鄭數(shù)①；郁春鵬①；戴榮川①；晉圣根②
（①皖北煤電集團祁東礦祁東煤泥矸石電廠，宿州　234000；②皖北煤電集團百善礦，淮北　235151）

　　摘　要：在汽輪機上有個很重要的部件就是汽封，汽封主要起到密封的作用，其密封能力的好壞影響到蒸汽是否泄露，而蒸汽為汽輪機提供動力，因此其密封性能的高低會影響到汽輪機獲得動能的大小。本篇文章就是對汽輪機的密封技術(shù)進(jìn)行探討。

　　關(guān)鍵詞 ：汽輪機；密封技術(shù)；效率

　　0　引言
　　不管是國內(nèi)還是國外在對汽輪機進(jìn)行密封的時候有多種形式可供選擇，可是如果只是采用一種汽封進(jìn)行密封，機組會產(chǎn)生許多的問題，比如震動大需要暖機的時間長。為什么會出現(xiàn)這種情況，這是因為在使用汽封進(jìn)行改造的時候必須對各個部位做出相應(yīng)的調(diào)整，如果不進(jìn)行調(diào)整就會出現(xiàn)問題。也可以采用不同的汽封進(jìn)行全面的改造，這樣的話就可以針對不同的部位使用不同的汽封從而達(dá)到組合Z優(yōu)，也就是使得機組效率Z高并且能夠安全有效的運行。
　　1　汽封的影響作用
　　目前汽輪機的制造技術(shù)已經(jīng)十分的成熟，工藝已經(jīng)非常的先進(jìn)，可是有一項制約因素使得汽輪機的效率不能顯著提高，這一制約因素就是漏汽。汽封間隙太大使得漏汽率損耗中占到很大的比例，大約占到了40%。所以汽封的性能非常的重要，不僅影響經(jīng)濟性而且影響可靠性。
　　1.1汽輪機高壓缸處汽封產(chǎn)生漏氣的影響

　　在汽輪機高壓缸處有一汽封，它的主要作用是阻止蒸汽外泄，如果高壓缸處的汽封的空隙增加0.05mm，那么效率就會降低0.4%～0.6%。整個機組的能耗都會增加。
　　1.2汽輪機低壓缸處汽封產(chǎn)生漏氣的影響

　　在汽輪機低壓缸處有一汽封，這個汽封的主要作用是阻止真空處有空氣的進(jìn)入，如果真空處進(jìn)入空氣會使得嚴(yán)密性降低，如果真空降低1kPa，整個機組的熱量損耗就增加0.8%，消耗煤量增加2.0g（kW·h），這會對機組的經(jīng)濟性產(chǎn)生很大的影響，機組產(chǎn)生力就會明顯不足，整個廠子用電量增加，消耗煤量也增加。同時會增加汽輪機的反動度，使軸向的推動發(fā)生變化，進(jìn)而影響機組的工作安全。所以必須采用Z新Z好的汽封進(jìn)行密封。
　　2　密封技術(shù)的使用
　　2.1碳精環(huán)以及拉別令汽封

　　碳精環(huán)汽封在密封的機理是接觸，所以在使用的過程中會產(chǎn)生很大的機械損失。碳精環(huán)汽封很早的時候是在比較小的汽輪機上使用，雖然能達(dá)到一定的效果，可是卻有局限性，如果汽輪機在工作的過程中是處在高溫或者高壓當(dāng)中就不能用這種汽封，同時磨損還會導(dǎo)致間隙變大，這樣會使得大量的蒸汽漏失。這種汽封磨損的速度很快，所以使用的時候?qū)τ谵D(zhuǎn)速有要求就是不能超過35~40m/s，溫度也不能超過300℃。拉別令汽封又分為梳齒式和迷宮式，它們的結(jié)構(gòu)比較簡單，工作起來比較安全，而且安裝非常容易，這種汽封已經(jīng)得到了很廣泛的應(yīng)用，當(dāng)前使用的汽封的間隙都在0.2~0.6mm，如果大于0.5~0.6mm時，要視工作情況進(jìn)行及時更換。
　　2.2蜂窩式汽封

　　這種蜂窩式汽封有一個非常顯著的特點，就是如果轉(zhuǎn)子發(fā)生碰撞不會損壞，也不會出現(xiàn)過度彎曲的情況，在這個時候仍然具有密封性。同時還可以對轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性有一定的改善作用。不管是國內(nèi)還是國外對蜂窩式汽封已經(jīng)做出了很多的研究，尤其是對芯格尺寸孔深可能產(chǎn)生的影響進(jìn)行了深入的研究。芯格尺寸在影響泄露方面不具有線性特征，其中尺寸為1.6mm時具有的密封性能Z好，其次是0.8mm，而Z差的尺寸為3.2mm。0.5~1.6mm蜂窩汽封的密封性能要優(yōu)于同尺寸的梳齒汽封，如果超過這個尺寸蜂窩汽封的密封性能要比同尺寸的梳齒汽封密封性能低。如果間隙相同，0.20~0.40mm的蜂窩汽封的性能要比梳齒汽封好。可是如果間隙小于0.06mm，情況就會發(fā)生逆轉(zhuǎn)。汽輪機如果采用蜂窩汽封，可以使漏氣量減少，進(jìn)而提高其效率。于此同時蜂窩汽封比較軟即使發(fā)生碰撞也不會損傷轉(zhuǎn)子。在目前的這種蜂窩汽封已經(jīng)在國內(nèi)外得到了很廣泛的使用。

　　2.3刷式汽封

　　刷式汽封是近些年才在市場上出現(xiàn)，這種汽封可以很好的減少蒸汽的漏失。與以前的汽封相比可以減少50%甚至更多的初始漏氣量。刷式汽封有很多的優(yōu)點比如：可以很顯著提高熱效率，同時軸承的長度也可以得到減小，長度減少后會對重量產(chǎn)生影響，使得重量也減小，結(jié)構(gòu)更加緊湊，整個機組的蒸汽漏失都會減少（要比拉別令汽封少20%），提高了機組的可靠性，使用壽命上顯著增加，并且不需要太高的維護(hù)費用。現(xiàn)在在市場上出現(xiàn)的刷式汽封，其鬃毛數(shù)在每平方毫米就有100根，刷式汽封外面的殼體在尺寸上可以為軸向4~5mm而徑向為12mm。這種汽封當(dāng)下在壓差為0.5MPa的情況下都可以使用，如果壓力進(jìn)一步增加可能會使鬃毛顫振，從而增加漏失量。經(jīng)過實驗檢驗發(fā)現(xiàn)刷式汽封如果進(jìn)行精心設(shè)計其性能也絕不亞于拉別令汽封。
　　2.4可調(diào)式汽封

　　可調(diào)式汽封有著非常優(yōu)良的性能，因為如果汽輪機運動以后會發(fā)生變化，而可調(diào)式汽封可以根據(jù)這種變化并依據(jù)設(shè)定值進(jìn)行自動間隙調(diào)節(jié)。汽輪機如果采用這種汽封就會減少轉(zhuǎn)子的碰撞，這樣會提高機組的安全性，使其工作更穩(wěn)定可靠。如果汽封不可調(diào)，一旦安裝以后出現(xiàn)間隙過大的情況就會使得蒸汽漏失量大幅度的增加，這樣整個機組的熱效率都會降低，汽輪機動力不足，可能會出現(xiàn)停機的情況。同時轉(zhuǎn)子間的空隙如果太小也不行，如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過臨界速度可能會出現(xiàn)震動，如果在汽缸、隔板和隔板套之間產(chǎn)生的溫度差別非常的大，會使整個汽缸變成鴨蛋形，在汽缸的中分面處會出現(xiàn)V形口，同時水平方向上轉(zhuǎn)子之間的空隙會達(dá)到Z大值，而垂直方向的則會達(dá)到Z小值，此時如果轉(zhuǎn)子發(fā)生振動就會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子碰撞，進(jìn)而使間隙進(jìn)一步的增大，如果采用可調(diào)式汽封，汽輪機工作時，間隙較大反而有利于汽輪機預(yù)熱部件，這樣啟動所需要的時間也會降低。而且即使轉(zhuǎn)速超過臨界值也不會出現(xiàn)碰撞的情況。汽輪機在工作的時候，使汽封間隙減小并加以保持，定會減少漏氣量，進(jìn)而提高整個機組的效率。
　　3　結(jié)語
　　總的來說，隨著科技的發(fā)展汽輪機密封技術(shù)也得到了很快的發(fā)展，一批可用于極端環(huán)境條件的汽封出現(xiàn)在了市場上。它們是蜂窩式汽封，有刷式汽封以及可調(diào)式汽封，這些汽封的出現(xiàn)帶來了巨大的影響。使用這些汽封進(jìn)行密封可以提高汽輪機的工作性能，使其工作更加安全可靠。同時還增加了其工作效率和熱能利用率，減少了煤的消耗。而且汽封如果能夠進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，可以減少漏失量，防止轉(zhuǎn)子碰撞而損壞，如果對這些汽封進(jìn)行對比的話也有優(yōu)劣之分，總的來看刷式和蜂窩汽封性能比較好。不過科技還在前進(jìn)，我們應(yīng)該加大力度研究新的汽封。還有上述的汽封要么是接觸式的要么是非接觸式的，都會產(chǎn)生蒸汽漏失，而且需要配有其他的密封設(shè)備，使得密封過程十分的復(fù)雜。所以有必要進(jìn)行非接觸式的全密封汽封開發(fā)，這是我們今后應(yīng)該努力的方向。

　　【參考文獻(xiàn)】
　　[1]李亮，豐鎮(zhèn)平，陳紅梅，李國君.凝結(jié)理論在汽輪機設(shè)計中應(yīng)用的探討[J].熱力透平，2005（01）.
　　[2]張兆鶴.三缸兩排汽20萬千瓦汽輪機設(shè)計預(yù)審會[J].發(fā)電設(shè)備，1987（09）.
　　[3]龔贛文.2F-710型二排汽20萬千瓦汽輪機設(shè)計評審會[J].發(fā)電設(shè)備，1987（04）.
　　[4]林志鴻，王岱祥，羅春新.核熱電站汽輪機的設(shè)計特點[J].熱能動力工程，1986（02）.
　　[5]張發(fā)明，柳三木，王紹紅.早期引進(jìn)型300MW汽輪機通流部分改造[J].電力科學(xué)與工程，2008（05）.

來源：《價值工程》2014年34期