刷式汽封与传统汽封的区别
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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。
浅谈汽轮机的汽封形式和特性汽轮机的传统汽封进行了改造和革新设计。
汽轮机汽封的特性和密封的效果各有不同,优缺点也不尽相同。
标签:汽轮机;汽封;优缺点近年来,随着汽轮机汽封技术的不断发展,为了减少漏气损失,提高机组安全和经济性,国内外对汽轮机的传统汽封进行了改造和革新设计,已经陆续出现了许多的新型汽封,下面对各种汽封的特点进行说明。
1、疏齿式汽封:它是传统汽轮机汽封形式,不能杜绝泄露,而是用逐级节流的方法来抑制泄露,目前被广泛应用。
优点是制造成本低、结构简单、安全可靠、易于安装。
缺点是由于在启、停机组时,机组会发生振动或气流激振等原因,会使汽封齿造成永久性磨损,导致密封间隙增加,造成漏气量增加,密封效果不好。
2、蜂窝汽封:是汽封的第二代产品,是在静子密封环的内表面上由规整的蜂巢形状的正六面体的小蜂窝孔状的密封带状物构成。
根据密封环尺寸制成的蜂窝带在真空钎炉中通过真空钎焊技术焊接在母体密封上,而形成了蜂窝式汽封。
蜂窝汽封由于具有较宽的密封带,改变了传统直形汽封低齿齿数由于受到结构限制,只能布置很少,还应保留汽封高齿。
相当于增加了汽封齿数量,加大了汽流阻力,提高了密封效果。
缺点是蜂窝汽封退让仍采用传统汽封的背部弹簧结构,安装间隙一般取传统汽封径向间隙设计值的上限。
易磨损,而且间隙无法恢复,若间隙过小或膨胀不均会造成蜂窝带与转子面接触,可能产生振动加剧,甚至转子抱死发生事故。
3、布莱登汽封:它是将螺旋弹簧安装在相邻汽封块的垂直断面,并在汽封块上加工出蒸汽槽,以便在汽封块背部通入蒸汽,汽封齿仍采用传统的梳齿式。
优点是解决了机组启、停机过程中存在转子过临界时振动过大,而造成汽封磨碰的问题。
能适应机组负荷的变化自动调整密封间隙,解决了过临界振动大对汽封间隙磨损,造成永久间隙增大的问题。
4、接触式汽封:是在传统梳齿式汽封块中间嵌入一圈能跟轴直接接触的密封片,并且能在弹簧片弹力的作用下自动退让,以保证始终与轴接触,属于柔性密封系列,能适应转子跳动,长期保持间隙不变。
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。
【长知识】航空发动机封严技术的进展导读:封严技术一直是高性能航空发动机研发工作的重要组成部分,先进封严技术是满足发动机耗油率、推重比、污染物排放、耐久性及寿命期成本目标的关键技术。
通过减少发动机内部气流的泄漏量,可大大提高发动机的性能和效率。
本文针对航空发动机典型封严技术,详细介绍了石墨封严、篦齿封严、刷式封严的结构特点及其技术改进和发展趋势。
重点阐述了德国MTU公司开发的新型刷式封严技术,其独特的结构解决了刷式封严掉毛这一技术难题。
1 引言现代航空发动机技术已达到很高水平,要进一步提高叶轮机效率,很大程度上取决于叶轮机转子与机匣之间的封严效果。
因此,许多航空发动机研究计划把如何减少发动机内流损失、提高发动机性能作为重点研究内容之一。
随着军用发动机工作环境越来越苛刻及民用发动机用户对低能耗、低噪声和高效益等方面要求的不断提高,低泄漏封严技术将面临高温、高转速、高压差、高湿度、高摩擦、高频振动及破坏性化学反应等一系列挑战。
研发泄漏量更小、在恶劣环境中使用寿命更长的先进封严装置已成当务之急。
2 封严技术的应用及其影响封严是对转动部件和非转动部件间的泄漏进行控制。
航空发动机上使用封严的地方很多,如主流道密封、空气系统二次流密封、主轴承油腔密封、附件传动机匣中传动附件输出轴密封等(见图1)。
航空发动机密封装置的形式也多种多样,按工作性质可分为接触式和非接触式两种。
前者主要有皮碗、涨圈、浮动环、端面石墨、径向石墨和刷式密封等,后者主要有螺旋槽、篦齿、液力和气膜密封等。
航空发动机封严的密封特性对发动机性能具有极为重要的影响,尤其是气路密封,将直接影响发动机增压比和涡轮效率的提高。
研究表明,封严泄漏量减少1%,可使发动机推力增加1%,耗油率降低0.1%;对于先进战斗机发动机,在发动机转速和涡轮转子进口温度保持不变的情况下,高压涡轮封严泄漏量减少1%,则推力增加0.8%,耗油率降低0.5%。
因此,美国IHPTET计划第二、第三阶段二次流路系统设定的目标分别是密封泄漏量减少50%和60%。
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。
转载汽轮机各种型式汽封的应用原文地址:汽轮机各种型式汽封的应用作者:cneclub 出自北方电力论坛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分之间必须有一定的间隙,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,减少蒸汽泄漏量,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气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圈及汽封套筒(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。
汽封环是借助外圆上两凸肩安装在轴套(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。
汽轮机各种型式汽封的应用及评价关键字: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分之间必须有一定的间隙,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,减少蒸汽泄漏量,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级间蒸汽泄漏使得机组内效率降低,漏汽损失占级总损失的29%,其中动叶顶部漏汽损失则占总漏汽损失的80%,比静叶或动叶的型面损失或二次流损失还大,后则仅占级中损失15%。
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。
为了减少漏气损失,提高机组安全和经济性,国内外有关部门对传统汽封进行改造和设计,已陆续出现了许多新型汽封。
一、 传统疏齿式(迷宫式密封)密封传统的迷宫密封为一种非接触式密封,不能杜绝泄漏,而是用逐级节流的方法来抑制泄漏,由于受设备轴向长度的限制,使迷宫密封泄漏量较大,并且迷宫密封的泄漏流量随着压差的增大而急剧上升,其密封效率急剧下降,据相关统计资料显示,汽轮机间隙每增加0.0254mm,平均功率损失约4~5kW 。
刷式密封的性能和相关应用一、什么是刷式密封在涡轮机械中,刷式密封是作为篦齿密封换代产品的身份产生的。
传统的篦齿密封是间隙密封,其泄漏量较大,造成了涡轮机的效率损失较大。
而且篦齿密封不能弹性变形,转子的膨胀及跳动都容易造成永久性的磨损,造成泄漏量的进一步加大,涡轮机的性能也因此进一步下降。
为了克服篦齿密封的这两大缺点,刷式密封的概念被提出,它不仅泄漏小而且还能允许转子的膨胀和跳动。
刷式密封的优越性能是由其特殊的结构所决定的。
图1所示是它的图1 刷式密封的结构原理图结构原理图。
它是由刷环和转子通过接触配合实现密封的,因此泄漏较小,大量试验表明,它的泄漏量只有传统篦齿密封的10-20%。
刷环由前挡板、后挡板以及压紧在两者之间的刷束通过焊接形成,而刷束是由大量的细金属丝顺着转动方向排列形成的,它在转子膨胀或跳动时能进行弹性变形,不会造成密封面的严重磨损;如转子表面有耐磨涂层则能进一步减小这种接触磨损。
因此刷式密封具有了良好的动态适应性,允许转子的膨胀和跳动。
二、刷式密封对涡轮机械的性能提高正如前说述,刷式密封的特殊结构决定了它具有泄漏低和允许转子膨胀及跳动的两大优越性,所以在对涡轮机械的效率的提高上也是相当显著的:在航空发动机中,只将一处或几处关键部位的篦齿密封用刷式密封替换,就可以将发动机的推力提高1-3%,燃油消耗率下降了3-5%;在固定式燃气轮机中,只是在高压密封处采用刷式密封,就可以使机组功率输出提高1%左右,热耗率降低0.5%左右;在蒸汽轮机中,只在动叶顶部采用刷式密封就可以获得1%左右的效率收益。
刷式密封的工程应用不仅具有较高的经济性,对于在使用中的涡轮机械的性能提高方面还具有改造所需时间少、改造成本低的优越性。
同时,刷式密封具有可靠的安全性,易于更换,维修方便,同时由于它与转子是柔性接触,因此还可以改善转子的稳定性。
三、刷式密封的安装使用刷式密封在涡轮机械中一般安装在以下几个部位:级间,轴端、叶顶部位、内部隔板和轴承腔等,一般每一级上采用1个刷封,轴端采用3-6个。
6大汽轮机汽封全方位解析《全国所有聚酯(PET)生产企业统计》《全国50家煤制氢企业统计》《全国所有甲醇生产企业统计》《现代煤化工产业系列研究报告》2019版——煤制烯烃+煤制乙二醇+煤制乙醇+煤制油+煤制天然气《现代煤化工政策汇编及解读》《中国聚烯烃技术汇编》《尿素市场研究报告》,《中国煤化工战略规划报告》-山西篇、内蒙古篇,陕西篇,咨询微信:3181066003,加时请注明报告(点蓝色的字,了解详情)现阶段主流汽轮机各型式汽封优缺点对比1.梳齿汽封优点:安全性能稳定,适用范围很广。
缺点:密封间隙大,易磨损。
适用位置:适用任何位置。
2.蜂窝汽封优点:可与轴颈保持较小的配合间隙,即使被磨损也依然保持蜂窝形式,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。
适用位置:低压叶顶或隔板汽封。
中压叶顶汽封。
投资情况:按300MW机组为例,投资600万左右节能情况:煤耗可下降4~6g/kW.h。
改造机组不多,安全可靠性待考验。
3.布莱登汽封优点:解决过临界震动大对汽封间隙造成永久增大的问题,能适应机组负荷的变化自动调整密封间隙。
缺点:对水质要求较高,但长期运行可能造成弹簧结垢,疲劳失效而无法长期保持灵敏的自调整效果,使用后期效果会降低。
适用位置:一般只能改造在高压缸隔板位置。
投资情况:按300MW机组为例,投资600万只改造高、中压缸投资约300万左右。
节能情况:按300MW机组为例,只改造高中压缸,煤耗可下降2g/kW.h,一年即可收回全部投资。
迄今位置国内已有300余台机组进行了改造4.接触汽封优点:可以与轴接触,属于柔性密封系列,能适应转子跳动,能长期保持间隙不变。
缺点:长期与轴面接触,摩擦生热,且产生的热量如不能及时排走,可能导致过热变形等,用在高温段须慎重。
适用位置:一轴封最外侧,此汽封用在此处既可以有效减少漏气,改善机组真空。
投资情况:现都是小范围改造投资费用不大。
适用标准文案1、梳齿迷宫式汽封当前被宽泛应用于大、中、小型汽轮机的传统汽封主要为迷宫式汽封。
迷宫式汽封中依据断面的形状不一样常用的有枞树型汽封和梳齿式汽封。
此中梳齿式汽封因其汽封成本低、构造简单、安全靠谱且易于安装而被宽泛应用。
其构造以下列图:梳齿式迷宫汽封简图传统梳齿式迷宫汽封安装时径向空隙一般为 0.60~0.80mm,依据转子不一样状况,有时空隙更大。
尽人皆知梳齿汽封主要有以下弊端:汽轮机在起停机过程中过临界转速时,转子振幅较大,若汽封径向安装空隙较小,汽封齿很简单磨损。
因为轴封漏汽量较大(特别在汽封齿被磨损后),蒸汽对轴的加热区段长度有所增添,而且温度也有所高升,使胀差变大,轴上凸台和汽封块的高、低齿发生相对位移而倒伏,造成漏肚量增添,密封成效得不到保证。
汽封齿与轴发生碰磨时,瞬时产生大批热量,造成轴局部过热,甚至可能致使大轴曲折,所以在机组检修时,电厂只好把汽封径向空隙调大,以牺牲经济性为代价来保证机组的安全性。
曲径汽封环形腔室的不平均性,是产生汽流激振的重要原由,而汽轮机高压转子产生的汽流激振一旦发生就很难解决,危及机组的安全运转。
2、侧齿迷宫汽封:侧齿迷宫汽封是一种观点型汽封形式,汽封空隙与传统汽封同样,在现有汽封齿上加工出 1~2 个侧齿和底齿,相当于在很有限的空间内部分增添了迷宫腔的摩阻效应,对照传统汽封会有一些成效,但因为侧齿和底齿的尺寸过小,所以对汽封效率提升十分有限。
3、自调整汽封(布莱登汽封)跟着汽封技术的发展,又从美国引进一种新式可调式汽封——布莱登汽封。
这类汽封能够使汽封空隙调到更小的 0.35~0.45mm,运转中又能够防止转子过临界时振动过大而与汽封的擦碰。
布莱登汽封撤消了传统汽封背部的板弹簧,取而代之的是在每圈汽封弧段端面处加装了四只螺旋弹簧。
自由状态时,在弹簧力作用下,汽封弧块是处于张开状态而远离转子 , 机组启机时,跟着蒸汽流量的增添,作用在每圈汽封弧块背部的蒸汽压力渐渐增大,当这一压力中以战胜弹簧应力、摩擦阻力等时,汽封弧块开始渐渐封闭,直至处于工作状态,并一直保持与转子的最小空隙运转;停机时跟着蒸汽流量的减小,在弹簧应力作用下,推进汽封弧块远离转子。
刷式汽封的特点及应用申先念,石伟伟江苏透平密封高科技有限公司,南京,中国Email: shenxn@摘要:介绍了刷式密封的结构特点和应用发展状况,研究了刷式密封的基本结构,分析了刷式密封的数学模型和密封机理,给出了刷式密封自国内外的应用情况,结合哈三电汽机组改造案例,分析了刷式密封设计过程中的参数选择及应注意的问题。
最后分析了刷式密封技术的经济效益,总结出刷式密封技术在未来的发展中具有重大的研究价值和工程应用价值。
关键词:节能,刷式密封,泄漏,汽轮机Brush type steam seal of the characteristics andapplicationsSHEN Xiannian, SHI WeiweiJiangsu turineseal high technology co.,LTD.,Nanjing,chinaEmail: shenxn@Abstract:The research and application development of brush seal.were summarized and the basic structure of brush seal was introduced.The brush seal’s mathematical model and mechanism were analysed.Give the application of brush seal at home and abroad,the case of steam turbine reconstruction in Electric power company of ha-san was included,the selection of brush seal parameter and the common problems that should be paid attention were analysed.At last,the economic benefits of using brush seal was analysed,and summarized the research value and the engineering application value in the future development.Keywords:energy-saving, Brush seal, leakage, steam turbine1.引言随着我国电力行业的发展,以及国家对节能减排的要求。
刷式密封与蜂窝密封性能差异刷式密封, 蜂窝密封刷式密封是比蜂窝密封更先进,效果更好,适用范围更广的密封,可广泛应用于轴端,隔板,叶顶,油封等部位,而蜂窝密封受应用范围限制较多。
蜂窝密封从结构上讲还是一种刚性密封,一旦碰磨,就不可恢复,安装时,间隙控制得再小,过临界或异常震动等情况下就会将其间隙磨大,刷式密封是一种柔性密封,可自适应轴跳动,不会因过临界或异常震动等造成间隙永久变大。
刷式密封可以做到零间隙,蜂窝密封则不能;蜂窝密封主要靠气流在各蜂窝中形成涡流来进行密封,试验证明,要形成涡流,气流速度及间隙必须满足一定要求,而实际安装过程中,间隙过小,起机时容易抱轴,造成震动或起机困难,间隙过大则密封效果差,因此通常应用于低压末级叶顶湿蒸汽区;刷式密封与迷宫密封及蜂窝密封相比,其密封性能和寿命有了大幅提高,有效提高了机组的效率;由于增加了围子的振动阻力,从而改善了围子的稳定性;在动静之间瞬间过盈情况下,通过刷子的柔性退让能保持密封能力不变,有效增加了机组的可用性和安全性,可以说,刷式密封是传统密封最有力的替代品。
1.刷式密封与蜂窝密封均来源于军用飞机发动机技术。
2.对发动机来说,蜂窝密封为第二代产品,刷式密封为第三代产品,更先进,效果更好,适用范围更广。
3.理论上,蜂窝密封的泄漏量是传统迷宫密封的1/2,刷式密封泄漏量是传统迷宫密封的1/10。
4.刷式密封可广泛用于轴端,隔板,叶顶,油封等部位。
5.刷式密封与蜂窝密封都有一定的除湿功能。
6.蜂窝密封从结构上讲还是一种刚性密封,一旦碰磨,就不可恢复,安装时,间隙控制得再小,过临界或异常震动等情况下就会将其间隙磨大。
7.刷式密封是一种柔性密封,可自适应轴跳动,不会因为临界或异常震动等造成间隙永久变大。
8.刷式密封可以做到零间隙,蜂窝密封不能。
9.蜂窝密封主要靠气流在各蜂窝中形成涡流来进行密封,试验证明,要形成涡流,气流速度及间隙必须要满足一定要求,而实际安装过程中,间隙过小,起机时容易抱轴,造成震动或起机困难,间隙过大则密封效果差,因此通常应用于低压末级叶顶湿蒸汽区。
刷式密封与迷宫式密封的区别刷式密封传统的迷宫密封为一种非接触密封,由于其不需要润滑,允许自由热膨胀,维修方便,并且不受转速限制,因此广泛应用于汽轮机、燃气轮机、压缩机和鼓风机的轴端和级间。
然而,迷宫密封不能杜绝泄漏,而是用逐级膨胀的方法增加流阻来抑制泄漏,由于受设备轴向长度的限制,使迷宫密封泄漏量较大,并且迷宫密封的泄漏流量随着压差的增大而急剧上升,其密封效率急剧下降,如能尽量减小这一泄漏损失,汽轮机或燃气轮机的效率和功率将得到有效提高,电厂将由此获得巨大的经济效益。
迷宫密封的泄漏量是刷式密封的4-7倍,刷式密封可以改善转子的稳定性,使汽轮机或燃气轮机出力提高0.5-6%(据改造数量、位置、机型、工况等因素,存在差异),刷式密封的出现,使得过去因安全原因不可以达到的小间隙成为可能,这对机组效率的提高是非常显著的。
从某种角度看,在获得同样效率增量的情况下,改造汽封比改造叶片更节省成本和时浅谈汽轮机用刷式密封!刷式密封是近几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1/5~1/10,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一,已经应用于航空发动机、工业燃气轮机和汽轮机等汽轮机械。
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中的重要内容之一。
汽轮机用的密封圈主要代表有:疏齿密封、蜂窝密封、可调式密封、刷式密封四种,前三种各有利弊,这里就简做介绍,给大家了解下:1.传统疏齿式密封疏齿式密封的密封原理是利用逐级节流膨胀增加流阻的方法来抑制泄露,由于受设备轴向长度的限制,其泄漏量一般比较大,由于该汽封产品室一种非接触式刚性密封,间隙太小,汽封齿就很容易和转子碰磨,而且还会因两个刚性碰磨而带来安全问题。
传统迷宫密封在实际运行过程中,并不能完全保证设计间隙,由于起机过临界、异常振动超差、气流激振等原因,都会使汽封齿造成永久性的磨损,导致密封间隙成倍的增加,也就是说,我们精心调整好的汽封间隙很有可能在第一次启动过临界时就被磨大了,对老机组而言,这种情况更加明显。
2.蜂窝密封蜂窝密封的节流原理是气流流经蜂窝时,在一定的流速和间隙下形成涡流,而产生阻尼效果。
但在实际运行条件下,并不能满足涡流形成的条件,很难形成良好的涡流现象。
其结构仍然是一种刚性密封,一旦碰磨就会造成永久性的磨损,而间隙随之增大,间隙过小起机时容易抱轴,造成起机困难,间隙过大则密封效果差,因此蜂窝通常用于低压末级叶顶湿蒸汽区。
3.可调式密封可调式密封的原理是汽轮机过临界转速时,振动会加大,如果间隙过小,就会造成动静摩擦,影响安全。
可调式密封设计思路是在起机过程中通过汽封弧段端面弹簧维持较大间隙,过临界转速后,通过蒸汽压力压缩弹簧,从而保持相对较小间隙。
可调式密封仅解决了起停机过程中振动加大对汽封磨损的影响,但在机组运行中由其他因素造成的振动加大,可调式密封无法避免摩擦。
同时,由于可调式密封是靠蒸汽压力来克服弹簧弹力,因此在大直径、低压力、水质不好、弹簧易结垢的情况下,不宜使用。
再加上弹簧在高温环境下的长期锈蚀很容易导致弹性失效,在实际应用中效果不理想。
刷式密封原理介绍:刷式密封的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,由于刷丝间隙的不均匀性,均匀的来流进入刷丝束中就变得不均匀了,并且从紧密的刷丝束中区域向疏松的刷丝束区域偏流,这些偏流产生了同向流和射流,随即产生二次流和漩涡流。
由于刷丝束破坏流动而确保流动的不均匀性,使流体产生自密封效应,横向流动代替向前流动显然对流体起了自密封作用,减少了漏汽量。
)刷式密封特点介绍:刷式密封是一种柔性密封,由前面板、后面板和加于两者之间的高密度刷丝组成,刷丝相对轴的旋转按一定倾角规则排列,每根刷丝就是一端为支点的悬臂梁,有极好的弹性,在转子瞬间大幅径向位移时迅速弹性退让,吸收转子的径向位移,震动后恢复闭合状态,在短时间与轴过盈接触后,不会像迷宫汽封和蜂窝密封等刚性密封一样,出现永久性的间隙增大刷式密封的泄露特点为,由于压比的增大,刷子中刷丝的密度增加,刷丝之间的空隙减少而使有效的泄露面积减少,同时使泄露的流动的阻力增大,从而使泄露随压比的增加而梯度降低。
与其他几种密封相比,刷式密封的性能和寿命都有了大幅度的提升,有效提高了机组效率,增加了转子的振动阻尼,从而改善了转子的稳定性。
刷式密封的结构原理刷式密封是一种柔性密封,由前面板、后面板和加于两者间的高密度刷丝组成,刷丝相对轴的旋转按一定倾角规则排列,每根刷丝就是一端为支点的悬梁臂,有极好的弹性,在转子瞬间大幅径向位移时迅速弹性退让,吸收转子的径向位移,震动后恢复闭合状态,在短时间与轴过盈接触后,不会像迷宫密封和蜂窝密封等刚性密封一样,出现永久性的间隙增大。
刷式密封用于动静件间的气体介质密封,在液体或粉尘等方面密封效果也十分明显。
各种新型汽封改造位置优化建议及评价汽封, 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。
一般该汽封使用于高压部分隔板,因为在此处汽轮机级的前后压差可以满足需要,而中低压部分及轴封则不适用,而叶顶处直径过大,如果采用布莱登汽封,每相邻两块汽封处的接缝间隙预留将会很大,因此在此处形成的泄漏量未必能补偿汽封间隙调整后所获的收益。
优点:解决过临界震动大对汽封间隙造成永久增大的问题,能适应机组负荷的变化自动调整密封间隙。
缺点:对水质要求较高,但长期运行可能造成弹簧结垢,疲劳失效而无法长期保持灵敏的自调整效果,后期使用效果会降低。
建议改造位置:基于布莱登汽封对级前后压差的要求,一般只能改造在高压缸隔板位置,用在此处其效果发挥作用最大。
制造厂家:国内多家布莱登汽封代理商,目前这项专利人掌握在美方。
3,侧齿汽封;侧齿汽封是在梳齿汽封的一个高齿上进行改造,在垂直汽封齿的方向上再添加1-2道沿轴向方向的齿形,其原理是当气流遇到这种阶梯形齿的时候会形成涡流,起到阻尼作用。
但此种汽封受制于轴向间隙,侧齿位置不能高于低齿高度,改造空间有限,改造后对高齿齿根的强度要求将会提高。
优点:改造简单,无须其他条件要求,相对原来的梳齿汽封的密封效果有一定的改善。
缺点:未脱离原梳齿汽封的结构形态,属于硬齿汽封,仍然无法解决磨损后间隙永久性增大的问题,侧齿阻尼的效果也会间隙的增大而大打折扣。
建议改造位置:无特殊要求,如用在高压通流部分须慎重。
制造厂家:大连华鸿工业4,接触式汽封;接触式汽封是在汽封块中间嵌入一圈能跟轴直接接触的密封片,并且能在弹簧片弹力作用下自动退让,以保证始终跟轴接触。