汽封
關(guān)注創(chuàng)建者：我愛汽輪機仿真 創(chuàng)建時間：2023-07-20
汽封的實例教程
由于汽缸內(nèi)外、隔板前后以及帶反動度的動葉兩側(cè)存在壓差，而相應(yīng)各處動靜部分之間又必須保持一定間隙以使它們不致相碰，因此必須設(shè)置汽封裝置。
汽輪機的汽封根據(jù)安裝的位置不同分為：軸端汽封（簡稱軸封）、隔板汽封、和通流部分汽封，分別用來防止汽輪機的軸端、隔板和動葉頂部、根部蒸汽的泄漏，其作用分別是防止外界空氣進入汽輪機，與汽輪機內(nèi)的蒸汽混合，減小蒸汽泄漏量，從而減少化學(xué)補水量和防止高位能的工作介質(zhì)向低位能流動。
作為汽輪機的易損件和必備部件，汽輪機的汽封越來越引起從事汽輪機設(shè)計的工程技術(shù)人員的關(guān)注。
因為從汽輪機運行的測試結(jié)果可以看出汽輪機的漏汽損失約占內(nèi)部損失的1/3左右。
近年隨著汽輪機汽封技術(shù)的不斷發(fā)展，汽輪機運行的安全可靠性和機組熱效率都得到相應(yīng)的提高。
一、傳統(tǒng)汽封
目前被廣泛應(yīng)用于大、中、小型汽輪機的傳統(tǒng)汽封主要為迷宮式汽封。
迷宮式汽封中根據(jù)斷面的形狀不同常用的有樅樹型汽封和梳齒式汽封。
其中梳齒式汽封因其汽封成本低、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠且易于安裝而被廣泛應(yīng)用。
梳齒式迷宮汽封的密封機理是在汽封環(huán)的內(nèi)圓及汽封套筒（高溫部分為轉(zhuǎn)子大軸）的外圓上車有許多相互配合的梳齒及凹凸肩，組成微小的環(huán)形間隙（稱汽封間隙）及蒸汽膨脹室，以阻止蒸汽的泄漏。
汽封環(huán)時借助外圓上兩凸肩安裝在軸封套（隔板）內(nèi)圓車出的T型槽道內(nèi)。
每道汽封環(huán)分成六個弧塊（稱為汽封塊），每個汽封塊與軸封套（隔板）之間裝有兩片彈簧 片，使汽封塊呈彈性壓向中心，從而保持動靜部分的最小間隙。
傳統(tǒng)梳齒式迷宮汽封安裝好后，汽封間隙在無碰摩情況下運行中就始終保持不變。
展開 摘要：基于氣動彈性力學(xué)理論，建立了模擬轉(zhuǎn)子汽封間隙流激振的動力學(xué)模型，分析了汽封轉(zhuǎn)
子系統(tǒng)的動力學(xué)行為．該模型用總階數(shù)為八階的兩組流固耦合的動力學(xué)方程描述，一組是2個分別
為沿 和y方向的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)強迫振動方程；另一組是利用Rayleigh方程描述的2個流體動力系數(shù)
自激系統(tǒng)的強迫振動方程，給出了部分數(shù)值算例，并對結(jié)果進行了討論．
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)子動力學(xué)；汽封激振； 自激振動
汽封間隙激振對轉(zhuǎn)子作用的動力學(xué)分析.pdf
圖13 低壓缸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
2.3 優(yōu)化汽封配置
對已投運機組來說，漏氣損失是影響機組效率的主要因素。從保證機組經(jīng)濟性而言，要求汽封漏汽量越少越好，也即汽封間隙越小越好；從保證機組運行安全而言，要求在各種狀態(tài)下，汽封不和轉(zhuǎn)子發(fā)生摩擦，或發(fā)生摩擦但對轉(zhuǎn)子磨損小。因此，對汽封要求是：泄漏量小，而且對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的附加作用力和損傷也要小。
從汽輪機的實際運行情況分析，影響汽輪機組效率的主要原因（只考慮汽輪機本體）有兩個方面：一是由于受機組當時設(shè)計制造水平的限制；二是汽輪機在安裝、檢修過程中，為保證機組的安全運行，采用傳統(tǒng)疏齒式汽封，并且人為地放大汽封間隙，增加了漏汽損失。錯齒汽封是近年來東汽大量采用的一種新型汽封形式，目前該種汽封已廣泛應(yīng)用于機組軸封，以及反動式機組葉頂汽封位置，錯齒汽封主要結(jié)構(gòu)如圖14 所示，采用填絲材料將汽封片鑲嵌于轉(zhuǎn)子及汽封圈上，相比傳統(tǒng)汽封形式，錯齒汽封主要具有以下優(yōu)點：
圖14 汽封優(yōu)化設(shè)計
1）取消轉(zhuǎn)子城墻齒，在相同長度范圍內(nèi)，能夠設(shè)置更多的有效齒，增加密封性，減少軸封漏汽，提高機組經(jīng)濟性。
2）汽流經(jīng)過錯齒汽封齒，將會產(chǎn)生漩渦，使蒸汽能量耗散，增加密封性，減少軸封漏汽，提高機組經(jīng)濟性。
東汽在自建汽封試驗臺上能進行各種典型密封結(jié)構(gòu)的全尺寸試驗，運用高精度的測試系統(tǒng)得到準確可靠的試驗結(jié)果，真實、精確的反映了汽封的密封性能。東汽具有多種汽封的使用經(jīng)驗，可根據(jù)用戶需求采用不同類型的汽封，在特殊部位采用特殊汽封，如刷式汽封、封嚴汽封、蜂窩汽封、布萊登汽封等（見圖15）。
圖15 東汽常用的汽封結(jié)構(gòu)
2.4 低壓葉片防水蝕措施
為確保機組安全運行，東汽在設(shè)計時采取了完善的防水蝕及抗應(yīng)力腐蝕措施來確保機組長期安全、經(jīng)濟地運行。
展開 高中壓合缸的機組，當機組甩負荷時，為防止高壓缸、高壓導(dǎo)汽管內(nèi)的余汽從高中壓汽封間隙竄到中壓缸、低壓缸，對機組產(chǎn)生不利影響。
若這些汽封齒磨損，汽封間隙變大后，造成機組超速的可能性增大，為此設(shè)置了事故排放閥（BDV）。
在機組跳閘時，BDV閥快速開啟，將高中壓汽封處余汽直接引到凝汽器，防止機組超速。事故排放閥開與關(guān)由中壓調(diào)節(jié)閥油動機行程來控制：
當中壓調(diào)節(jié)閥油動機行程≥30mm時，事故排放閥關(guān)閉。
當中壓調(diào)節(jié)閥油動機行程<30mm時，事故排放閥開啟。
電磁控制氣閥在勵磁時，壓縮空氣進入事故排放閥活塞上部，活塞克服彈簧力下移將閥關(guān)死。
電磁控制氣閥失磁時，事故排放閥活塞上部與排氣相通，空氣壓力泄掉，活塞在彈簧力作用下，上移將閥打開。
RFV閥：是高壓缸倒暖閥，冷態(tài)啟動時將輔助蒸汽通過RFV閥引至高排逆止門前進入高壓缸，通過高壓內(nèi)缸疏水門和高壓導(dǎo)汽管疏水門排出，達到啟動前暖缸的目的。
運行操作要求
1、在機組啟動沖轉(zhuǎn)前，運行人員必須就地確認VV閥、BDV閥的開關(guān)狀態(tài)正常。機組中壓缸啟動前，確認VV閥、BDV閥是在開啟位置。
2、為防止運行中VV閥因儀用空氣壓力不正常、或電磁閥動作不正常引起VV閥誤動作,有些機組在VV閥前加裝了隔離閥，因此在機組啟動前VV閥開啟時一定要檢查開啟VV閥前手動隔離閥。
3、在機組中壓缸啟動閥切換后，一定要在DEH上和就地檢查確認VV閥關(guān)閉。
4、機組剛啟動或調(diào)試過程中或機組啟動后運行不穩(wěn)定時，只確認VV閥的狀態(tài)正確，VV閥前手動隔離門可暫時不要關(guān)閉，防止機組跳閘手動隔離門沒有開啟引起高壓缸排汽溫度高。
5、機組啟動已運行穩(wěn)定后關(guān)閉VV閥前手動隔離門。
展開 BDV閥：汽輪機事故排放閥
對高中壓合缸的機組，當機組甩負荷時，為防止高壓缸、高壓導(dǎo)汽管內(nèi)的余汽從高中壓汽封間隙竄到中壓缸、低壓缸，對機組產(chǎn)生不利影響。若這些汽封齒磨損，汽封間隙變大后，造成機組超速的可能性增大，為此設(shè)置了事故排放閥（BDV）。
在機組跳閘時，BDV閥快速開啟，將高中壓汽封處余汽直接引到凝汽器，防止機組超速。事故排放閥開與關(guān)由中壓調(diào)節(jié)閥油動機行程來控制：
當中壓調(diào)節(jié)閥油動機行程≥30mm時，事故排放閥關(guān)閉。
當中壓調(diào)節(jié)閥油動機行程<30mm時，事故排放閥開啟。
電磁控制氣閥在勵磁時，壓縮空氣進入事故排放閥活塞上部，活塞克服彈簧力下移將閥關(guān)死。電磁控制氣閥失磁時，事故排放閥活塞上部與排氣相通，空氣壓力泄掉，活塞在彈簧力作用下，上移將閥打開。
RFV閥：高壓缸倒暖閥
冷態(tài)啟動時將輔助蒸汽通過RFV閥引至高排逆止門前進入高壓缸，通過高壓內(nèi)缸疏水門和高壓導(dǎo)汽管疏水門排出，達到啟動前暖缸的目的。
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汽封的最新內(nèi)容
錯齒汽封是近年來東汽大量采用的一種新型汽封形式，目前該種汽封已廣泛應(yīng)用于機組軸封，以及反動式機組葉頂汽封位置，錯齒汽封主要結(jié)構(gòu)如圖14 所示，采用填絲材料將汽封片鑲嵌于轉(zhuǎn)子及汽封圈上，相比傳統(tǒng)汽封形式，錯齒汽封主要具有以下優(yōu)點：
圖14 汽封優(yōu)化設(shè)計
1）取消轉(zhuǎn)子城墻齒，在相同長度范圍內(nèi)，能夠設(shè)置更多的有效齒，增加密封性，減少軸封漏汽，提高機組經(jīng)濟性。
四、汽封
汽輪機通汽部分的動、靜機件之間，為了避免碰磨，必須留有一定的間隙。而間隙的存在又要導(dǎo)致漏汽，使汽輪機的效率降低。為解決這一矛盾，在汽輪機動、靜機件的有關(guān)部位設(shè)有密封裝置，通常稱為汽封。汽封的結(jié)構(gòu)形式一般用迷宮汽封。迷宮汽封由若干個依次排列的環(huán)形密封齒組成，與軸形成一系列節(jié)流間隙和膨脹空腔，對通過的汽體產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)而起密封作用。
隨著汽封技術(shù)的發(fā)展，又從美國引進一種新型可調(diào)式汽封——布萊登汽封。
這種汽封可以使汽封間隙調(diào)到更小的0.35~0.45mm，運行中又可以避免轉(zhuǎn)子過臨界時振動過大而與汽封的擦碰。
布萊登汽封取消了傳統(tǒng)汽封背部的板彈簧，取而代之的是在每圈汽封弧段端面處加裝了四只螺旋彈簧。
4）軸封供汽中斷：如果軸封供汽壓力到零或出現(xiàn)微負壓，說明軸封供汽中斷，其原因可能是軸封壓力調(diào)整節(jié)器失靈，調(diào)節(jié)閥閥芯脫落或汽封系統(tǒng)進水。此時應(yīng)開啟軸封調(diào)節(jié)器的旁路閥門，檢查除氧器是否滿水(軸封供汽來自除氧器時)。如果滿水，迅速降低其水位，倒換軸封的備用汽源。
在發(fā)生蒸汽振蕩時，有時改變軸承設(shè)計是沒有用的，只有改進汽封通流部分的設(shè)計、調(diào)整安裝間隙、較大幅度地降低負荷或改變主蒸汽進汽調(diào)節(jié)汽閥的開啟順序等才能解決問題。
6.
在速關(guān)閥開啟過程中或速關(guān)閥關(guān)閉后（隔離閥未關(guān)）有一部分蒸汽沿著閥桿（1）與導(dǎo)向套筒（9）及汽封套筒（8）之間的間隙向外泄漏，漏汽從接口K引出。而當速關(guān)閥全開后，主閥碟與導(dǎo)向套筒的密封面緊密貼合，閥桿漏汽被阻斷。
速關(guān)閥中的蒸汽濾網(wǎng)大多是采用不銹鋼的濾網(wǎng)。
速關(guān)閥的油缸部分主要由油缸、活塞（3）、彈簧（4）、活塞盤（2）及密封件等構(gòu)成，油缸用螺栓固定在閥蓋上。
經(jīng)過全面分析，最終確認是汽輪機軸封蒸汽凝結(jié)水疏水不暢，在汽封室內(nèi)聚集，激冷汽輪機軸而導(dǎo)致其臨時熱彎曲引發(fā)的周期性振動波動。在準確定位故障、明確故障機理后，檢修方案調(diào)整為不需更換轉(zhuǎn)子，僅需對軸封蒸汽疏水管線進行疏通，極大地縮短了檢修周期，機組恢復(fù)平穩(wěn)運行。
在速關(guān)閥開啟過程中或速關(guān)閥關(guān)閉后（隔離閥未關(guān)）有一部分蒸汽沿著閥桿（1）與導(dǎo)向套筒（9）及汽封套筒（8）之間的間隙向外泄漏，漏汽從接口K引出。而當速關(guān)閥全開后，主閥碟與導(dǎo)向套筒的密封面緊密貼合，閥桿漏汽被阻斷。
速關(guān)閥中的蒸汽濾網(wǎng)大多是采用不銹鋼的濾網(wǎng)。
速關(guān)閥的油缸部分主要由油缸、活塞（3）、彈簧（4）、活塞盤（2）及密封件等構(gòu)成，油缸用螺栓固定在閥蓋上。
高中壓合缸的機組，當機組甩負荷時，為防止高壓缸、高壓導(dǎo)汽管內(nèi)的余汽從高中壓汽封間隙竄到中壓缸、低壓缸，對機組產(chǎn)生不利影響。
若這些汽封齒磨損，汽封間隙變大后，造成機組超速的可能性增大，為此設(shè)置了事故排放閥（BDV）。
在機組跳閘時，BDV閥快速開啟，將高中壓汽封處余汽直接引到凝汽器，防止機組超速。
汽輪機由靜止部分和轉(zhuǎn)動部分所組成：靜止部分包括臺板（機座）、汽缸、噴嘴、隔板、汽封、軸承等部件；轉(zhuǎn)動部件的組合體稱為轉(zhuǎn)子，包括主軸、葉輪（轉(zhuǎn)鼓）、動葉柵、連軸器及裝在軸上的其他部件。
下圖是型號為BP100的轉(zhuǎn)子，目前應(yīng)用在法國電力集團參與建設(shè)的CP2，P4，P4’系列*核電機組中。
