浅谈汽轮机的汽封形式和特性

浅谈汽轮机的汽封形式和特性
汽轮机的传统汽封进行了改造和革新设计。

汽轮机汽封的特性和密封的效果各有不同，优缺点也不尽相同。

标签：汽轮机；汽封；优缺点
近年来，随着汽轮机汽封技术的不断发展，为了减少漏气损失，提高机组安全和经济性，国内外对汽轮机的传统汽封进行了改造和革新设计，已经陆续出现了许多的新型汽封，下面对各种汽封的特点进行说明。

1、疏齿式汽封：
它是传统汽轮机汽封形式，不能杜绝泄露，而是用逐级节流的方法来抑制泄露，目前被广泛应用。

优点是制造成本低、结构简单、安全可靠、易于安装。

缺点是由于在启、停机组时，机组会发生振动或气流激振等原因，会使汽封齿造成永久性磨损，导致密封间隙增加，造成漏气量增加，密封效果不好。

2、蜂窝汽封：
是汽封的第二代产品，是在静子密封环的内表面上由规整的蜂巢形状的正六面体的小蜂窝孔状的密封带状物构成。

根据密封环尺寸制成的蜂窝带在真空钎炉中通过真空钎焊技术焊接在母体密封上，而形成了蜂窝式汽封。

蜂窝汽封由于具有较宽的密封带，改变了传统直形汽封低齿齿数由于受到结构限制，只能布置很少，还应保留汽封高齿。

相当于增加了汽封齿数量，加大了汽流阻力，提高了密封效果。

缺点是蜂窝汽封退让仍采用传统汽封的背部弹簧结构，安装间隙一般取传统汽封径向间隙设计值的上限。

易磨损，而且间隙无法恢复，若间隙过小或膨胀不均会造成蜂窝带与转子面接触，可能产生振动加剧，甚至转子抱死发生事故。

3、布莱登汽封：
它是将螺旋弹簧安装在相邻汽封块的垂直断面，并在汽封块上加工出蒸汽槽，以便在汽封块背部通入蒸汽，汽封齿仍采用传统的梳齿式。

优点是解决了机组启、停机过程中存在转子过临界时振动过大，而造成汽封磨碰的问题。

能适应机组负荷的变化自动调整密封间隙，解决了过临界振动大对汽封间隙磨损，造成永久间隙增大的问题。

4、接触式汽封：
是在传统梳齿式汽封块中间嵌入一圈能跟轴直接接触的密封片，并且能在弹簧片弹力的作用下自动退让，以保证始终与轴接触，属于柔性密封系列，能适应
转子跳动，长期保持间隙不变。

其优点是在轴封最外侧效果最佳，可以有效的提高机组真空，提高经济效益。

缺点是长期与轴面接触，摩擦产生热量，对材料的强度、物理特性等要求较高，而且产出的热量若不能及时排走，可能导致过热变形。

5、侧齿汽封：
侧齿汽封是在梳齿汽封的一个高齿上进行改造，在垂直汽封齿的方向上再添加1-2道沿轴向方向的齿形，这样形成涡流，起到阻尼作用。

但是此种汽封受限于轴向间隙，侧齿位置不能高于低齿高度，改造空间有限，改造后对高齿齿根的强度要求很高。

缺点是没有脱落原梳齿汽封的结垢形态，属于硬齿汽封，仍然无法解决磨损后间隙永久性增大的问题，侧齿阻尼的效果也会间隙的增大而影响效果，一般应用在低压通流部分。

6、可调式汽封：
它的原理是汽轮机过临界转速时，振动会加大，如果间隙过小，就会造成动静摩擦，危及安全。

可调式汽封设计思路就是在启机过程中通过汽封弧段端面弹簧维持较大空隙，过临界转速后，通过蒸汽压力压缩弹簧，从而保持相对较小间隙。

7、刷式汽封：
是在原有汽封基础上加装一圈刷式密封条，此刷封条代替原来的高齿，高度要比原高齿要高，因减小了汽封间隙，从而减少了漏气。

同时该密封中介质泄露主要发生在密集排列的细金属丝之间的微小缝隙中，使流体产生自密封效应，从而减少泄漏。

刷式汽封由前面板、后面板和夹装与二者之间的高密度的高温钴基合金细金属丝组成的刷毛构成，可以在1200℃以上的高温不会发生变形。

刷式汽封属于柔性密封，可以适应转子瞬间跳动而保证间隙不变，保证了长期的密封效果，使用寿命长；顺转子旋转方向有角度排列，可以减小摩擦振动，对机组安全性的影响较小。

缺点是刷丝价格昂贵，加工工艺要求较高，成本较高。

汽轮机汽封的特性和密封的效果各有不同，优缺点也不尽相同。

我们公司经过认真的论证、分析，结合各种汽封型式以及检修工艺和成本的对照，采用了传统的汽封型式，也就是梳齿汽封，进过多年的生产实践，此种汽封虽然有其容易磨损的缺点，但是我们在启、停机组时，保证了平稳加减速度，保持较高的真空。

适当延长启机时间和惰走时间。

避免了机组会发生振动或气流激振等现象，保证了汽封不易磨损，密封效果很好。

通过对运行工况的调整和日常维护是可以减轻磨损程度的，而且检修比较方便、经济。

所以建议，应根据各自的机组特性，结合实际情况，選用适合自身的汽封密封方式。