介绍汽轮机新型汽封结构

1、第四小组第四小组 汽封是汽轮机安全经济运行不可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响。汽封的优化设计会使汽轮机的效率得到有效提高。因此为提高机组安率得到有效提高。因此为提高机组安全性和经济性，降低漏汽损失，采用全性和经济性，降低漏汽损失，采用先进汽封技术对原有的传统汽封进行先进汽封技术对原有的传统汽封进行改造是十分必要的。改造是十分必要的。 自调整汽封改自调整汽封改进了曲径汽封块背进了曲径汽封块背部采用板弹簧的退部采用板弹簧的退让结构让结构 ,

2、将螺旋弹将螺旋弹簧安装在两个相邻簧安装在两个相邻汽封块的周向断面汽封块的周向断面(图图1) ,自调整汽封自调整汽封(图图1) 齿的形式仍采用传统汽封的直齿结构齿的形式仍采用传统汽封的直齿结构 ,其密封作用其密封作用主要是由于汽封块合拢时缩小了径向间隙主要是由于汽封块合拢时缩小了径向间隙 ,从而减从而减少汽封漏汽流量。在汽封块处于自由状态和空负少汽封漏汽流量。在汽封块处于自由状态和空负荷工况下荷工况下, 由于螺旋弹簧的弹力作用由于螺旋弹簧的弹力作用 ,汽封块张开汽封块张开,使径向间隙总量为使径向间隙总量为(1 . 752 . 00) mm ,大于传统大于传统汽封的间隙值汽封的间隙值 ,避免或减轻

3、了机组起停过程中过临避免或减轻了机组起停过程中过临界转速时由于振动及变形而导致的汽封齿与主轴界转速时由于振动及变形而导致的汽封齿与主轴碰磨。随着负荷增加碰磨。随着负荷增加 ,汽封块背部所承受的蒸汽压汽封块背部所承受的蒸汽压力逐渐增大并克服弹簧张力力逐渐增大并克服弹簧张力 , 使汽封块逐渐合拢使汽封块逐渐合拢 , 径向间隙逐步减小。在径向间隙逐步减小。在 20 %额定负荷时额定负荷时 , 各级汽各级汽封块完全合拢封块完全合拢 , 达到设计最小径向间隙值达到设计最小径向间隙值(0 . 250 . 50) mm ,小于传统曲封小于传统曲封 ,而低压部分不宜采用。而低压部分不宜采用。该型汽封根据蜂窝状

4、阻汽原理设计( 图 2) ,汽封组件包括汽封环、蜂窝带、调整块和调整垫片等部件。蜂窝带由厚度为(0 . 050 . 1) mm 的海斯特镍基耐高温合金( hastello y - x) 薄板加工成正六棱形孔状结构 ,工作温度可达 1 000 。汽封环材质为 15CrMoA ,在550 以下工作时具有较高的热强性和足够的抗氧化性。蜂窝式汽封(图2)蜂窝式汽封具有以下特点蜂窝式汽封具有以下特点:(1) 蜂窝带由合金制成 ,耐高温 ,质地较软 ,与转子碰磨时 ,对转子伤害较轻。(2) 蜂窝带钎焊在曲径汽封相邻高齿中间部位 ,尺寸较宽 ,轴上凸台始终对着蜂窝带 ,能保持良好的密封间隙。(3) 蜂窝式汽

5、封的安装间隙可取原标准间隙的下限 ,密封间隙较小 ,此外蜂窝结构相对于径汽封的环形腔室可大大降低泄漏蒸汽的流速 ,使涡流阻尼作用增强 ,进入蜂窝孔的蒸汽充满蜂窝孔后反流出 ,对迎面泄漏来的蒸汽产生阻滞作用 ,因此密封效果较好。试验表明 ,在相同汽封间隙和压差的条件下 ,蜂窝式汽封比曲径汽封平均减小泄漏损失约 30 %50 % 。(4) 每个蜂窝带都可收集水 ,并通过背部的环形槽疏水 ,提高湿蒸汽区叶片通道上的去湿能力 ,减少末几级动叶的水蚀 ,其缺点是易于结垢。(5) 蒸汽充满蜂窝孔后反流出 ,在轴的汽封套表面形成一层汽垫 ,增强了轴的振动阻尼 ,削弱轴的振动 ,阻碍了汽流激振的形成。西安交通

6、大学叶轮机械研究所对蜂窝式汽封和曲径汽封的流动性能进行研究结果表明 ,在汽封前后压差、汽封间隙相同的情况下 ,蜂窝式汽封比曲径汽封具有较小的泄漏量 。刷子汽封刷子汽封安装间隙较小 ,在国外被广泛应用于燃气轮机和压气机动叶顶。哈汽生产的叶顶刷子汽封齿厚约 1 mm ,是由直径仅为 0 . 05 mm 的钢丝网组成 ,由于钢丝网紧密相压 ,且汽封安装间隙约为 0 . 1 mm ,因此通过的工质极少。此外 ,刷子汽封具有良好的弹性 ,一旦与转子发生碰磨 ,刷子不易被磨掉 ,并且对轴伤害轻微。刷子汽封 接触汽封TNQ系列汽封 汽轮机经过百年发展，一个真正没有彻底解决的问题就是汽封泄漏问题。汽轮机泄漏严

7、重影响汽轮机的工作效率和火电厂的煤耗。经棳威部门统计，如能彻底解决汽轮机漏汽问题。每年全国火力发电厂就可节约煤碳1000万吨。但彻底解决汽轮机漏汽问题，其难度是非同寻常的。 目前国际、国内研制出许多先进的汽封装置，但归根结底都是非接触的间隙汽封，没有彻底解决汽封漏汽问题。而“王常春接触汽封”开创了历史的先河，突破了密封禁区，发明了在高温高压蒸汽介质下的无间隙“接触式汽封”。 “王常春接触式汽封”的发明是开拓性的，为汽轮机缩小体积、减少制造成本，提高汽轮机工作效率、降低魽耗作出重大贡献。目前“王常春接触汽封”已经在各大电厂广泛使用，取得显著成果，已经带来并且将会不断带来巨大的社会效益和经济效益节

8、点侧齿型汽封v 节点侧齿型汽封(如下图)是在原有汽封结构的基础上进行设计，不改变原有结构，安装调试与原汽封相同，另外其特点是保留原梳齿式汽封的结构几何尺寸与间隙设计值，保证其运行的安全性。该类汽封在现有齿上加工出侧齿和底齿，在有限空间内加大迷宫腔大小，增加摩阻效应，这样蒸汽通过汽封齿后动能转化彻底，打破原梳齿型汽封结构特征，采用高齿低齿更高齿低齿的结构，且在高齿上带有不同数量的侧齿。因此在相同的汽封段内，蒸汽泄漏时经过的齿数增加，使漏汽量减少。 v与蜂窝型汽封相比，节点侧齿型汽封有如下优点：v(1)用传统方式安装调试，检修安装人员无需再经过技术培训。v(2)较安全。同种材质、相同外型尺寸、不同内部结构的设计思路，继承原梳齿型汽