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汽轮机汽封工作原理

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  汽轮机汽封是装设在汽轮机动、静部分之间,减少或防止蒸汽外泄及真空侧空气漏入的装置,根据安装部位的不同分类为轴端汽封(简称轴封)、通流部分汽封(叶片汽封)、隔板汽封,(图片如下),作用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。
          

 
  汽轮机汽封工作原理及分类和作用:
   汽轮机由多个级组成,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件之间必须留有一定的间隙,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,好让蒸汽更有效的做功,这就产生了汽封。工作原理图如下:
          
    汽封可分为通流部分汽封、隔板汽封和轴端汽封三大类:
          
   通流部分汽封即叶片汽封:包括动叶片围带处和静叶片或隔板之间的径向、轴向汽封以及动叶片根部和静叶片或隔板之间的径向、轴向汽封。
          
   隔板汽封:隔板内圆面或静叶片环内圆面与转子或轮毂外圆面之间用来限制级与级之间的漏汽的汽封。
          
   轴端汽封:在转子两端穿过汽缸的部位设置适合不同压力降的成组汽封,也称为轴封。
   汽轮机汽封的作用分为开机前和开机后:
   开机前:防止空气沿汽轮机梳齿漏入汽轮机内部,影响抽真空的效果。
   开机后:高压轴端密封的作用是防止蒸汽外漏,造成能量损失或进入轴承室,影响油质;低压端轴封的作用:作用是防止空气漏入蒸汽冷凝器影响汽轮机的真空。前汽封一段接压力第二力级前;二段漏汽接均压箱;三段汽接轴封冷却器。后汽封一段漏汽接均压箱;二段漏汽接轴封冷却器。
     

  汽轮机汽封间隙标准:
          
   从汽轮机运行的测试结果知晓汽轮机的漏汽损失约占内部损失的1/3左右,所以汽轮机汽封在汽轮机运行中作用很大,这就要求汽轮机汽封间隙标准要精准——     
   径向间隙
   
如果粗略选取径向间隙,可用计算公式δ=0.001d+(0.1-0.2)mm(δ为间隙值),为考虑轴的直径、汽封的结构及材料、汽封距支持轴承的支持轴承的形式及转子转动方向等诸多因素。
   设计时可按下列数值选取(中、低压汽轮机取较小值):轴端汽封和隔板汽封的径向间隙:镶嵌片式为0.25-0.70mm(用黄铜或德国银作汽封片时取较小值);整车式为0.40-0.70mm;薄片式为0.40-0.65mm;枞树形为0.25-0.50mm。

   当采用圆柱形或椭圆形支持轴承且转动方向为顺时针时,左侧径向间隙应比右侧的大0-0.20mm,高压前汽封及高压级隔板汽封下部径向间隙应比两侧的大0.2-0.3mm。围带汽封径向间隙:1.5-2mm。围带铆钉头与汽封体的径向间隙:2.5-3.5mm。

   轴向间隙
   
通流部分和汽封轴向间隙值的选取以正常和事故情况下动、静部分不发生轴向摩擦为原则,这一间隙值可以根据运转状态下转子和汽缸的热膨胀计算、隔板挠曲计算和汽轮机启停时最大温差所引起的胀差估算求出,也可参照汽轮机运行经验决定。
   一般轴向间隙的布置趋势由推力轴承往后逐渐增大,为了提高大容量汽轮机的启停性能,缩短启停时间,某些制造厂采用了放大通流部分和汽封轴向间隙,保持较小的汽封径向间隙,叶根部位设置径向式汽封等设计方案。

      
          
  总结:
汽轮机汽封系统的作用是在转子穿出汽缸处,防止汽机内蒸汽沿轴线外泄,避免蒸汽进入轴承后造成油中带水影响油质和泄入机房影响环境,也防止空气进入汽缸;同时,从经济性方面考虑是回收漏汽热量,减少损失,提高效率。  

2021年4月12日 17:12
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