华宁热电#1机组汽封改造技术改造项目立项申报建议书.doc

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1、审核通过，存档整理。受控资料，禁止外传一、背景及概述图一武计执八、、宫内蒙古华宁热电有限公司#1机是汉汽轮机厂生产的15CW机组，由于设年代较早，其设计水平受当时设计和工制造水平的限制，使机组的经济性较差,耗值较高；汽封结构采用老式梳齿式迷密封结构见图一）；梳齿式迷宫汽封密封机理：♦节流效应蒸汽通过密封齿时产生收缩，流朿截面变小，减少了蒸汽流动的能量。♦热力学交换效应蒸汽通过腔室时，与室壁进行热交换，减少了蒸汽流动的能量。♦磨阻效应蒸汽通过局部磨阻和沿程磨阻综合降低能量。理论分析与实践证明，梳齿式汽封要达到最佳的密封效果，必须做到以

2、下几点：（1）汽封齿尖越尖越好；（2）汽封齿距越大越大越好；（3）汽封与转子的问隙越小越好。其①、（2）由于空间位置及加工工艺等因素的影响现实中很难做到，其（3）随着密封间隙的逐渐缩小，轴的自激振动越来越大，激振频率接近一阶频率。过大的振动破坏了已调节好的汽封间隙，使泄漏增大。轴的自激力产生原因是由于气流进入梳齿密封的密封腔室时，不仅以很大的轴向速度通过各腔，而且还具有较大的周向速度分量,在各腔中形成螺旋形的流动方式；另外，转子与密封体在周向上的间隙不一样（转子在工作时的涡动运动，使周向间隙随时变化）。由于密封腔室中的气流的旋转，使

3、周向压力分布的变化与转子和密封腔之间间隙变化不完全对应，最高压力点滞后于密封腔最小间隙一走角度。这样，流体作用在转子上的力可分解成一个与偏置方向相垂直的切向力，该切向力将激励转子产生涡动（见图二）。i至討环iL1f7汽渝时转子的作用力e■怕心fx.Fy汽渝桂力'F嶽授力台力3协转子的转連.庄二中的汽Mais当激励力达到或超过一走值时，就会使转子产牛强烈的振动。正是由于这个原因，故设计梳齿密封时往往采取多加密封圈数及加大密封间隙的方法。通常汽封间隙调节到0.4〜0.6nm但实际上机组很难达到这种间隙指标，运行一段时间后汽封磨损严重•汽

4、封间隙加大，导致泄汽（气）量加大，降低机组效率。随着牛产实践的证明与现代科学研究的不断深入，发现梳齿密封有其自身无法克服的缺陷。传统梳齿密封主要存在的问题:①密封效果不佳。由于保留间隙过大及梳齿汽封本身设计特点，使内耗过大,能量损耗严重汽缸效率低。D蒸汽外漏，造成油脂乳化,危急机组安全运行。c）梳齿汽封经常性遭到破坏、碰磨，使振动加剧，加重了汽封的损伤。©外漏造成轴承箱内进汽，使油中带水，破坏油质，一些调节部套锈蚀，影响机组安全。综上所述，机组汽封漏气现象普遍存在，致使机组经济效益差，热耗值较高，在很大程度造成能源的浪费。因此，运用

5、现代先进的密封技术对以上几个关键地方进行全面系统的改造已势在必行。二、可行性方案及特点刷式密封是近年发展起来的一种高效阻尼密封，其泄漏量是梳齿迷宫密封的Q1/L0,并允许动静之间瞬态严重不同心而保持密封能力不变,既提高了机组效率又改善了转子的稳定性,是现代先进透平机械发展的关键技术之…，已经应用于航空发动机、工业燃气轮机和汽轮机等叶轮机械。在航空领域，应用刷式密封是提高航空发动机性能的重要手段，GE西门子等世界各大透平公司的技术创新与发展中，都把刷式密封技术研究作为其屮的重要内容之一。刷式密封一•般用于动静件间的气体介质密封,在液体

6、或粉尘等密封方面，效果也十分明显。刷式密封的刷毛相对轴的旋转方向按一定倾斜角度规则排列，以减少刷毛的磨损，使刷毛更容易适应转子的制造误差和热变形等，并在转子瞬间大幅径向位移后迅速弹回，保持密封间隙不变。刷式密封的刷丝主要采用钻基高温合金，具有低脆性、高韧性。高性能的焊接工艺保证刷丝的不脱落，经优化设计后的刷毛束厚度及高度保证高性能的封严性。刷式密封是取代传统的迷宫密封的理想选择，可全部或部分消除迷宫密封的寄生泄漏，同时允许转子在有一定的偏差的状态下工作，是可以做到零间隙的柔性密封。刷式密封内流动形态与迷宫式密封有较大的区别，由于刷丝

7、束的多孔介质特性，从迷宫式泄漏的射流直接撞击到刷丝束上，一部分经过多孔介质刷丝束渗流过进入下一个腔室，另一部分形成回流在腔室内构成一个较大的旋涡流，将泄漏射流的动能转化为热能。泄漏流经过刷丝束后的压降大于经过迷宫齿时的压降，由此刷丝朿可以有效地阻止泄漏流，提高密封效果。■g•b♦■•4Wrfb.J1•■••■■♦刷式密封使介质泄漏主要发生在密集排列的细金属丝之间形成的微小缝隙中，由于刷子屮刷丝间空隙的不均匀性作用，均匀的来流进入刷丝朿中就变得不均匀了，并且从紧密的刷丝束区域向疏松的刷丝束区域偏流，这些偏流在刷丝排之间逐渐形成同向流和

8、射流，并产生随机的二次流和旋涡流。而当射流遇到前面紧密的刷丝束，就会改变运动方向而变成和主流方向垂直的横向流（刷式汽封气体流动形式）。由于刷丝朿破坏流动而确保流动的不均匀性，使流体产生了自密封效应，横向流动代替向前流动显然对流体自密封