汽轮机汽封改造方案.docx

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1、某厂东方 35MW 汽轮机前、后轴封改造方案某公司2023 年 04 月 02 日东方 35MW 汽轮机前、后轴封改造方案说明简介：某型号接触式汽封技术自 2023 年以来已先后被一百多家二百余台容量 3MW 至 600MW 汽轮机组所承受，在众多运行实践证明某型号接触式汽封是一项高效节能、安全牢靠、先进成熟的技术。一、改造原则本设计方案在不转变原汽封的相对位置及外形尺寸的根底上进展改造。二、改造数量及构造前轴封共改造 3 圈，构造为接触式蜂窝汽封；后轴封改造 4 圈，构造为接触式汽封。三、某型号汽封产品特点一、接触式汽封构造特点：接触式汽封承受独特大胆的设计理念，在汽封体中心部位嵌入与轴套

2、直接接触的汽封齿。（1） 与转轴接触局部的接触齿材料，是一种自行开发研制的非金属多元复合材料，此种材料具有耐 磨、耐油、耐高温、耐老化、耐化学腐蚀等特性，并且具有自润滑功能。它能直接和转轴接触，同时由于周密的限位装置的作用，对转轴的压力受力学链的把握，因此不会引起转轴发热，磨轴现象，也不会引起轴系振动，能保持和轴始终接触而稳定运行，确保密封效果。性 能 数 据比重1.56抗压强度105Mpa肖氏硬度55摩擦系数0.03使用温度700（2） 、汽封齿能够直接与轴套接触，到达无间隙运行，全面起到阻流作用。在压力区段密封齿 可将密封齿与转子轴的径向间隙依据不同的位置，调整至常规汽封齿无法到达的 0-

3、0.20mm.对此即能大大减小缸内各漏点的漏汽量,又能防止汽缸内蒸汽漏出缸外 ,确保进入汽轮机的全部蒸汽量都沿着汽轮机的叶栅通道前进做功,又防止轴承温度上升或使润滑油中含水,削减能源的损失,使机组的效率有显著提高。（3） 、接触汽封齿背部设有单独的弹簧压力定位系统，具有自动跟踪转轴，尤其是汽轮机启停时， 实现自动跟踪，自动补偿，实现无间隙运动。(二、蜂窝式汽封构造特点4 向汽封圈汽流蜂窝汽封密封原理示意图蜂窝汽封密封原理：当汽流通过高齿进入蜂窝带时，气流在压力的作用下进入蜂窝汽室，气流在六角形汽室中形成蜗旋，使气流由水平方向转变为向下的垂直方向，进而借助气流压力形成一道汽墙，来形成一道汽密封，

4、到达阻流、扰流的作用。金属蜂窝构造已广泛应用于汽轮机、燃气轮机、航空发动机的设计和制造及技术改造。蜂窝构造是可磨损材料，可以将转子与缸体间隙设计到最小值，从而削减漏气汽，提高效率和降低能耗，又可提高转动系统 的稳定性， 保证转 子不会 与缸体 产生磨擦而 发生危 险。GENERAL ELECTRIC, ROLLS-ROYCE, PRATT&WHITNEY ,WESTINGHOUSE，SNECMA、三菱重工等世界著名航空及发电设备制造公司均承受了该项先进的密封技术。1、蜂窝技术标准及参数、常用材料：Hastelloy X , Haynes 214 , Inconel 625, GH3030 ,

5、1Cr18Ni9Ti , 0Cr18Ni9 , 1Cr17其中 HASTELLOY X又称哈氏合金是 一种镍-铬-铁-钼合金 ，该合金具有精彩的抗氧化，加工及高温强度等综合性能。它具有优越的抗应力腐裂性。X 合金在 650,760 和 870温度下经 16,000 小时加热后仍有良好的韧性。HASTELLOY X 合金具有优越的成形及焊接性能，可锻造。由于它具有良好的韧性，可冷加工。2、蜂窝规格及材料厚度、蜂窝规格：0.8,1.6,2.5,3.2,3.6,4.0,4.2、材料厚度：0.05,0.076,0.1,0.12,0.127,0.13、金属蜂窝产品尺寸：蜂窝环直径：80mm-4500mm

6、 蜂窝宽度：3mm-100mm蜂窝长度：10mm-14000mm 3、蜂窝构造特点（1） 、蜂窝带与汽封圈是利用高温真空钎焊焊在一起，焊接结实永不脱落，可以保证长期在汽轮机 高温区安全运行。（2） 、蜂窝带中的蜂窝网格对气流中的水份具有结露作用。三、某型号接触式蜂窝汽封通过承受接触式与蜂窝的协作使用，通过接触齿使得汽流在流过时大量受阻，使得汽流强行挤入蜂窝巢穴内，使蜂窝最大效力的发挥了作用减压、形成汽墙。这样协作使用到达了 1 加 1 大于 2 的效果。四、方案简图详见方案图1、前轴封改造 3 圈见方案图前接触式蜂窝汽封放大图2、后汽封改造 4 圈见方案图后接触式汽封放大图五、方法措施1、众所

7、周知轴封汽封间隙值的削减，对应的汽封漏汽量就会削减。我公司某型号接触式蜂窝汽封的接触齿与转子轴面密封间隙值相对较小，其最小间隙可调整到接近为零间隙，比原汽封密封间隙值削减0.3-0.6mm，从而提高了密封的牢靠性，改善了机组的运行工况。因接触齿具有轻松、退让灵敏，耐高温等特点，所以有效的使机组在安全运行的根底上缩小径向密封间隙，实践证明压力区轴封间隙每减小 0.1mm，轴封漏汽量就会削减 11.5t/h。对此本设计方案在轴封每段尽量设有接触式汽封而阻汽降压，到达外表无漏气汽，提高机组效率降低能耗。2、依据此机组前后轴封的特点，我方针对性的将汽封沿汽流方向开有压力平衡槽，即当汽流通过时 汽封块不

8、会由于压力不同而使汽封齿与转子的径向间隙转变，从而使检修过的机组始终运行稳定，此构造使径向间隙保持在安装值。六、改造方案效果分析1.提高机组的安全性汽轮机转子普遍存在确定量的动不平衡现象 ,运行中转子有不同程度的振幅摇摆 ,其摇摆幅值除其自身质量偏心外,与汽封和轴承径向间隙的阻尼作用大小有关,即阻尼系数 Ce,Ce= (nbD21D22)/(D21-D22)其中 D1-汽封内径D2-转子轴径由此可看出阻尼系数Ce 与汽封与转子的径向间隙(D1-D2)成反比而转子摇摆幅值A 与Ce 成反比(A=4F/ Ce),即当汽封间隙减小时,阻尼系数增大，转子摇摆幅值减小,从而提高了转子运行的稳定性。2.提

9、高机组的经济性影响汽轮机通流运行热效率的主要因素有：化学物质沉积、叶片外表侵蚀、喷嘴及叶片机械损伤、汽封间隙漏汽，其中汽封间隙漏汽可占整个通流热效率损失的 80%左右。因此，减小汽封间隙漏汽，对提高机组运行经济性起着打算性作用。提高机组运行经济性，主要表达在以下几点：（1） 、轴封漏汽的削减增加机组做功力气；（2） 、汽封漏汽量的削减，削减了漏汽对主流场的扰动，从而提高机组运行效率；汽轮机的内功率N=GH ，对端汽封而言，接触式汽封由于漏出高品质的蒸汽削减，相应通流量G 增大，做功力气明显S增加。gp(21- pu122)zp漏汽量 G 是依据汽封的直径、齿数、间隙以及前后压力按如下公式计算得

10、到的。当 P/ P21 K时G=3.610-3S式中：Z为汽封齿数S为漏汽面积D为汽封轴径， 为汽封间隙g为重力加速度P1为汽封套前压力P2为汽封套后压力V为各汽封前比容通过计算公式可知，在其它条件不变的状况下，漏汽量与漏汽面积成正比，也可说漏汽量与泄漏间隙 的大小成正比，即当泄漏间隙 增大时，漏汽量增加，当泄漏间隙 削减时，漏汽量也相对削减。3、改造后到达的效果东方 35MW 汽轮机轴封应用某型号接触式蜂窝汽封改造方案能够解决机组的轴封漏气问题，漏气量明显削减，提高真空严密性，到达合格以上水平，彻底解决油中带水现象排解机组其它非抱负因素。漏气量可削减至原工况的 6070%，热耗率降低 32-35kJ/kw.h，到达节能降耗的目的。七、安装1、由我公司人员负责现场安装调试，由贵厂帮助安装。2、安装细节以TN 系列轴封安装作业指导书为准。某公司2023 年 04 月 02 日