【文章內(nèi)容簡介】 汽封在彈簧的作用下迅速張開，導(dǎo)致通流間隙變大有效避開動靜部分碰磨。② 可調(diào)式汽封的核心技術(shù)是在傳統(tǒng)梳齒的基礎(chǔ)上在各汽封間加上一圈彈簧，在起停機(jī)時增大汽封間隙，保證起停機(jī)的順暢，機(jī)組正常運行時，在汽壓的作用下恢復(fù)正常的間隙值。（2）缺點：① 冷態(tài)啟動差脹大。根據(jù)該汽封工作原理，在啟動和初始負(fù)荷階段，汽封在彈簧作用下處于全開位置，此時間隙在最大值，汽封漏汽量最大，轉(zhuǎn)子加熱快，而汽缸加熱跟不上易出現(xiàn)正差脹大。② 汽封間隙偏小時，在機(jī)組運行中可能出現(xiàn)動靜碰磨引發(fā)機(jī)組振動。③ 由于加工尺寸、彈簧質(zhì)量和安裝工藝等存在問題導(dǎo)致汽封在運行中關(guān)不住，導(dǎo)致機(jī)組效率嚴(yán)重下降。④ 因汽水品質(zhì)差，或通流積垢嚴(yán)重，若經(jīng)較長時間運行后，停機(jī)過程汽封不能打開，機(jī)組再次啟動因較小而出現(xiàn)動靜碰磨。對彈簧部位加工精度要求較高，不易保證正常工作時彈簧被壓縮回零。 側(cè)齒式汽封與傳統(tǒng)汽封外形相同()，應(yīng)用在汽輪機(jī)上最擅長軸封及隔板位置密封。它是在傳統(tǒng)迷宮汽封基礎(chǔ)上采用特殊工藝使汽封齒的側(cè)面具有細(xì)小的側(cè)向齒()，使腔室底部也增加底齒。這樣會產(chǎn)生熱力學(xué)效應(yīng)和加大摩阻效應(yīng)，杜絕透氣效應(yīng)，使汽體在側(cè)齒迷宮腔里的渦流動能轉(zhuǎn)化為熱能徹底，密封效果提高72%以上，側(cè)齒結(jié)構(gòu)可減少環(huán)內(nèi)氣隙流動、減少對軸振的影響。由方程?qm=Ac/v可知，在環(huán)形面積不變的情況下，減少漏汽量的另一方法是降低蒸汽的流速c，蒸汽流過齒隙的流速越小，漏汽量也就越小。側(cè)齒汽封是在采用迷宮汽封節(jié)流過程以外，另外再加上渦街阻汽過程。渦街阻汽過程是在汽室內(nèi)部人為增加溝槽及障礙物，使蒸汽產(chǎn)生小渦流形成渦街。該場中渦街不能自行產(chǎn)生，也不能自行消滅。蒸汽進(jìn)入汽封齒后面的汽室，產(chǎn)生具有動能的渦街并相互碰撞摩擦，使動能全部消耗轉(zhuǎn)化為熱能，蒸汽流速轉(zhuǎn)化為渦街流速，一方面使流出汽室的汽流速度最低，另一方面使外部高壓蒸汽進(jìn)入汽室能力降低。這是側(cè)齒汽封的主要工作原理。也是側(cè)齒汽封性能優(yōu)于梳齒汽封的原因()。側(cè)齒汽封的結(jié)構(gòu)如圖所示，其側(cè)齒遠(yuǎn)離汽封套臺階，安裝與檢修既能像梳齒汽封一樣方便，同時又不會發(fā)生汽封齒與軸之間的摩擦。優(yōu)點：① 最安全，同種材質(zhì)，相同外型尺寸，屬于傳統(tǒng)迷宮汽封的改良。② 不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計理念，保持原迷宮汽封的穩(wěn)定可靠性。③ 側(cè)齒乃特殊工藝在汽封體上加工而成，為一有機(jī)整體，安全可靠。④ 軸向空間有限，側(cè)齒汽封等于在相同的軸向空間內(nèi)多加了幾道密封齒，氣流在腔室內(nèi)的狀態(tài)呈紊流現(xiàn)象，起到非常好的截流作用，能量轉(zhuǎn)換更為徹底，更有效提高密封效率。⑤ 傳統(tǒng)安裝方式，無需培訓(xùn)。缺點：葉頂除濕效果不及蜂窩汽封。該技術(shù)是受原炭精汽封、浮動式油檔結(jié)構(gòu)的啟示，在原傳統(tǒng)汽封齒側(cè)中部加裝非金屬浮動環(huán)，背部仍采用板簧結(jié)構(gòu)形式。（）其設(shè)計意圖是利用將浮動環(huán)與轉(zhuǎn)子的徑向工作間隙調(diào)整為0，以達(dá)到減少漏汽的目的。機(jī)組在實際運行過程中，尤其是過臨界轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子的跳動是較大的，而此時的轉(zhuǎn)速又是較高，因此，其磨損是不可避免的。在機(jī)組初次安裝后開始運行階段，由于磨損小，會有一定的效果，但隨著機(jī)組啟停次數(shù)的增多，其磨損量逐步加大，其特征與傳統(tǒng)汽封相同，因此也就失去了改造的意義。另外，該結(jié)構(gòu)對安裝要求高，如果在安裝過程中控制不好，會造成機(jī)組啟動困難、振動大、浮動環(huán)破裂，給機(jī)組的安全運行帶來了不利影響。接觸式汽封()就是在原汽封或蜂窩汽封的中間鑲嵌一種復(fù)合材料，后邊用彈簧支撐，使其有退讓的空間，機(jī)組在運行的時候，密封材料的密封面和被密封的大軸接觸，起到密封的作用。后期又出現(xiàn)了接觸式蜂窩汽封，在腔室內(nèi)部焊接上蜂窩帶，組合成蜂窩接觸式汽封。優(yōu)點：①汽封完全接觸，全面起到阻流作用。2理論上接觸汽封齒背部設(shè)有單獨的彈簧系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動跟蹤、自動補(bǔ)償作用，完全無間隙運行，密封效果好。缺點：① 接觸式汽封由于汽封齒與大軸接觸，易引發(fā)機(jī)組振動。啟機(jī)困難 浮環(huán)存在破裂隱患② 背部彈簧失效后，導(dǎo)致汽封間隙變大，影響機(jī)組效率。③運行一段時間后 復(fù)合材料容易嚴(yán)重變形（高溫摩擦易導(dǎo)致熱變形），導(dǎo)致汽封間隙變大。蜂窩密封的產(chǎn)生是由于蜂窩結(jié)構(gòu)的剛性和材料的耐高溫、柔韌性而應(yīng)用在特定條件下，如：飛機(jī)發(fā)動機(jī)、大型汽輪機(jī)低壓末級、次末級葉頂汽封（自由葉片）、以及對材料有特殊要求的燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)等。其結(jié)構(gòu)特點：在原傳統(tǒng)汽封的汽封齒部位采用蜂窩帶，如果機(jī)組原汽封為長、短齒形式，則只將短齒部位采用蜂窩帶代替，背部仍采用板簧結(jié)構(gòu)。蜂窩材料（Hastelloy—X海斯特鎳合金）原創(chuàng)是美國，由于蜂窩結(jié)構(gòu)的剛性和材料的耐高溫、柔韌性而應(yīng)用在特定條件下，如：飛機(jī)發(fā)動機(jī)、大型汽輪機(jī)低壓末級、次末級葉頂汽封（自由葉片）、以及對材料有特殊要求的燃機(jī)等。自80年代出現(xiàn)以來，世界尚無著名汽輪機(jī)制造商在大型火力發(fā)電汽輪機(jī)軸封上成功應(yīng)用的范例，如果蜂窩材料在大型汽輪機(jī)軸封上封嚴(yán)效果比傳統(tǒng)梳齒汽封更優(yōu)越，20多年來，有足夠的時間予以證明和推廣普及應(yīng)用。目前沒有完善的理論和實踐證明在大型火力發(fā)電汽輪機(jī)軸封處，采用蜂窩密封比傳統(tǒng)梳齒密封封嚴(yán)效果更好根據(jù)理論分析及應(yīng)用實踐效果，蜂窩在低壓缸末級、次末級葉頂部位，利用其蜂窩表面積大、對水的吸附作用強(qiáng)的特點，防止動葉的水侵蝕效果良好。但是對于在梳齒汽封中應(yīng)用蜂窩材料密封來說，由于加裝蜂窩帶而取消了短齒，從而減小了蒸汽膨脹空間，使蒸汽從長齒間隙噴泄后直接進(jìn)入到凸臺間隙，由于泄漏蒸汽的動能沒有在長齒和凸臺之間有充足的空間充分轉(zhuǎn)化為勢能，從而使凸臺間隙漏汽速度增加，增加了蒸汽泄露量。因此，對應(yīng)于轉(zhuǎn)子為“長城臺”結(jié)構(gòu)形式的梳齒汽封，取消短齒而加裝蜂窩帶的密封效果并不比原梳齒結(jié)構(gòu)形式的汽封更佳。另外，在隔板及軸端部位，由于這些部位的汽封前后壓差大、過臨界轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)子振動較大等原因，該結(jié)構(gòu)沒能較好解決機(jī)組啟停機(jī)過程中由于振動大而造成汽封與轉(zhuǎn)子的動靜碰磨問題，雖然改造后初期有一定的效果，但隨著機(jī)組啟停次數(shù)的增多，其磨損量逐步加大，其特征與傳統(tǒng)汽封相同，也就失去了改造的意義。同時，由于碰磨原因及蜂窩材料的特性，蜂窩邊緣會出現(xiàn)“倒伏”，對于較小的蜂窩（），會使蜂窩“堵死”，造成蒸汽在流經(jīng)環(huán)形孔口進(jìn)入環(huán)形汽室后，由于環(huán)形汽室空間變小，蒸汽不能有效膨脹，反而使漏汽較改前有所增加。（1）優(yōu)點：① 在原有汽封的基礎(chǔ)上，只改變汽封的結(jié)構(gòu)形式，其汽封間隙維持在機(jī)組設(shè)計值，可以有效的的減少汽封的泄漏量。② 蜂窩汽封最適合葉頂處，特別是低壓缸部分，能有效的吸附葉頂?shù)乃帧＃?）缺點：①由于蜂窩帶與軸是寬面接觸，若間隙不當(dāng)，開機(jī)過程中發(fā)生碰磨時易引起機(jī)組振動，導(dǎo)致起不來機(jī)，間隙過大又導(dǎo)致效果不理想。② 汽封運行一段時間后，蜂窩帶窩孔積垢嚴(yán)重，會導(dǎo)致蜂窩失去作用。③ 使用壽命短，由于汽封蜂窩帶結(jié)垢不易清理，給大修時修刮帶來難度，使用壽命短。④ 另一個非常重要的技術(shù)問題是：在汽封背板上釬焊蜂窩帶時，有一個從室溫加熱到1100℃左右，再冷卻到室溫的工藝過程，汽封背板肯定存在變形 變形嚴(yán)重則無法安裝 如田家庵電廠圖片蜂窩汽封目前應(yīng)用廠家多，有取得使用效果的，但是也出現(xiàn)過事故。、吉林琿春電廠貴州安順電廠都出現(xiàn)了應(yīng)用蜂窩汽封導(dǎo)致大軸彎曲的事故 目前國內(nèi)的生產(chǎn)廠家都推薦低壓應(yīng)用鐵素體汽封的汽封齒為進(jìn)口的鐵素體不銹鋼，它最大的優(yōu)點是難以淬硬。實際上在汽輪機(jī)運行過程中由于振動、變形、管道推力、溫差等原因會造成動靜間隙發(fā)生變化，異常情況下甚至發(fā)生汽封與轉(zhuǎn)子碰磨，每次碰磨時由于汽封圈的熱容量小，因此它溫度急劇升高，齒尖被磨掉及脫離動靜磨擦后，在蒸汽的冷卻作用下溫度又急劇下降，相當(dāng)于一次淬火過程。對于采用合金結(jié)構(gòu)鋼的整體汽封圈來講，雖然出廠時它的硬度較低，但經(jīng)過一次磨擦后它即被淬硬，當(dāng)下次再發(fā)生磨擦?xí)r，不但會將轉(zhuǎn)子磨損，而且會使摩擦?xí)r間延長，使轉(zhuǎn)子發(fā)熱變形，誘發(fā)更大的磨擦、振動，如果處理不當(dāng)，甚至?xí)斐赊D(zhuǎn)子變形，而鐵素體材料具有難以淬硬的優(yōu)點，因此即使發(fā)生動靜磨擦，它的硬度基本保持出廠時的較低值，從而保護(hù)轉(zhuǎn)子，減小磨擦?xí)r間，減小轉(zhuǎn)子振動及轉(zhuǎn)子變形的可能性。（1）優(yōu)點：①屬于傳統(tǒng)迷宮汽封范疇，安全可靠性高。②轉(zhuǎn)子碰磨時難以淬硬，對轉(zhuǎn)子、葉片損傷小，可以保留比較小的徑向間隙。③東汽近年投產(chǎn)的常規(guī)火電機(jī)組都采用鐵素體汽封。（2）缺點：①屬于傳統(tǒng)迷宮汽封范疇，適用于軸系振動小的機(jī)組。②鐵素體不銹鋼的材料需進(jìn)口，價格高，材質(zhì)難以保證。刷式汽封主要有兩種結(jié)構(gòu)，一種將鬃毛組件與側(cè)板焊接在一起見圖（a），另一種將鬃毛包裹在一根金屬絲上見圖（b），然后夾緊固定在前后板之間的一個環(huán)形管內(nèi)。刷式汽封的鬃毛徑向向內(nèi)伸展，將其末端加工以適合轉(zhuǎn)子表面，為了適應(yīng)轉(zhuǎn)子的徑向運動，鬃毛沿軸旋轉(zhuǎn)方向布置成45176。，當(dāng)受熱時，鬃毛與轉(zhuǎn)子表面輕微軟接觸，其彈性使其追蹤轉(zhuǎn)子的徑向偏移，在下游側(cè)，后板限制鬃毛因壓力導(dǎo)致的撓曲；當(dāng)冷態(tài)時，鬃毛的尖端剛離開轉(zhuǎn)子并且其間隙恰好適合在運行中通過熱膨脹和或壓力閉合。轉(zhuǎn)子與后板之間的間隙是確定刷式汽封承壓能力的一個關(guān)鍵參數(shù)，此間隙需要盡量減小，但又以在任何運行條件下避免接觸轉(zhuǎn)子為準(zhǔn)。刷式汽封理論上是可減少蒸汽的泄漏量，但通過減少現(xiàn)有間隙實際的密封效果因國內(nèi)沒有大面積使用，只在小機(jī)組上和燃機(jī)上有應(yīng)用 。（1）優(yōu)點：①屬于小間隙汽封，可以有效的的減少汽封的泄漏量。（2）缺點：①由于間隙過小，開機(jī)過程中發(fā)生碰磨時易引起機(jī)組振動，導(dǎo)致起不來機(jī)。 刷子汽封在電廠的使用業(yè)績較少，據(jù)了解北海電廠曾使用刷子汽封對小機(jī)進(jìn)行改造，但效果不好。國內(nèi)江西豐城電廠應(yīng)用該汽封 啟機(jī)遇到麻煩 磨間隙磨了一天以上 但效果不錯 山東德洲電廠 東汽曾做配套 但例行大修時候發(fā)現(xiàn) 刷子倒向一側(cè)側(cè)齒汽封：①安全系數(shù)高；②壽命長；③對真空比較好 ，④適用于低壓缸端部汽封和高中壓缸所有汽封。布來登汽封：①安全可靠；②可用于最高壓力的地方，但不適用于端部汽封；③一旦出現(xiàn)彈簧失效就抱死，磨到就會出大事故。彈簧張開就是最大限度泄露。另安裝時無輕微碰磨有時無法估量運行時真正間隙狀態(tài)接觸式汽封：①存在安全隱患，高中壓缸絕對不能用接觸式汽封；②適用于低壓汽封。蜂窩汽封：①部分位置存在安全問題；②設(shè)備雖然便宜，但一旦磨損就要更換；③經(jīng)濟(jì)效益不大，主要是低壓缸去濕保護(hù)末級葉片；④擅長低壓缸葉頂汽封西屋公司應(yīng)用經(jīng)驗。刷子汽封、柔齒汽封：國內(nèi)應(yīng)用廠家少 知名度較低。比較總結(jié)情況如下表：汽封形式安全隱患使用壽命經(jīng)濟(jì)性應(yīng)用位置安裝因素對效果影響蜂窩寬面接觸容易出現(xiàn)起機(jī)困難 傷軸碰磨后蜂窩帶脫落隱患窩孔積垢變形后影響壽命一個大修期就要更換優(yōu)于梳齒最擅長葉頂部分隔板 市場反饋好間隙調(diào)整不當(dāng)影響安全及效果布萊登彈簧失效容易關(guān)不上打不開彈簧壽命短 不到一個大修期優(yōu)于梳齒取決于彈簧質(zhì)量高中壓適用，低壓不能應(yīng)用安裝要求極高 安裝不當(dāng)導(dǎo)致效果不佳接觸式與軸接觸四種汽封中安全系數(shù)最低接觸式復(fù)合材料壽命短 一個大修期間就必須要更換優(yōu)于梳齒，復(fù)合材料變形后影響經(jīng)濟(jì)性低壓軸端可以應(yīng)用少量安裝要求極高 稍有不當(dāng)容易機(jī)組振動釀成事故側(cè)齒最安全，與梳齒安全系數(shù)相同與梳齒相同至少兩個大修期優(yōu)于梳齒， 擅長高中低壓軸端及隔板安裝要求低等同于梳齒鐵素體屬于傳統(tǒng)迷宮汽封范疇，與梳齒安全系數(shù)相同與梳齒相同至少兩個大修期與梳齒相同，較差高中壓適用 安裝要求低等同于梳齒 云南華電昆明發(fā)電有限公司目前共有東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的300MW燃煤機(jī)組兩臺，＃1機(jī)組于2005年12月正式投產(chǎn)，＃2機(jī)組于2006年10月正式投產(chǎn)。機(jī)組自投產(chǎn)以來，存在熱耗值較設(shè)計值偏高，真空嚴(yán)密性不穩(wěn)定等問題。2機(jī)組分別于2008年4月及7月下旬均進(jìn)行A級大修，并于大修期間對汽輪機(jī)汽封進(jìn)行了改造。 汽輪機(jī)規(guī)范汽輪機(jī)組為東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的亞臨界中間再熱、雙缸雙排汽、凝汽式汽輪機(jī)，該機(jī)組的主要參數(shù)如下：型號：額定功率：300MW最大保證出力：330MW額定主蒸汽參數(shù)：℃額定新汽流量：最大新汽流量：1025t/h額定再熱蒸汽參數(shù)：℃額定背壓：（℃）額定給水溫度：270℃保證熱耗：7876kJ/kWh回?zé)峒訜崞骷墧?shù)：3級高加+1級除氧器+4級低加工作轉(zhuǎn)速：3000r/min功率因素：給水泵拖動方式:250%BMCR汽動給水泵，其備用泵為150%BMCR電動調(diào)速給水泵。汽封系統(tǒng)及其運行方式:采用自密封系統(tǒng)(SSR),高、中壓端汽封漏汽供低壓缸封汽用,多余蒸汽溢流至一號低壓加熱器（JD1）,封汽用蒸汽不足時由高排處或輔助汽源補(bǔ)充。配汽方式:閥門管理配汽方式(可實現(xiàn)噴嘴調(diào)節(jié)或節(jié)流調(diào)節(jié)，及兩者無擾切換）。控制系統(tǒng):采用高壓抗燃油數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DEH)。、規(guī)格（型號）及數(shù)量云南華電昆明發(fā)電有限公司2機(jī)組分別于2008年4月及7月下旬均進(jìn)行A級大修，并于大修期間對汽輪機(jī)汽封進(jìn)行了改造。汽封改造設(shè)備名稱、規(guī)格（型號）及數(shù)量如下表。云南華電昆明發(fā)電公司設(shè)備清冊序號改 造 位 置規(guī)格 型號數(shù)量單位制造商備注1高壓端后軸封1列TKDF300GZ1圈大連華鴻側(cè)齒汽封2高壓端后軸封2列TKDF300GZ1圈大連華鴻側(cè)齒汽封3高壓端后軸封3列TKDF300GZ1圈大連華鴻側(cè)齒汽封4高壓端后軸封4列TKDF300GZ1圈大連華鴻側(cè)齒汽封5高壓端后軸封5列TKDF300GZ1圈大連華鴻側(cè)齒汽封6高壓端后軸封6列TKDF300GZ1圈大連華鴻側(cè)齒汽封7高壓端后軸封7列TKDF300GZ1圈大連華鴻側(cè)齒汽封