600mw超临界汽轮机汽封型式介绍和对比研究

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1、600MW超临界汽轮机汽封型式介绍和对比研究　　摘要：介绍汽轮机传统汽封及各类新型汽封的结构及特点，并对比分析了各类新型汽封的优缺点。关键词：汽轮机；汽封；对比分析中图分类号：U664.113文献标识码：A文章编号：1概述某电厂600MW超临界汽轮机组在额定参数和铭牌功率下，热耗率及发电煤耗率与设计值差距较大。通过性能试验发现存在以下主要问题：汽轮机的高、中、低压缸相对内效率均达不到设计值，以低压缸相对内效率尤为突出；轴端汽封、平衡盘汽封、各级通流汽封漏汽量大等。该汽轮机隔板汽封、轴端汽封等各级汽封采用的均是传统的迷宫式汽封，迷宫式汽封从其结构、

2、密封原理分析，无法更有效的减小级间、轴端漏汽，因此汽封改造是提高汽轮机本体效率的主要手段，而汽封改造的首要关键是汽封选型。2各类汽封型式介绍2.1传统汽封（迷宫式汽封）2.1.1传统汽封的结构8迷宫汽封一般由汽封套、汽封环两部分组成（图1）。汽封套固定在汽缸上，内有T形槽道(隔板汽封一般不用汽封套，在隔板体上直接车有T形楷)。汽封环一般由6～8块汽封块组成，装在汽封套T形槽道内，并用弹簧片压住在汽封环的内圆，迫使汽封齿和转子保持最小间隙，有相互配合的梳齿及凹凸肩，形成蒸汽通道和膨胀室。图1迷宫汽封示意图2.1.2传统迷宫汽封的特点迷宫汽封是非接触

3、密封，无固相摩擦，不需润滑，适用于高温、高压、高速和大尺寸密封条件。迷宫汽封工作可靠，功耗少，维护简便，寿命长。迷宫汽封泄漏量较大。如增加迷宫级数，采取抽汽辅助密封手段，可把泄漏量减小，但要做到完全不漏是困难的。2.2布莱登汽封2.2.1布莱登汽封的结构8布莱登汽封弧段结构与传统汽封弧段基本相同，取消了传统汽封背部的板式弹簧，取而代之在汽封端部加装了4只螺旋弹簧，在汽封弧块进汽侧铣出进汽道，工作时通过汽封脖径出汽侧与汽封槽体的紧密结合形成密封腔室（图2）。自由状态下，布莱登汽封在弹簧的张力下张开，远离转子；机组启机时，随着蒸汽流量的增加，作用在每

4、圈汽封弧块背部的蒸汽压力逐步增大，当这一压力足以克服弹簧应力、摩擦阻力等时，汽封弧块开始逐级关闭，直至处于工作状态，并始终保持与转子的最小间隙值运行；停机时，随蒸汽流量的减小，在弹簧应力的作用下，汽封弧块远离转子，使汽封与转子的径向间隙达到最大值。图2布莱登汽封示意图2.2.2布莱登汽封的特点机组启停机过程中，汽封能够主动远离转子，避免与转子产生碰磨而使机组启停变得十分顺畅。机组事故状态下，能够有效避免事故进一步恶化。布莱登汽封是靠汽轮机缸体内蒸汽压力的作用而与转子保持较小间隙运行，当机组因突发事故，引起转子振动超标时，保护系统会立即跳闸，切断本

5、体通流供汽，汽缸压力随即降低，布莱登汽封失去蒸汽的关闭压力，在弹簧应力的作用下张开，避免了与惰走转子的碰磨，从而避免了弯轴、报死等重大恶性事故的发生。减少轴封漏汽，消除机组运行安全隐患。拟制转子摆动振幅，提高机组运行的稳定性。提高整机效率增加机组出力。减少机组启动次数，降低启动成本。缩短大修工期和无需更换汽封备品。2.3侧齿汽封2.3.1侧齿汽封的结构8侧齿式汽封与传统汽封外形相同(图3)，应用在汽轮机上最擅长轴封及隔板位置密封。它是在传统迷宫汽封基础上采用特殊工艺使汽封齿的侧面具有细小的侧向齿，使腔室底部也增加底齿。这样会产生热力学效应和加大摩

6、阻效应，杜绝透气效应，使汽体在侧齿迷宫腔里的涡流动能转化为热能彻底，密封效果提高72%以上，侧齿结构可减少环内气隙流动、减少对轴振的影响。图3侧齿汽封示意图2.3.2侧齿汽封的特点比较安全，同种材质，相同外型尺寸，属于传统迷宫汽封的改良。不同内部结构的设计理念，保持原迷宫汽封的稳定可靠性。侧齿乃特殊工艺在汽封体上加工而成，为一有机整体，安全可靠。轴向空间有限，侧齿汽封等于在相同的轴向空间内多加了几道密封齿，气流在腔室内的状态呈紊流现象，起到非常好的截流作用，能量转换更为彻底，更有效提高密封效率。传统安装方式，无需培训。2.4蜂窝式汽封2.4.1蜂

7、窝式汽封的结构8蜂窝密封的产生是由于蜂窝结构的刚性和材料的耐高温、柔韧性而应用在特定条件下，如：飞机发动机、大型汽轮机低压末级、次末级叶顶汽封（自由叶片）、以及对材料有特殊要求的燃气轮机机等，其结构如图4。图4蜂窝式汽封示意图2.4.2蜂窝式汽封的特点在原有汽封的基础上，只改变汽封的结构形式，其汽封间隙维持在机组设计值，可以有效的的减少汽封的泄漏量。蜂窝汽封最适合叶顶处，特别是低压缸部分，能有效的吸附叶顶的水分。由于蜂窝带与轴是宽面接触，若间隙不当，开机过程中发生碰磨时易引起机组振动，导致起不来机，间隙过大又导致效果不理想。汽封运行一段时间后，蜂

8、窝带窝孔积垢严重，会导致蜂窝失去作用。使用寿命短，由于汽封蜂窝带结垢不易清理，给大修时修刮带来难度，使用寿命短。2.5刷式汽封2.5.1