蜂窝式汽封介绍
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蜂窝式汽封、布莱登汽封、接触式汽封、侧齿式汽封四种汽封比较目录一、布莱登汽封状况 (2)1、布莱登汽封结构 (2)2、布莱登汽封工作原理 (2)3、布莱登汽封结构实现的目的 (2)4、布莱登汽封实际应用状况 (3)⑴弧段闭合不拢情况较多 (3)⑵弧段也有张不开的情况 (4)⑶正常闭合时间未必在过临界转速之后 (4)⑷密封齿仍为梳齿式,密封效果差 (4)⑸密封齿为梳齿式,容易引起汽流激振 (4)⑹易产生胀差大 (5)5、布莱登汽封失败案例 (5)二、接触式汽封状况 (6)1、接触式汽封结构 (6)2、接触式汽封工作原理 (6)3、接触式汽封应用状态 (6)4、接触式汽封失败案例 (7)三、侧齿式汽封状况 (7)1、侧齿式汽封结构 (7)2、侧齿式汽封工作原理 (7)3、侧齿式汽封结构分析 (8)4、侧齿式汽封应用状况 (8)四、蜂窝式汽封状况 (9)(一)蜂窝式汽封结构说明 (9)(二)蜂窝式汽封的优点 (10)1、密封效果好、显著提高汽轮机组的效率 (10)2、不会引起汽流激振,安全性高 (10)3、不会出现掉台和被拉弯的现象 (10)4、间隙可调安装方便 (11)5、寿命长、安全性强、对轴无伤害 (11)6、在湿度较大的叶片顶部,装上蜂窝汽封,有效去除叶顶水分,保护叶片少受水蚀。
(11)一、布莱登汽封状况1、布莱登汽封结构2、布莱登汽封工作原理汽封分六段,弧段端面钻孔装有螺旋弹簧。
启机前,由于弹簧力的作用,使得各弧段张开,汽封间隙变大。
机组正常运行时,当蒸汽作用于汽封后面的压力大于弹簧力、汽封弧段重力及磨擦力的矢量和时,汽封弧段闭合,间隙变小。
3、布莱登汽封结构实现的目的布莱登汽封要解决的问题是启停机过程式中转速达到临界转速时转子的振动振幅最大,容易碰磨汽封齿片,因此在汽封环段端部加装弹簧,启停机时弹簧将各汽封孤段撑开,使密封间隙变大,而无法碰磨;正常运行时汽封背孤的蒸汽压力大于弹簧压力,弹簧被压缩,端面合拢又恢复正常间隙值。
蜂窝式汽封介绍一、蜂窝式密封技术的产生和发展早在上个世纪90年代初期,美国航天领域的科学家在研究航天飞机液体燃料蜗轮泵的密封问题时,通过试验发现蜂窝形状的密封可产生很好的封严效果。
于是蜂窝式密封便开始在航天飞机、飞机发动机及燃气轮机上推广应用。
美国西屋公司将蜂窝密封技术应用在汽轮机低压缸后几级湿度较大的部位,取得了很好的除湿效果,有效的保护了动叶片免受水力冲蚀。
近年来,蜂窝式密封技术应用在汽轮机上。
跨国集团进入中国的300MW350M W600MV及650MV核电机组上均采用此项新技术,效果甚佳。
二、窝式汽封的结构特点及其密封机理近年来,蜂窝汽封已逐渐取代梳齿迷宫汽封,成功应用于汽轮机组、燃气轮机、空气压缩机和飞机发动机等领域。
蜂窝汽封密封环的内孔表面由规整的蜂巢菱形状的正六边形小蜂窝孔组成,其蜂窝带结构见图1。
蜂窝汽封是以汽体通过蜂窝带时产生的阻尼来密封,见图2图1婵竟密封的结拘蜂窝汽封中正六边形的蜂窝孔是由厚度仅为0.05 ~0.10 mn t勺镍基耐高温合金经特殊加工手段制成蜂窝带而形成的,蜂窝的高度及蜂窝孔的大小根据一定的设计规范确定。
先将薄板加工成规整的蜂窝带,然后采用真空钎焊技术将蜂窝带钎焊(亦称光滑无渣焊接)在母体汽封环内表面上,因此具有良好的耐高温性能。
蜂窝带很薄,硬度也很小,不会对与其相接触的任何钢质物件产生磨损。
蜂窝带叠合成正六边形状,使其在高度方向上具有足够的强度,不会在接触时被压损。
因此,蜂窝汽封可与轴颈保持较小的配合间隙,达到良好的密封效果。
蜂窝带即使被磨损也依然保持蜂窝形式,不会因结构上的变化而影响密圭寸效果。
汽轮机蜂窝式汽封由镍基耐高温合金蜂窝带与环体组成,安装在静止部套上(汽封体)。
蜂窝式汽封的结构见图3、图4。
迷宫梳齿式汽封的结构模式是高低齿相间排列,而迷宫蜂窝式汽封的结构模式则是将低齿取消,在两高齿之间的槽道内全部钎焊蜂窝带;对斜齿或直齿式平齿轴圭寸将原迷宫梳齿式全部改为蜂窝带,并将蜂窝带焊接在环体上。
蜂窝密封原理
内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展.
1. 结构及原理
蜂窝式汽封组件包括汽封环、蜂窝带、调整块和调整垫片等部件。
其原理为:增加了密封的当量齿数,减少了泄漏量;蜂窝的吐纳作用阻滞流体泄漏,从而使泄露量减少;蜂窝状结构具有良好能量耗散功能,可形成阻碍沿轴向流动的工质泄漏的有效屏障。
2.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)蜂窝带钎焊在曲径式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曲径汽封的环形腔室可大大降低泄露蒸汽的流速,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;
(4)每个蜂窝带都可收集水,并通过背部的环形槽将水疏出,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。
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一,汽封类型介绍汽封类型:传统汽封、刷式汽封、蜂窝汽封、布莱登汽封、DAS汽封、接触式气封,布莱登汽封、侧齿汽封、叶根汽封接触式油档、倾斜式蜂窝汽封(机组轴封间隙在0.30-0.60之间的比较多)。
第一代汽封是梳齿型汽封第二代汽封是接触式汽封,有布莱登汽封和蜂窝状型汽封,但布莱登汽封存在的很大的问题,在变负荷时存在卡涉现象。
第三代汽封是刷式汽封,在哈尔滨有一个公司生产接触式汽封实现了无缝汽封,不过这种汽封磨损比较严重,但汽封效果是最好的。
目前常见的汽封形式:梳齿汽封——汽轮机出厂时基本是梳齿;蜂窝汽封——国内厂家很多,有的电厂使用不能正常起机,个人感觉可以少量使用,低压轴封及低压叶顶,另外选择厂家很重要;布莱登汽封——美国技术,国内哈尔滨布莱登生产,抄袭国外技术,常在平衡环位置使用,其他位置均不适用,也有用在其他部位但效果不好;接触式汽封——哈尔滨通能专利,是从浮动油挡发展而来,两处的温度不一样,接触易引发振动等事故,如楼上所说要是真出点事划不来;侧齿汽封——大连华鸿专利,对梳齿的优化汽封,安全但效果有限,适合领导做创业绩项目使用;刷式汽封——南京某公司生产,抄袭国外技术,国内不成熟,现在的质量很差;铁素体汽封——概念汽封,梳齿汽封材质不同而已,成本低但售价高。
汽封效果好坏间隙很重要,选用的汽封要保证机组安全,然后调整合适的间隙。
二、文字加图片分析1、刷式气封局限性:运行后易倒伏,持久性比较差,进口合金钢丝周期比国产长。
这是一种新型刷封,是超越蜂窝汽封之上的刷式汽封,刷材料是钴基合金,耐高温,耐磨损,整个结构充分的考虑到了安全性能,目前已经好几个电厂改造使用,效果很不错的。
2、蜂窝气封局限性:成本高,制造难度大。
在线速度偏小的轴封和隔板气封中使用性价比不高。
容易堆积盐分和异物,使之失去扰流的功能。
高中压部分使用的时候容易吹损。
3、过桥浮动气封4、DAS气封主要优点;密封效果和耐久性优势明显。
(1)DAS的全称为DEC ADVANCED SEAL,意可解为东方集团先进汽封。
各种新型汽封改造位置优化建议及评价关键字:汽封, 刷式汽封, 改造位置, 优化建议, 性能对比引言:自汽轮机诞生以来,随着科学技术的发展,汽轮机设计思想和方法一直在不断进步。
目前的情况是,单独从叶片本身流动设计角度看,已经达到相当完善的程度,汽轮机的通流效率已经没有太大的提升空间。
为了进一步提高汽轮机的性能,仅通过改进叶栅的性能,对汽轮机内效率提高的作用非常有限。
影响汽轮机效率的因素很多,其中汽轮机通流动、静叶汽封和轴封漏汽是导致汽轮机效率降低的重要原因,特别是汽轮机参数越来越高,相同密封间隙下,通过级间汽封蒸汽密度升高,则质量流量增大。
漏汽不仅旁路作功的动(静)叶,而且造成下一级主流道汽流扰动,双重负面效果影响级效率。
为了减小漏汽的影响,现代汽轮机设计者十分重视汽封的设计。
现代汽轮机最常用的汽封仍为梳齿式结构。
近几年来,随着技术的发展从国外引进了多种新型汽封,较典型的如:以燃气为介质的蜂窝汽封和刷式汽封;可调式汽封;接触式汽封;侧齿汽封等。
尽管这些汽封结构型式不尽相同,但设计者的指导思想主要是想通过增加齿数、减小间隙、增加阻力,来提高密封效果,减小漏汽所造成的损失。
新型汽封介绍1, 蜂窝汽封;蜂窝式汽封最大特点是它的除湿能力,密封机理是当汽流经过蜂窝汽封时,在前进方向上遇到阻力,从而改变汽流方向,进入蜂窝带,产生涡流,形成阻尼效果,根据这一特性,建议在低压部分进行蜂窝汽封改造,如中压缸叶顶汽封,低压缸叶顶和隔板汽封。
优点:用在低压部分除湿效果好。
缺点:易磨损,间隙无法恢复,若间隙过小或膨胀不均会造成蜂窝带与转子(或围带)面接触,可能导致振动加剧甚至转子抱死的情况。
建议改造位置:低压叶顶或隔板汽封。
中压叶顶汽封。
制造厂家:国内蜂窝生产厂家较多,在此不做一一介绍。
2, 布莱登汽封;布莱登汽封专利目前仍由美国公司持有,国内生产厂家受制于外国的技术垄断。
布莱登汽封工作原理是;汽轮机运行时,依靠各级前后的压差变化来克服弹簧弹力,起到调节汽封间隙的作用。
300MW汽轮机蜂窝触及式汽封改造[摘要]金山热电厂#1机组投产以来,高、中压缸效率较低,分析是由于机组在安装过程中,动、静间隙调整值偏大;动、静叶的实际制造数据与设计数据可能存在偏差;机组多次启停后,存在汽封部分磨损,间隙变大等情况造成。
经过对高、中、低压缸部分汽封采用蜂窝汽封、触及式汽封改造以及间隙调整,机组的热耗率下降较大,机组的经济性得到大幅提高。
[关键词]间隙调整;汽封;热耗率中图分类号:tg333.2 文献标识码:a 文章编号:1009-914x (2013)11-0018-021 设备简介金山热电厂一期工程为2×300mw直接空冷供热机组,汽轮机为东方汽轮机厂生产的czk300/250-16.7/0.4/538/538型亚临界、一次中间再热、单轴双缸双排汽、直接空冷抽汽式汽轮机,其通流级数为24级,其中高压缸有1个调节级,8个压力级;中压缸有7个压力级;低压缸有2×4个压力级。
汽封系统为自密封系统,高、中压缸轴端汽封漏汽供低压缸轴端汽封用,多余蒸汽溢流至排汽装置,汽封用蒸汽不足时有冷再或辅助蒸汽补充,汽封结构为梳齿型。
机组投产以来,高、中压缸效率较低,汽轮机一、二、三段抽汽温度在额定工况时超设计10~14℃左右,压力超设计0.15~0.25mpa 左右。
经热力试验高压缸效率82.576%,比设计低1.854%,高压缸缸效率每变化1%,影响热耗17.5kj/kw·h计算,使热耗率升高32.445kj/kw·h。
中压缸效率91.872%。
比设计高0.762 %,高压缸漏入中压缸蒸汽量占再热流量份额平均值为4.70%,高压缸漏入中压缸冷却蒸汽量每增加1t/h,热耗将升高1.4 kj/kw·h计算,使热耗升高32.48kj/kw·h。
经分析,高、中压缸效率较低是由于机组在安装过程中,动、静间隙调整值偏大;动、静叶的实际制造数据与设计数据可能存在偏差;机组多次启停后,存在汽封部分磨损,间隙变大等情况造成。
汽封详细介绍种类和图片————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:一,汽封类型介绍汽封类型:传统汽封、刷式汽封、蜂窝汽封、布莱登汽封、DAS汽封、接触式气封,布莱登汽封、侧齿汽封、叶根汽封接触式油档、倾斜式蜂窝汽封(机组轴封间隙在0.30-0.60之间的比较多)。
第一代汽封是梳齿型汽封第二代汽封是接触式汽封,有布莱登汽封和蜂窝状型汽封,但布莱登汽封存在的很大的问题,在变负荷时存在卡涉现象。
第三代汽封是刷式汽封,在哈尔滨有一个公司生产接触式汽封实现了无缝汽封,不过这种汽封磨损比较严重,但汽封效果是最好的。
目前常见的汽封形式:梳齿汽封——汽轮机出厂时基本是梳齿;蜂窝汽封——国内厂家很多,有的电厂使用不能正常起机,个人感觉可以少量使用,低压轴封及低压叶顶,另外选择厂家很重要;布莱登汽封——美国技术,国内哈尔滨布莱登生产,抄袭国外技术,常在平衡环位置使用,其他位置均不适用,也有用在其他部位但效果不好;接触式汽封——哈尔滨通能专利,是从浮动油挡发展而来,两处的温度不一样,接触易引发振动等事故,如楼上所说要是真出点事划不来;侧齿汽封——大连华鸿专利,对梳齿的优化汽封,安全但效果有限,适合领导做创业绩项目使用;刷式汽封——南京某公司生产,抄袭国外技术,国内不成熟,现在的质量很差;铁素体汽封——概念汽封,梳齿汽封材质不同而已,成本低但售价高。
汽封效果好坏间隙很重要,选用的汽封要保证机组安全,然后调整合适的间隙。
二、文字加图片分析1、刷式气封局限性:运行后易倒伏,持久性比较差,进口合金钢丝周期比国产长。
这是一种新型刷封,是超越蜂窝汽封之上的刷式汽封,刷材料是钴基合金,耐高温,耐磨损,整个结构充分的考虑到了安全性能,目前已经好几个电厂改造使用,效果很不错的。
2、蜂窝气封局限性:成本高,制造难度大。
在线速度偏小的轴封和隔板气封中使用性价比不高。
蜂窝式汽封、布莱登汽封、接触式汽封、侧齿式汽封四种汽封比较目录一、布莱登汽封状况 (2)1、布莱登汽封结构 (2)2、布莱登汽封工作原理 (2)3、布莱登汽封结构实现的目的 (2)4、布莱登汽封实际应用状况 (3)⑴弧段闭合不拢情况较多 (3)⑵弧段也有张不开的情况 (4)⑶正常闭合时间未必在过临界转速之后 (4)⑷密封齿仍为梳齿式,密封效果差 (4)⑸密封齿为梳齿式,容易引起汽流激振 (4)⑹易产生胀差大 (5)5、布莱登汽封失败案例 (5)二、接触式汽封状况 (6)1、接触式汽封结构 (6)2、接触式汽封工作原理 (6)3、接触式汽封应用状态 (6)4、接触式汽封失败案例 (7)三、侧齿式汽封状况 (7)1、侧齿式汽封结构 (7)2、侧齿式汽封工作原理 (7)3、侧齿式汽封结构分析 (8)4、侧齿式汽封应用状况 (8)四、蜂窝式汽封状况 (9)(一)蜂窝式汽封结构说明 (9)(二)蜂窝式汽封的优点 (10)1、密封效果好、显著提高汽轮机组的效率 (10)2、不会引起汽流激振,安全性高 (10)3、不会出现掉台和被拉弯的现象 (10)4、间隙可调安装方便 (11)5、寿命长、安全性强、对轴无伤害 (11)6、在湿度较大的叶片顶部,装上蜂窝汽封,有效去除叶顶水分,保护叶片少受水蚀。
(11)一、布莱登汽封状况1、布莱登汽封结构2、布莱登汽封工作原理汽封分六段,弧段端面钻孔装有螺旋弹簧。
启机前,由于弹簧力的作用,使得各弧段张开,汽封间隙变大。
机组正常运行时,当蒸汽作用于汽封后面的压力大于弹簧力、汽封弧段重力及磨擦力的矢量和时,汽封弧段闭合,间隙变小。
3、布莱登汽封结构实现的目的布莱登汽封要解决的问题是启停机过程式中转速达到临界转速时转子的振动振幅最大,容易碰磨汽封齿片,因此在汽封环段端部加装弹簧,启停机时弹簧将各汽封孤段撑开,使密封间隙变大,而无法碰磨;正常运行时汽封背孤的蒸汽压力大于弹簧压力,弹簧被压缩,端面合拢又恢复正常间隙值。
一,汽封类型介绍汽封类型:传统汽封、刷式汽封、蜂窝汽封、布莱登汽封、DAS汽封、接触式气封,布莱登汽封、侧齿汽封、叶根汽封接触式油档、倾斜式蜂窝汽封(机组轴封间隙在0.30-0.60之间的比较多)。
第一代汽封是梳齿型汽封第二代汽封是接触式汽封,有布莱登汽封和蜂窝状型汽封,但布莱登汽封存在的很大的问题,在变负荷时存在卡涉现象。
第三代汽封是刷式汽封,在有一个公司生产接触式汽封实现了无缝汽封,不过这种汽封磨损比较严重,但汽封效果是最好的。
目前常见的汽封形式:梳齿汽封——汽轮机出厂时基本是梳齿;蜂窝汽封——国厂家很多,有的电厂使用不能正常起机,个人感觉可以少量使用,低压轴封及低压叶顶,另外选择厂家很重要;布莱登汽封——美国技术,国布莱登生产,抄袭国外技术,常在平衡环位置使用,其他位置均不适用,也有用在其他部位但效果不好;接触式汽封——通能专利,是从浮动油挡发展而来,两处的温度不一样,接触易引发振动等事故,如楼上所说要是真出点事划不来;侧齿汽封——华鸿专利,对梳齿的优化汽封,安全但效果有限,适合领导做创业绩项目使用;刷式汽封——某公司生产,抄袭国外技术,国不成熟,现在的质量很差;铁素体汽封——概念汽封,梳齿汽封材质不同而已,成本低但售价高。
汽封效果好坏间隙很重要,选用的汽封要保证机组安全,然后调整合适的间隙。
二、文字加图片分析1、刷式气封局限性:运行后易倒伏,持久性比较差,进口合金钢丝周期比国产长。
这是一种新型刷封,是超越蜂窝汽封之上的刷式汽封,刷材料是钴基合金,耐高温,耐磨损,整个结构充分的考虑到了安全性能,目前已经好几个电厂改造使用,效果很不错的。
2、蜂窝气封局限性:成本高,制造难度大。
在线速度偏小的轴封和隔板气封中使用性价比不高。
容易堆积盐分和异物,使之失去扰流的功能。
高中压部分使用的时候容易吹损。
3、过桥浮动气封4、DAS气封主要优点;密封效果和耐久性优势明显。
(1)DAS的全称为DEC ADVANCED SEAL,意可解为集团先进汽封。
蜂窝汽封技术蜂窝汽封是一项成熟的技术,已广泛应用于航天飞机、大功率火箭、军用及民用飞机和多种舰船的发动机,以及电力、石化行业的汽轮机、燃气轮机、压缩机之中,寿命是普通梳齿汽封的两倍以上,具有减少泄漏、提高转子稳定性、提高效率等多重优越性能。
通用、罗罗、西屋、三菱重工等世界著名航空及发电设备制造公司均采用了该项先进的汽封技术。
蜂窝汽封的特点:<> 显著降低汽封的泄漏量,提高机组的效率;<> 有效抑制汽封流体激振,提高机组的稳定性;<> 保证叶片或蓖齿不会与机匣或缸体产生摩擦而发生危险;<> 叶顶对应的缸体上安装蜂窝汽封可以有效去湿,减少水蚀,提高叶片的安全性;<> 与铁素体汽封和布莱登汽封相比,蜂窝汽封不易倒伏,同时可以提供较大的阻尼来抑制转子振动。
蜂窝汽封的适用范围:<> 汽轮机两端的轴端汽封;<> 汽轮机动叶顶部和汽缸之间的叶顶汽封;<> 透平压缩机中的平衡盘汽封和段间汽封;<> 我公司拥有强大的技术研究团队,建有专门的加工基地;<> 我公司具有多年的科研和应用的经验,本产品已在全国众多大中小电厂大量应用,技术已经十分成熟;<> 蜂窝带的材料全部从美国进口,并全部采用空军军用的加工工艺和设备,质量和可靠性很有保障。
应用实例:<> 目前我们已经在600MW、300MW、200MW、75MW以及50MW 等各种新、老汽轮机中应用了蜂窝汽封。
辽阳石化、广州石化、芜湖电厂、金山电厂、兰州电厂、扬州电厂、平顶山电厂、吴泾电厂等均已采用。
蜂窝汽封作为当今世界最先进的一种密封方式,在减少径向间隙值时,可借助于优化密封蜂窝室几何参数的关系显著提高了涡轮机械的经济性,确保电厂的经济和安全效益。
在电力行业,蜂窝汽封主要安装在汽轮机低压缸的末级叶片的顶部密封上,不仅可以提高效率,而且用蜂窝的网孔可以吸附水滴,从而有效除湿、保护叶片。
透平机械密封间隙流体激振和蜂窝密封2008-03-12 22:52一、密封间隙流体激振密封间隙流体激振是燃气轮机、汽轮机、离心压缩机等叶轮机械普遍存在而不易解决的问题。
随着叶轮机械向着高效、稳定、大功率方向的发展,传统密封间隙流体激振的危害日益突出。
降低密封间隙的泄漏量,抑制密封间隙的流体激振,确保机组运行的稳定性,已成为现代叶轮机械发展的关键技术之一,下面先探讨一下梳齿迷宫密封气流激振的产生机理。
第一种观点:一般认为,由于Lomakin效应、Alford效应、螺旋形流动效应、三维流动效应、二次流效应等造成迷宫密封腔压力沿周向分布不均匀。
当气流进入密封体时,不仅以很大的轴向速度通过各腔,而且在轴的带动下具有很大的周向速度,所以气流在密封体内是以螺旋的形式向外流动的。
另外,由于轴系因制造等因素导致与密封齿在圆周上间隙的不一致,密封腔中的螺旋形流动使周向压力分布的变化与转子和密封腔之间的间隙变化不完全对应,最高压力点滞后密封腔最小间隙一定角度,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,当激振力超过一定值时,就会使转子产生强烈的振动。
第二种观点:研究人员从流体弹性耦合的角度认为,密封腔中的流体在转子的干扰下,形成脉动的流场,该流场又激励转子振动。
在一定条件下,当流场脉动频率与转子的某阶固有频率相耦合时,将会产生强烈的自激振动。
试验表明,梳齿迷宫密封气流激振力的特点是:a 密封腔中气流周向速度分量是产生气流激振力的主要原因,密封腔中气流周向速度分量是由进汽预旋和转子旋转所产生的,周向速度增加,直接导致密封的交叉刚度系数迅速增大,从而使气流激振力增大。
b 气流激振力与密封间隙呈反比例关系。
密封间隙的减小,将直接导致密封交叉刚度系数增大,不利于转子的稳定运动。
c 气流激振的频率一般不高于转速频率,接近一阶频率。
d 气流激振力与转子偏心量是线性关系,正是由于偏心问题存在而导致气流激振的产生,当偏心越大时,所产生激振力越大,轴的振动亦越大。
一,汽封类型介绍汽封类型:传统汽封、刷式汽封、蜂窝汽封、布莱登汽封、DAS汽封、接触式气封,布莱登汽封、侧齿汽封、叶根汽封接触式油档、倾斜式蜂窝汽封(机组轴封间隙在0.30-0.60之间的比较多)。
第一代汽封是梳齿型汽封第二代汽封是接触式汽封,有布莱登汽封和蜂窝状型汽封,但布莱登汽封存在的很大的问题,在变负荷时存在卡涉现象。
第三代汽封是刷式汽封,在哈尔滨有一个公司生产接触式汽封实现了无缝汽封,不过这种汽封磨损比较严重,但汽封效果是最好的。
目前常见的汽封形式:梳齿汽封——汽轮机出厂时基本是梳齿;蜂窝汽封——国内厂家很多,有的电厂使用不能正常起机,个人感觉可以少量使用,低压轴封及低压叶顶,另外选择厂家很重要;布莱登汽封——美国技术,国内哈尔滨布莱登生产,抄袭国外技术,常在平衡环位置使用,其他位置均不适用,也有用在其他部位但效果不好;接触式汽封——哈尔滨通能专利,是从浮动油挡发展而来,两处的温度不一样,接触易引发振动等事故,如楼上所说要是真出点事划不来;侧齿汽封——大连华鸿专利,对梳齿的优化汽封,安全但效果有限,适合领导做创业绩项目使用;刷式汽封——南京某公司生产,抄袭国外技术,国内不成熟,现在的质量很差;铁素体汽封——概念汽封,梳齿汽封材质不同而已,成本低但售价高。
汽封效果好坏间隙很重要,选用的汽封要保证机组安全,然后调整合适的间隙。
二、文字加图片分析1、刷式气封局限性:运行后易倒伏,持久性比较差,进口合金钢丝周期比国产长。
这是一种新型刷封,是超越蜂窝汽封之上的刷式汽封,刷材料是钴基合金,耐高温,耐磨损,整个结构充分的考虑到了安全性能,目前已经好几个电厂改造使用,效果很不错的。
2、蜂窝气封局限性:成本高,制造难度大。
在线速度偏小的轴封和隔板气封中使用性价比不高。
容易堆积盐分和异物,使之失去扰流的功能。
高中压部分使用的时候容易吹损。
3、过桥浮动气封4、DAS气封主要优点;密封效果和耐久性优势明显。
(1)DAS的全称为DEC ADVANCED SEAL,意可解为东方集团先进汽封。
蜂窝式汽封介绍
一、蜂窝式密封技术的产生和发展
早在上个世纪90 年代初期,美国航天领域的科学家在研究航天飞机液体燃料蜗轮泵的密封问题时,通过试验发现蜂窝形状的密封可产生很好的封严效果。
于是蜂窝式密封便开始在航天飞机、飞机发动机及燃气轮机上推广应用。
美国西屋公司将蜂窝密封技术应用在汽轮机低压缸后几级湿度较大的部位,取得了很好的除湿效果,有效的保护了动叶片免受水力冲蚀。
近年来,蜂窝式密封技术应用在汽轮机上。
跨国集团进入中国的300MW、350MW、600MW及650MW核电机组上均采用此项新技术,效果甚佳。
二、窝式汽封的结构特点及其密封机理
近年来,蜂窝汽封已逐渐取代梳齿迷宫汽封,成功应用于汽轮机组、燃气轮机、空气压缩机和飞机发动机等领域。
蜂窝汽封密封环的内孔表面由规整的蜂巢菱形状的正六边形小蜂窝孔组成,其蜂窝带结构见图1。
蜂窝汽封是以汽体通过蜂窝带时产生的阻尼来密封,见图2。
蜂窝汽封中正六边形的蜂窝孔是由厚度仅为0.05~O.10 mm的镍
基耐高温合金经特殊加工手段制成蜂窝带而形成的,蜂窝的高度及蜂窝孔的大小根据一定的设计规范确定。
先将薄板加工成规整的蜂窝带,然后采用真空钎焊技术将蜂窝带钎焊(亦称光滑无渣焊接)在母体汽
封环内表面上,因此具有良好的耐高温性能。
蜂窝带很薄,硬度也很小,不会对与其相接触的任何钢质物件产生磨损。
蜂窝带叠合成正六边形状,使其在高度方向上具有足够的强度,不会在接触时被压损。
因此,蜂窝汽封可与轴颈保持较小的配合间隙,达到良好的密封效果。
蜂窝带即使被磨损也依然保持蜂窝形式,不会因结构上的变化而影响密封效果。
汽轮机蜂窝式汽封由镍基耐高温合金蜂窝带与环体组成,安装
在静止部套上(汽封体)。
蜂窝式汽封的结构见图3、图4。
迷宫梳齿
式汽封的结构模式是高低齿相间排列,而迷宫蜂窝式汽封的结构模式则是将低齿取消,在两高齿之间的槽道内全部钎焊蜂窝带;对斜齿或直齿式平齿轴封将原迷宫梳齿式全部改为蜂窝带,并将蜂窝带焊接在环体上。
图3 迷宫蜂窝式汽封
图4 平齿蜂窝汽封
高低齿式蜂窝汽封是蜂窝技术和迷宫汽封的完美结合,其密封效应是迷宫效应和蜂窝效应的综合组成,是高效性、稳定性和安全性的完美结合,.主要设计思想是在原疏齿结构中,保留高齿,在低齿地方用蜂窝带填满,该结构有以下优点:
1)高齿依然保留,起节流密封效果,而气流经节流降压后进入蜂窝区,进一步加大密封效果,两种密封技术综合应用,起到最佳的效果。
汽旋原理图如下:
2)在设计中,蜂窝带加工成比原来的低齿高出一部分,即轴先同蜂窝接触而不同高齿接触,从而保护轴不被磨损。
3)在安装过程中,由于高齿高度大于蜂窝带,避免了蜂窝带被异物撞击损伤。
4)在高压侧,最外边高齿起到了保护作用,防止了工质对蜂窝带边缘的冲刷伤害。
5)可以根据用户的要求,设计不同形状的系列汽封,有针对性解决问题。
对用户来讲,可以用有限的资金解决最主要的问题,事半功倍。
三、蜂窝汽封同梳齿迷宫汽封比较
1、双向阻尼及汽旋效应
蜂窝汽封同梳齿迷宫汽封原理有着本质不同。
梳齿迷宫汽封以节流原理来密封,在梳齿迷宫汽封中,汽流周向旋转运动是引发机组轴系自激振动的主要原因,而蜂窝汽封的轴向网格可有效阻止这股汽流的流动。
轴及叶轮的高速旋转带动汽体切向运动,而汽封两侧的压差会使汽体沿轴向运动。
汽体在通过蜂窝表面时会遇到切向及轴向两个方向的阻力。
这样,在每个蜂窝孔表面形成强烈的汽旋,转速越高,压差越大,汽旋效应越强烈。
从宏观上看,宛如形成一个个具有很强张力的汽泡。
这些汽泡的单个运动很复杂,但整个蜂窝汽封带表面则形成一层具有很强张力及弹性的汽膜,产生相当大的阻力,阻止后面汽体进一步前移,产生良好的密封效果。
因为单个汽泡的直径非常小,不会对轴产生大的合力,反而能保证轴在运动中平稳运行。
蜂窝汽封切向及轴向都有阻尼,有效阻止了工质在周向的运动,可使轴系自激振动减至最小。
蜂窝汽封在结构上有所不同,当轴同蜂窝汽封体相接
触时,是一个很宽的密封面同轴向接触,相同的力作用于一个平面上,接触面局部压强很小,可保证汽封的有效退让,使弹簧片真正发挥作用。
因此,蜂窝汽封不仅具有较好的密封效果,而且能最大限度地保证机组稳定、安全运行。
2、热力学效应
蜂窝汽封热力学效应原理与梳齿迷宫汽封类似,只是汽流在进入各个蜂窝网格时,增大了汽流与汽封圈的热交换面积,使汽流的动能大为减弱。
同时,由于汽流会形成旋涡,将汽流向前的速度矢量转化为旋转矢量,从而进一步减少向前的动能。
因此,在同等轴向长度的密封范围内,蜂窝汽封泄漏量自然最小。
3、收缩效应
工质流经蜂窝带中的每个小网格与轴颈间的微小间隙时,由于制造蜂窝网格板材厚度仅为0.05~0.10 mm,流体产生收缩,流束截面变小,引起蒸汽的涡流和摩擦等局部阻力损失,使流过蜂窝带的蒸汽压力低于网格进汽压力,减小了蒸汽流动的势能。
4 、高效阻透汽效应
在一般梳齿迷宫汽封中,通过汽封间隙的汽流只能向一侧扩散,在膨胀室内不能充分进行这种动能向热能的转换,而靠光滑壁一侧有一部分汽流速度不减小或只略为减小,直接越过各齿顶流向低压侧,产生透汽效应。
试验证明,蜂窝汽封可使汽流的动能充分向热能转换,可有效减小透汽效应所带来的泄漏。
5、可以获得更小汽封间隙
蜂窝带的材质地柔软,具有可磨性,故径向间隙可以控制的比梳齿式迷宫汽封要小。
据进行的破坏性耐磨试验结果表明,蜂窝式汽封对轴的摩擦损伤程度仅为铁素体梳齿式汽封的l/6,即使发生动静摩擦,也不会伤及轴颈。
在同样的径向间隙值下,蜂窝式密封的漏汽流量比梳齿式密封少50~70% 。
对于高压缸轴封,可以保证安装时较小的密封间隙,从根本上解决轴端漏汽严重导致油中进水而引起透平油乳化的问题。
对于低压缸轴封,从结构上解决了因胀差引起的低齿掉台、高齿倒伏的问题,对确保凝汽器真空度,提高机组效率有显著作用。
6、可以保护末级叶片
除湿效果明显。
低压缸叶顶汽封采用蜂窝式汽封,利用蜂窝的网格结构把甩到蜂窝上的水珠吸纳住,通过蜂窝背板上的疏水槽将收集的水排走,降低了蒸汽温度,有效地保护低压缸末几级动叶片免受水力冲蚀,有利于动叶片的长期安全运行。
四、安全稳定性
1、能有效消除汽轮机转子的气流激振,确保机组运行的安全性和稳定性。
2、蜂窝带是质地柔软的六边形蜂窝网格,具有可磨损的优点,即使发生动静摩擦也不会损伤转子轴径表面以及叶片,有很好的安全性。
试验表明,铁素体汽封对轴径表面的伤害程度为蜂窝式密封的6倍。
3、有效地吸收蒸汽中的水分,保护动叶片免受水力冲蚀,延长叶片使用寿命。
4、试验表明,蜂窝式密封的耐磨寿命为铁素体梳齿式汽封的2.5倍,可确保至少一个大修期的使用。