淺談汽輪機的汽封形式和特性

1、    淺談汽輪機的汽封形式和特性    張曉東摘要：汽輪機的傳統(tǒng)汽封進行了改造和革新設(shè)計。汽輪機汽封的特性和密封的效果各有不同，優(yōu)缺點也不盡相同。關(guān)鍵詞：汽輪機；汽封；優(yōu)缺點近年來，隨著汽輪機汽封技術(shù)的不斷發(fā)展，為了減少漏氣損失，提高機組安全和經(jīng)濟性，國內(nèi)外對汽輪機的傳統(tǒng)汽封進行了改造和革新設(shè)計，已經(jīng)陸續(xù)出現(xiàn)了許多的新型汽封，下面對各種汽封的特點進行說明。1、疏齒式汽封：它是傳統(tǒng)汽輪機汽封形式，不能杜絕泄露，而是用逐級節(jié)流的方法來抑制泄露，目前被廣泛應(yīng)用。優(yōu)點是制造成本低、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、易于安裝。缺點是由于在啟、停機組時，機組會發(fā)生振動或氣流激振

2、等原因，會使汽封齒造成永久性磨損，導(dǎo)致密封間隙增加，造成漏氣量增加，密封效果不好。2、蜂窩汽封：是汽封的第二代產(chǎn)品，是在靜子密封環(huán)的內(nèi)表面上由規(guī)整的蜂巢形狀的正六面體的小蜂窩孔狀的密封帶狀物構(gòu)成。根據(jù)密封環(huán)尺寸制成的蜂窩帶在真空釬爐中通過真空釬焊技術(shù)焊接在母體密封上，而形成了蜂窩式汽封。蜂窩汽封由于具有較寬的密封帶，改變了傳統(tǒng)直形汽封低齒齒數(shù)由于受到結(jié)構(gòu)限制，只能布置很少，還應(yīng)保留汽封高齒。相當于增加了汽封齒數(shù)量，加大了汽流阻力，提高了密封效果。缺點是蜂窩汽封退讓仍采用傳統(tǒng)汽封的背部彈簧結(jié)構(gòu)，安裝間隙一般取傳統(tǒng)汽封徑向間隙設(shè)計值的上限。易磨損，而且間隙無法恢復(fù)，若間隙過小或膨脹不均會造成蜂窩帶

3、與轉(zhuǎn)子面接觸，可能產(chǎn)生振動加劇，甚至轉(zhuǎn)子抱死發(fā)生事故。3、布萊登汽封：它是將螺旋彈簧安裝在相鄰汽封塊的垂直斷面，并在汽封塊上加工出蒸汽槽，以便在汽封塊背部通入蒸汽，汽封齒仍采用傳統(tǒng)的梳齒式。優(yōu)點是解決了機組啟、停機過程中存在轉(zhuǎn)子過臨界時振動過大，而造成汽封磨碰的問題。能適應(yīng)機組負荷的變化自動調(diào)整密封間隙，解決了過臨界振動大對汽封間隙磨損，造成永久間隙增大的問題。4、接觸式汽封：是在傳統(tǒng)梳齒式汽封塊中間嵌入一圈能跟軸直接接觸的密封片，并且能在彈簧片彈力的作用下自動退讓，以保證始終與軸接觸，屬于柔性密封系列，能適應(yīng)轉(zhuǎn)子跳動，長期保持間隙不變。其優(yōu)點是在軸封最外側(cè)效果最佳，可以有效的提高機組真空，提

4、高經(jīng)濟效益。缺點是長期與軸面接觸，摩擦產(chǎn)生熱量，對材料的強度、物理特性等要求較高，而且產(chǎn)出的熱量若不能及時排走，可能導(dǎo)致過熱變形。5、側(cè)齒汽封：側(cè)齒汽封是在梳齒汽封的一個高齒上進行改造，在垂直汽封齒的方向上再添加1-2道沿軸向方向的齒形，這樣形成渦流，起到阻尼作用。但是此種汽封受限于軸向間隙，側(cè)齒位置不能高于低齒高度，改造空間有限，改造后對高齒齒根的強度要求很高。缺點是沒有脫落原梳齒汽封的結(jié)垢形態(tài)，屬于硬齒汽封，仍然無法解決磨損后間隙永久性增大的問題，側(cè)齒阻尼的效果也會間隙的增大而影響效果，一般應(yīng)用在低壓通流部分。6、可調(diào)式汽封：它的原理是汽輪機過臨界轉(zhuǎn)速時，振動會加大，如果間隙過小，就會造成

5、動靜摩擦，危及安全。可調(diào)式汽封設(shè)計思路就是在啟機過程中通過汽封弧段端面彈簧維持較大空隙，過臨界轉(zhuǎn)速后，通過蒸汽壓力壓縮彈簧，從而保持相對較小間隙。7、刷式汽封：是在原有汽封基礎(chǔ)上加裝一圈刷式密封條，此刷封條代替原來的高齒，高度要比原高齒要高，因減小了汽封間隙，從而減少了漏氣。同時該密封中介質(zhì)泄露主要發(fā)生在密集排列的細金屬絲之間的微小縫隙中，使流體產(chǎn)生自密封效應(yīng)，從而減少泄漏。刷式汽封由前面板、后面板和夾裝與二者之間的高密度的高溫鈷基合金細金屬絲組成的刷毛構(gòu)成，可以在1200以上的高溫不會發(fā)生變形。刷式汽封屬于柔性密封，可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子瞬間跳動而保證間隙不變，保證了長期的密封效果，使用壽命長；順轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向有角度排列，可以減小摩擦振動，對機組安全性的影響較小。缺點是刷絲價格昂貴，加工工藝要求較高，成本較高。汽輪機汽封的特性和密封的效果各有不同，優(yōu)缺點也不盡相同。我們公司經(jīng)過認真的論證、分析，結(jié)合各種汽封型式以及檢修工藝和成本的對照，采用了傳統(tǒng)的汽封型式，也就是梳齒汽封，進過多年的生產(chǎn)實踐，此種汽封雖然有其容易磨損的缺點，但是我們在啟、停機組時，保證了平穩(wěn)加減速度，保持較高的真空。適當延長啟機時間和惰走時間。避免了機組會發(fā)生振動或氣流激振等現(xiàn)象，保證了汽封不易磨損，密封效