蜂窝式汽封介绍
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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。
防止汽轮机轴封汽带水的改进措施摘要:因为轴封蒸汽温度如果与汽轮机本体部件温度(特别是转子的金属温度)差别太大或是蒸汽带水,将使汽轮机部件产生很大的热应力,这种热应力将造成汽轮机部件产生摩擦,使部件寿命损耗加剧。
本文分析了防止汽轮机轴封汽带水的改进措施。
关键词:汽轮机;轴封;轴封汽;滤网;减温器轴封蒸汽系统作为热力发电厂汽轮机系统的重要组成部分,其主要功能是向汽轮机主机、给水泵小汽轮机的端部动静部位提供轴向密封蒸汽,同时将各汽封的漏汽合理导向或抽出。
一、汽轮机轴封蒸汽带水的原因分析1.高压缸轴封(端部汽封)的作用在于阻止蒸汽沿着转子漏出,高压缸前后的端部汽封所承受的压差比较大,额定工况时调节级喷嘴处的压力为4.43MPa,对于15级后压力则为0.11MPa,不但压差存在,为了不使动静机件发生碰磨,而总要留有一定间隙,间隙的存在也必然要导致漏汽,漏汽量一般要达到总汽量的0.5%。
由于上述两个原因,很容易使该处的蒸汽沿转子窜入轴承室,引起轴承温度升高,使油系统中带有由蒸汽凝结而成的水。
可见解决油系统中带水的问题关键是消除轴封漏汽。
如果汽轮机高压缸前段轴封间隙调整得不合适,导致轴封供汽从该处沿轴颈窜入轴承室,造成油中带水,油质恶化。
2.轴封系统的配置不太合理,高低压轴封供汽联在同一根母管而引起供汽分配不均的问题。
3.控制好高压缸前轴封第二腔室漏汽是防止轴封漏汽的关键,试验表明,如果将该二段漏汽压力提升到0.014MPa以上,汽封处就会有明显的漏汽存在,所以在保证机组真空的前提下,二段漏汽压力应该尽量调低,防止油中带水。
在机组运行中,当机组增加负荷时,轴封漏汽量增加,需要开大二段漏汽至1号低压加热器门;当机组减负荷时,又要防止空气从二段漏汽进入轴封冷却器,从而进入凝汽器影响机组真空,需要关小该阀门。
二段漏汽至加热器门均为手动门,随着机组负荷的变化,运行人员必须频繁地就地进行操作,增加了调整难度,对机组安全运行有不利影响。
汽轮机汽封漏汽分析以及处理方案内部资料1汽轮机汽封对汽轮机的影响在当前的电站工程中,热力发电站占有十分重要的地位。
热力发电的基本原理是把热能转化为机械能带动电机转动,再由电机将机械能转化为电能。
在能量转化的过程中,能量的利用率决定了电站工程的生产成本和生产效率。
在电力行业竞争日趋激烈的今天,高效节能的电站工程,无疑是更具有竞争力的。
众所周知,在任何方面利用热能都需要面对一个重要的问题——如何提升热能的工作效率,汽轮机也不例外。
为了保证汽轮机的工作效率,最大限度地提升热能的利用率,汽封的作用就显得尤为重要。
据统计,由于汽封漏汽造成的能量损失占汽轮机总能量损失的很大一部分。
汽轮机的静子与转子之间存在着各种汽封,包括平衡活塞汽封、叶顶汽封、轴端汽封、隔板汽封等等。
这些汽封的主要功能包括阻止外界空气进入汽轮机与汽轮机的蒸汽混合;减少蒸汽的泄漏量;减少化学补水量以及高位能的工作介质低位能流动。
而这些各种各样的汽封由于漏气所造成的能量损失,可以造成汽轮机工作效率下降3%~4%,这一数字占到汽轮机内部损失的三分之一。
而如果经过科学的改造,汽封漏汽造成的能量损失将会大大降低,可以想象,如果这一问题得到解决,将会对电站工程产生重大影响。
2汽轮机汽封漏气分析汽轮机汽封的主要作用是隔绝汽轮机内部与外部空气,以及对汽轮机内部的介质隔离。
经过研究和经验总结,汽轮机漏汽主要与以下因素有关。
2.1 汽轮机汽封技术有数据表明,传统的电站发电机组工作效率已经低于额定值的5%~10%,而造成这一现象的主要原因就是汽轮机汽封漏汽导致的能量损失。
国内使用最多的汽封包括高低齿汽封、梳齿形汽封以及普通迷宫汽封等。
以传统的梳齿形汽封为例,它是像梳齿一样层层相扣,利用多次排列的汽封齿与轴之间很小的缝隙形成一个个小汽室,蒸汽到了这些汽室中压力逐渐降低,从而减少了蒸汽泄漏。
这种汽封在我国应用很广泛,但是存在着一些缺陷。
首先,汽封材料选择不合理,这导致当与转子产生摩擦时,会对转子造成损伤甚至产生形变。
蜂窝密封原理
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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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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。
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,起节流密圭寸效果,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倍,
2.5可确保至少一个大修期的使用。