600MW超临界汽轮机蜂窝汽封的应用

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。

600MW超临界空冷汽轮机总体介绍河曲电厂二期2×600MW级超临界直接空冷凝汽式汽轮发电机组，以带基本负荷为主，并具有一定的调峰能力,汽轮机设备为东方电气集团东方汽轮机有限公司生产制造的超临界空冷汽轮机，型号为：TC4F-26(24.2MPa/566℃/566℃)，型式：超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、直接空冷凝汽式汽轮机；该机组额定出力637MW；最大连续出力为662MW。

汽轮机采用复合变压运行方式；汽轮机具有七级非调整回热抽汽，设计寿命不少于30年。

汽轮机高、中压缸合缸布置；高中压缸为双层缸结构，两个低压缸为三层缸结构，高压缸1+7级，共有8级；中压缸共6级，低压缸2×2×6级，即全机结构级为38级。

三根整锻无中心孔转子分别放置在1号轴承座与2号轴承座、3号轴承座与4号轴承座、5号轴承座与6号轴承座上；1号轴承座内除1号轴承外，还装设有测速齿轮、主油泵等；2号轴承座内装设有轴向位移传感器、推力轴承、平衡盘、支持轴承、联轴器等；6号轴承座主要有支持轴承，盘车装置、测量装置等组件构成,。

汽轮发电机组轴系中除1号、2轴承采用可倾瓦式轴承外，其余均采用椭圆形轴承。

各轴承上瓦的X、Y向装有轴振测量装置，下瓦装有测温装置。

推力轴承位于高中压缸和低压第二章汽轮机总体介绍A缸之间的2号轴承座。

高中压缸的膨胀死点位于2号轴承座，低压A缸、低压B 缸的膨胀死点分别位于各自的中心附近。

死点处的横键限制汽缸的轴向位移。

同时，在前轴承箱及两个低压缸的纵向中心线前后设有纵向键，引导汽缸沿轴向自由膨胀而限制其横向跑偏。

2.1汽轮机的典型工况1.能力工况或称铭牌出力工况（TRL）汽轮发电机组能在下列条件下安全连续运行，发电机输出铭牌功率637.433MW（当采用静态励磁、电动主油泵时，扣除所消耗的功率），此工况称为能力工况，此工况也称铭牌出力工况。

此工况条件如下：1)额定主蒸汽参数及再热蒸汽参数，所规定的汽水品质；2)背压为28kPa；3)补给水率为3%；4）对应该工况的设计给水温度；5)全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽；6)采用2×50%汽动给水泵；7)发电机效率98.8%，额定功率因数0.85（滞后），额定氢压、额定电压、额定频率。

汽轮机各种型式汽封的应用一引言汽轮机是将蒸汽的热能转变为机械能的一种动力机械，级是其最基本的工作单元，在结构上它是由喷嘴和其后的动叶栅所组成，蒸汽进入喷嘴后其热能转变为动能，然后进入动叶给动叶片以冲动力，使叶轮旋转而输出机械功。

大型汽轮机就是由多个级组成，每个级都有动、静两部分组成，因此整个汽轮机也就由动、静两部分组成。

汽轮机的转动与静止部件之间必须留有一定的间隙，以防相互摩擦。

由于汽缸内外、隔板前后以及带反动度的动叶两侧存在压差，而相应各处动静部分之间又必须保持一定间隙以使它们不致相碰，因此必须设置汽封装置。

汽轮机的汽封根据安装的位置不同分为：轴端汽封（简称轴封）、隔板汽封、和通流部分汽封，分别用来防止汽轮机的轴端、隔板和动叶顶部、根部蒸汽的泄漏，其作用分别是防止外界空气进入汽轮机，与汽轮机内的蒸汽混合，减小蒸汽泄漏量，从而减少化学补水量和防止高位能的工作介质向低位能流动。

作为汽轮机的易损件和必备部件，汽轮机的汽封越来越引起从事汽轮机设计的工程技术人员的关注。

因为从汽轮机运行的测试结果可以看出汽轮机的漏汽损失约占内部损失的1/3左右。

近年随着汽轮机汽封技术的不断发展，汽轮机运行的安全可靠性和机组热效率都得到相应的提高。

二各型式汽封简要介绍1 传统汽封目前被广泛应用于大、中、小型汽轮机的传统汽封主要为迷宫式汽封。

迷宫式汽封中根据断面的形状不同常用的有枞树型汽封和梳齿式汽封。

其中梳齿式汽封因其汽封成本低、结构简单、安全可靠且易于安装而被广泛应用。

梳齿式迷宫汽封的密封机理是在汽封环的内圆及汽封套筒（高温部分为转子大轴）的外圆上车有许多相互配合的梳齿及凹凸肩，组成微小的环形间隙（称汽封间隙）及蒸汽膨胀室，以阻止蒸汽的泄漏。

汽封环时借助外圆上两凸肩安装在轴封套（隔板）内圆车出的T型槽道内。

每道汽封环分成六个弧块（称为汽封块），每个汽封块与轴封套（隔板）之间装有两片弹簧片，使汽封块呈弹性压向中心，从而保持动静部分的最小间隙。

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。

600MW超超临界汽轮机介绍第一部分两缸两排汽 600MW超超临界汽轮机介绍0 前言近几年来我国电力事业飞速发展，大容量机组的装机数量逐年上升，同时随着国家对环保事业的日益重视及电厂高效率的要求，机组的初参数已从亚临界向超临界甚至超超临界快速发展。

根据我国电力市场的发展趋势，25MPa/600℃/600℃两缸两排汽 600MW 超超临界汽轮发电机组将依据其环保、高效、布局紧凑及利于维护等特点占据相当一部分市场份额，下面对哈汽、三菱公司联合制造生产的25MPa/600℃/600℃两缸两排汽600MW超超临界汽轮机做一个详细的介绍。

1 概述哈汽、三菱公司联合制造生产的600MW超超临界汽轮机为单轴、两缸、两排汽、一次中间再热、凝汽式机组。

高中压汽轮机采用合缸结构，低压汽轮机采用一个48英寸末级叶片的双分流低压缸，这种设计降低了汽轮机总长度，紧缩电厂布局。

机组的通流及排汽部分采用三维设计优化，具有高的运行效率。

机组的组成模块经历了大量的实验研究，并有成熟的运行经验，机组运行高度可靠。

机组设计有两个主汽调节联合阀，分别布置在机组的两侧。

阀门通过挠性导汽管与高中压缸连接，这种结构使高温部件与高中压缸隔离，大大地降低了汽缸内的温度梯度，可有效防止启动过程缸体产生裂纹。

主汽阀、调节阀为联合阀结构，每个阀门由一个水平布置的主汽阀和两个垂直布置的调节阀组成。

这种布置减小了所需的整体空间，将所有的运行部件布置在汽轮机运行层以上，便于维修。

调节阀为柱塞阀，出口为扩散式。

来自调节阀的蒸汽通过四个导汽管（两个在上半，两个在下半）进入高中压缸中部，然后进入四个喷嘴室。

导汽管通过挠性进汽套筒与喷嘴室连接。

进入喷嘴室的蒸汽流过冲动式调节级，然后流过反动式高压压力级，做功后通过外缸下半的排汽口进入再热器。

再热后的蒸汽通过布置在汽缸前端两侧的两个再热主汽阀和四个中压调节阀返回中压部分，中压调节阀通过挠性导汽管与中压缸连接，因此降低了各部分的热应力。

600MW等级超临界汽轮机通流改造综述在当今的电力生产领域，600MW 等级超临界汽轮机作为主力机组，其运行效率和性能对电力企业的经济效益和能源利用效率有着至关重要的影响。

随着技术的不断进步和对节能减排的要求日益提高，通流改造成为提升这类汽轮机性能的重要手段。

通流改造的背景和必要性随着时间的推移，早期投运的 600MW 等级超临界汽轮机逐渐暴露出一些问题。

例如，由于设计和制造技术的限制，通流部分存在效率不高、能耗较大等情况。

同时，为了适应日益严格的环保要求和电力市场的竞争压力，提高机组的热效率、降低煤耗成为当务之急。

通流改造能够有效地解决这些问题，提升机组的经济性和可靠性。

通流改造的关键技术1、先进的叶片设计叶片是汽轮机通流部分的核心部件，其性能直接影响到机组的效率。

通过采用先进的三维气动设计技术，优化叶片的型线和扭曲规律，可以减少气流损失，提高能量转换效率。

同时，采用新型的高强度材料制造叶片，能够提高叶片的运行可靠性和使用寿命。

2、汽封技术的改进汽封的作用是减少蒸汽泄漏，提高机组的内效率。

新型的汽封结构，如蜂窝汽封、刷式汽封等，能够有效地减少漏汽量，提高机组的经济性。

3、通流间隙的优化合理控制通流部分动静部件之间的间隙，既能保证机组的安全运行，又能减少泄漏损失。

通过精确的测量和计算，优化通流间隙，可以显著提高机组的效率。

4、热力系统的优化除了通流部分的改造，对整个热力系统进行优化也是通流改造的重要内容。

例如，优化抽汽系统、加热器疏水系统等，能够提高系统的热经济性。

通流改造的实施过程通流改造是一项复杂的系统工程，需要精心策划和组织实施。

首先，要进行详细的前期调研和方案设计。

对机组的运行状况进行全面评估，分析存在的问题，确定改造的目标和技术方案。

同时，要考虑改造的可行性和经济性，确保改造能够取得预期的效果。

在改造实施过程中，需要严格控制施工质量和进度。

对改造所需的设备和部件进行严格的质量检验，确保其符合设计要求。