介紹汽輪機(jī)新型汽封結(jié)構(gòu)

1、第四小組第四小組 汽封是汽輪機(jī)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行不可汽封是汽輪機(jī)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行不可缺少的重要組成部分，汽封密封性能缺少的重要組成部分，汽封密封性能的優(yōu)劣，對(duì)汽輪機(jī)性能有相當(dāng)大的影的優(yōu)劣，對(duì)汽輪機(jī)性能有相當(dāng)大的影響。汽封的優(yōu)化設(shè)計(jì)會(huì)使汽輪機(jī)的效響。汽封的優(yōu)化設(shè)計(jì)會(huì)使汽輪機(jī)的效率得到有效提高。因此為提高機(jī)組安率得到有效提高。因此為提高機(jī)組安全性和經(jīng)濟(jì)性，降低漏汽損失，采用全性和經(jīng)濟(jì)性，降低漏汽損失，采用先進(jìn)汽封技術(shù)對(duì)原有的傳統(tǒng)汽封進(jìn)行先進(jìn)汽封技術(shù)對(duì)原有的傳統(tǒng)汽封進(jìn)行改造是十分必要的。改造是十分必要的。 自調(diào)整汽封改自調(diào)整汽封改進(jìn)了曲徑汽封塊背進(jìn)了曲徑汽封塊背部采用板彈簧的退部采用板彈簧的退讓結(jié)構(gòu)讓結(jié)構(gòu) ,

2、將螺旋彈將螺旋彈簧安裝在兩個(gè)相鄰簧安裝在兩個(gè)相鄰汽封塊的周向斷面汽封塊的周向斷面(圖圖1) ,自調(diào)整汽封自調(diào)整汽封(圖圖1) 齒的形式仍采用傳統(tǒng)汽封的直齒結(jié)構(gòu)齒的形式仍采用傳統(tǒng)汽封的直齒結(jié)構(gòu) ,其密封作用其密封作用主要是由于汽封塊合攏時(shí)縮小了徑向間隙主要是由于汽封塊合攏時(shí)縮小了徑向間隙 ,從而減從而減少汽封漏汽流量。在汽封塊處于自由狀態(tài)和空負(fù)少汽封漏汽流量。在汽封塊處于自由狀態(tài)和空負(fù)荷工況下荷工況下, 由于螺旋彈簧的彈力作用由于螺旋彈簧的彈力作用 ,汽封塊張開汽封塊張開,使徑向間隙總量為使徑向間隙總量為(1 . 752 . 00) mm ,大于傳統(tǒng)大于傳統(tǒng)汽封的間隙值汽封的間隙值 ,避免或減輕

3、了機(jī)組起停過程中過臨避免或減輕了機(jī)組起停過程中過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)由于振動(dòng)及變形而導(dǎo)致的汽封齒與主軸界轉(zhuǎn)速時(shí)由于振動(dòng)及變形而導(dǎo)致的汽封齒與主軸碰磨。隨著負(fù)荷增加碰磨。隨著負(fù)荷增加 ,汽封塊背部所承受的蒸汽壓汽封塊背部所承受的蒸汽壓力逐漸增大并克服彈簧張力力逐漸增大并克服彈簧張力 , 使汽封塊逐漸合攏使汽封塊逐漸合攏 , 徑向間隙逐步減小。在徑向間隙逐步減小。在 20 %額定負(fù)荷時(shí)額定負(fù)荷時(shí) , 各級(jí)汽各級(jí)汽封塊完全合攏封塊完全合攏 , 達(dá)到設(shè)計(jì)最小徑向間隙值達(dá)到設(shè)計(jì)最小徑向間隙值(0 . 250 . 50) mm ,小于傳統(tǒng)曲封小于傳統(tǒng)曲封 ,而低壓部分不宜采用。而低壓部分不宜采用。該型汽封根據(jù)蜂窩狀

4、阻汽原理設(shè)計(jì)( 圖 2) ,汽封組件包括汽封環(huán)、蜂窩帶、調(diào)整塊和調(diào)整墊片等部件。蜂窩帶由厚度為(0 . 050 . 1) mm 的海斯特鎳基耐高溫合金( hastello y - x) 薄板加工成正六棱形孔狀結(jié)構(gòu) ,工作溫度可達(dá) 1 000 。汽封環(huán)材質(zhì)為 15CrMoA ,在550 以下工作時(shí)具有較高的熱強(qiáng)性和足夠的抗氧化性。蜂窩式汽封(圖2)蜂窩式汽封具有以下特點(diǎn)蜂窩式汽封具有以下特點(diǎn):(1) 蜂窩帶由合金制成 ,耐高溫 ,質(zhì)地較軟 ,與轉(zhuǎn)子碰磨時(shí) ,對(duì)轉(zhuǎn)子傷害較輕。(2) 蜂窩帶釬焊在曲徑汽封相鄰高齒中間部位 ,尺寸較寬 ,軸上凸臺(tái)始終對(duì)著蜂窩帶 ,能保持良好的密封間隙。(3) 蜂窩式汽

5、封的安裝間隙可取原標(biāo)準(zhǔn)間隙的下限 ,密封間隙較小 ,此外蜂窩結(jié)構(gòu)相對(duì)于徑汽封的環(huán)形腔室可大大降低泄漏蒸汽的流速 ,使渦流阻尼作用增強(qiáng) ,進(jìn)入蜂窩孔的蒸汽充滿蜂窩孔后反流出 ,對(duì)迎面泄漏來的蒸汽產(chǎn)生阻滯作用 ,因此密封效果較好。試驗(yàn)表明 ,在相同汽封間隙和壓差的條件下 ,蜂窩式汽封比曲徑汽封平均減小泄漏損失約 30 %50 % 。(4) 每個(gè)蜂窩帶都可收集水 ,并通過背部的環(huán)形槽疏水 ,提高濕蒸汽區(qū)葉片通道上的去濕能力 ,減少末幾級(jí)動(dòng)葉的水蝕 ,其缺點(diǎn)是易于結(jié)垢。(5) 蒸汽充滿蜂窩孔后反流出 ,在軸的汽封套表面形成一層汽墊 ,增強(qiáng)了軸的振動(dòng)阻尼 ,削弱軸的振動(dòng) ,阻礙了汽流激振的形成。西安交通

6、大學(xué)葉輪機(jī)械研究所對(duì)蜂窩式汽封和曲徑汽封的流動(dòng)性能進(jìn)行研究結(jié)果表明 ,在汽封前后壓差、汽封間隙相同的情況下 ,蜂窩式汽封比曲徑汽封具有較小的泄漏量 。刷子汽封刷子汽封安裝間隙較小 ,在國(guó)外被廣泛應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)和壓氣機(jī)動(dòng)葉頂。哈汽生產(chǎn)的葉頂刷子汽封齒厚約 1 mm ,是由直徑僅為 0 . 05 mm 的鋼絲網(wǎng)組成 ,由于鋼絲網(wǎng)緊密相壓 ,且汽封安裝間隙約為 0 . 1 mm ,因此通過的工質(zhì)極少。此外 ,刷子汽封具有良好的彈性 ,一旦與轉(zhuǎn)子發(fā)生碰磨 ,刷子不易被磨掉 ,并且對(duì)軸傷害輕微。刷子汽封 接觸汽封TNQ系列汽封 汽輪機(jī)經(jīng)過百年發(fā)展，一個(gè)真正沒有徹底解決的問題就是汽封泄漏問題。汽輪機(jī)泄漏嚴(yán)

7、重影響汽輪機(jī)的工作效率和火電廠的煤耗。經(jīng)棳威部門統(tǒng)計(jì)，如能徹底解決汽輪機(jī)漏汽問題。每年全國(guó)火力發(fā)電廠就可節(jié)約煤碳1000萬噸。但徹底解決汽輪機(jī)漏汽問題，其難度是非同尋常的。 目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)研制出許多先進(jìn)的汽封裝置，但歸根結(jié)底都是非接觸的間隙汽封，沒有徹底解決汽封漏汽問題。而“王常春接觸汽封”開創(chuàng)了歷史的先河，突破了密封禁區(qū)，發(fā)明了在高溫高壓蒸汽介質(zhì)下的無間隙“接觸式汽封”。 “王常春接觸式汽封”的發(fā)明是開拓性的，為汽輪機(jī)縮小體積、減少制造成本，提高汽輪機(jī)工作效率、降低魽耗作出重大貢獻(xiàn)。目前“王常春接觸汽封”已經(jīng)在各大電廠廣泛使用，取得顯著成果，已經(jīng)帶來并且將會(huì)不斷帶來巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益節(jié)

8、點(diǎn)側(cè)齒型汽封v 節(jié)點(diǎn)側(cè)齒型汽封(如下圖)是在原有汽封結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，不改變?cè)薪Y(jié)構(gòu)，安裝調(diào)試與原汽封相同，另外其特點(diǎn)是保留原梳齒式汽封的結(jié)構(gòu)幾何尺寸與間隙設(shè)計(jì)值，保證其運(yùn)行的安全性。該類汽封在現(xiàn)有齒上加工出側(cè)齒和底齒，在有限空間內(nèi)加大迷宮腔大小，增加摩阻效應(yīng)，這樣蒸汽通過汽封齒后動(dòng)能轉(zhuǎn)化徹底，打破原梳齒型汽封結(jié)構(gòu)特征，采用高齒低齒更高齒低齒的結(jié)構(gòu)，且在高齒上帶有不同數(shù)量的側(cè)齒。因此在相同的汽封段內(nèi)，蒸汽泄漏時(shí)經(jīng)過的齒數(shù)增加，使漏汽量減少。 v與蜂窩型汽封相比，節(jié)點(diǎn)側(cè)齒型汽封有如下優(yōu)點(diǎn)：v(1)用傳統(tǒng)方式安裝調(diào)試，檢修安裝人員無需再經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)。v(2)較安全。同種材質(zhì)、相同外型尺寸、不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路，繼承原梳齒型汽