小部分会从各种间隙中流过而不做功，成为一种损失，降低了机组的效率。
为减少蒸汽由这些间隙漏出，于是装设了汽封装置。
一般高参数大容量机组的汽封多为迷宫式的。
我公司汽轮机的汽封在此前全部使用传统的梳齿汽封，由于汽轮机转子中心的运行轨迹是椭圆形轨迹。
在汽机启、停机过程中，当转子达到临界转速时，转子的振动最大。
在转子中心轨迹长轴方向上，转子势必要接触汽封的密封齿。
当汽轮机高速旋转的转子和汽封齿接触时，一方面汽封齿迅速被磨掉，密
封间隙得不到保障。
另一方面，即便汽封齿做的很薄，如果和轴接触时间较长，也同样发生汽轮机转子被磨损的现象，使得转子局部瞬间发热造成大轴弯曲，安全性很差。
鉴于以上原因，在安装汽封时，一般把汽封间隙作的很大，以牺牲经济效益为代价来获得机组的安全，使漏汽量增大，从而可能导致下述严重后果：
（1）机组运行过程中，蒸汽漏入润滑油内，破坏油质，甚至造成油质乳化，威胁机组安全运行。
（2）漏汽量增大，汽流激振，蒸汽振荡造成机组振动，直接威胁机组安全运行。
（3）级间漏汽量增大，汽机级效率降低，导致各缸内效率降低，因而引起汽耗和煤耗增加。
（4）高、低压轴端汽封密封不严，引起真空降低，汽机效率下降，煤耗增大。
（5）梳齿式汽封易磨损，使用寿命短，在机组每次大修时必须进行更换，且检修工艺繁琐，耗费人力物力。
蜂窝汽封最早应用于航天领域，适用于高温、高压差的密封。
近年逐渐应用于各种机械中的油、蒸汽等带压介质的密封，在同样的压力和间隙条件下，蜂窝式密封与传统梳齿式汽封相比，泄漏量将减少70%左右；同时减少轴封的供汽量，使更多的蒸汽作有用功；另外，换可有效解决油中进水问题。
从而达到降能节耗的效果。
1.蜂窝式汽封的密封原理
1.1汽旋效应
由于轴系的高速旋转，使汽流形成螺旋方式向前流动，当汽流经过蜂窝带时，被分解的汽流在风格的微小空间形成汽旋，这些汽旋在轴与蜂窝带之间形成很多道汽帘，同时在蜂窝带顶部与轴颈表面之间的汽体在高速旋转下形成一层汽膜，在径向和轴向上产生强烈的阻尼作用，防止了蒸汽的泄漏。
1.2阻透效应
梳齿汽封由于产生的双向阻尼作用较小，导致汽流越过各齿顶流向低压侧，产生泄漏。
而蜂窝汽封由于双向阻尼作用较大，而且蜂窝带受热面加大，使汽流动能充分向热能转换，有效减少透气效应带来的泄漏。
1.3热力学效应
由于高效的阻透效应使蒸汽的动能充分转换成热能，减小了蒸汽的动能，同时特殊的蜂窝网格结构也减少了汽体流动时的动能，因此蜂窝汽封可大大降低蒸汽的泄漏量。
1.4密封比面
梳齿汽封均为线形密封，而蜂窝汽封为面密封，增加了密封比面，有效的提高了密封效果，同时由于其结构特殊，机组在启停过程中通过临界转速时，，有效的保护转子不受磨损，延长了设备使用寿命。
2.蜂窝汽封的优点
密封效果较高：从蜂窝汽封的密封原理以及在我公司的应用来看，密封效果较传统汽封明显要高，汽耗率明显较使用传统汽封时
降低；使用寿命长：同等使用条件下较传统汽封的使用寿命约长1倍多，可以使用2～3个大修期，其特殊的结构使弹簧可以充分的发挥退让作用，防止了对转子的损伤，而传统汽封汽封齿是线形接触，导致汽封弹簧不能灵敏的退让，在与转子接触时极易磨损，对转子易造成伤害。
因此在2013年我公司4#机大修期间、5#机大修期间，分别对这两台机组轴间汽封进行了改造，安装使用了蜂窝汽封。
改造完成后，通过长时间的运行分析发现，更换后汽耗量明显降低，润滑油内含水现象明显减少，不仅提高了机组效率，又防止了油质恶化降低材料消耗。
3.经济性分析
改造成本：两台机组改造蜂窝汽封合计价格（含安装费）约55
万元（1#机25万元，4#机30万元）。
经统计，1#机组平均汽耗量降低1.2t/h，4#机组平均汽耗量降低1.1t/h，全年运行时间按6500小时计算，中温中压蒸汽参数下焓值查表为3300kj/kg，计算如下：
1#汽轮机：节约蒸汽热量为：1.2*1000*3300*6500=25740gj，折合标煤约878t，标煤价格以600元计算，每年可节约成本约52.7万元。
2009年去除改造费用25万元，可节支27.7万元。
4#汽轮机：节约蒸汽热量为：1.1*1000*3300*6500=23595gj，折合标煤约804t，标煤价格以600元计算，每年可节约成本约48.3元。
2011年去除改造费用30万元，可节支18.3万元。
另外汽轮机油中不进水，油的使用寿命得到延长，过去每个月两台机组需补充#46汽轮机油约340kg，其市场价格为14元/kg，每年可节省材料费约6万元。
4.结论
蜂窝接触式汽封与迷宫汽封相比，其密封性能和寿命有了大幅提高，有效提高了机组的效率；有效的增加了机组的安全性又可节能降耗。
蜂窝接触式汽封的使用应大力推广。