[發(fā)明專利]自定心浮動刷式密封瓦

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110299248.9
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN102352922A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧新民;蔣國;石偉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇透平密封高科技有限公司
• 主分類號: F16J15/26
• 分類號: F16J15/26;F16J15/28
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;嚴(yán)志平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種，尤其是涉及一種用于氫冷發(fā)電機(jī)端部密封的刷式密封件，屬于刷式密封技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

由于氫氣熱容大，導(dǎo)熱性比空氣高6倍多，流動性比空氣好，重量不到空氣的1/10,使得發(fā)電機(jī)內(nèi)的通風(fēng)摩擦損耗大大減小，所以現(xiàn)代單機(jī)大容量發(fā)電機(jī)普遍采用氫冷技術(shù)。為使機(jī)組能夠安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定地運(yùn)行，嚴(yán)格地保證機(jī)內(nèi)氫氣不外漏及高純度是十分必要的。氫氣純度不合格，將會造成機(jī)內(nèi)構(gòu)件局部過熱，有害氣體的存在還會造成絕緣老化、鐵芯及其金屬部件腐蝕，直接影響機(jī)組的安全。如果氫氣純度下降至爆炸范圍內(nèi)，在一定的條件下可能還會引起爆炸；此外，氫氣純度下降時，混合氣體的密度隨之上升，將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)內(nèi)通風(fēng)摩擦損耗增加，降低發(fā)電機(jī)的效率。根據(jù)美國GE公司介紹?,一臺運(yùn)行氫壓為0.5MPa,容量為907MW的氫冷發(fā)電機(jī)，其氫氣純度從98%下降至95%時，通風(fēng)摩擦損耗大約增加32%,即相當(dāng)于損失685KW。一般情況下，當(dāng)機(jī)內(nèi)的氫氣壓力不變時，氫氣純度每降低1%?,其通風(fēng)摩擦損耗增加約11%。綜上，氫氣純度降低嚴(yán)重威脅機(jī)組的經(jīng)濟(jì)與安全運(yùn)行，必須利用排污、補(bǔ)氫的方法提高機(jī)內(nèi)氫氣純度。

為了維持發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣壓力穩(wěn)定以及高純度,盡量減少排污和補(bǔ)氫的次數(shù)，在發(fā)電機(jī)端蓋處設(shè)有專門的密封裝置。發(fā)電機(jī)密封裝置通常采用浮環(huán)式密封瓦結(jié)構(gòu),通以密封油流實(shí)現(xiàn)密封，?浮環(huán)密封可分為單流環(huán)、雙流環(huán)和三流環(huán)三種形式,?最常用的有單流環(huán)和雙流環(huán)兩種形式。

發(fā)電機(jī)采用單流環(huán)密封瓦結(jié)構(gòu)時,?所配套的密封油系統(tǒng)帶有真空凈化處理裝置。機(jī)組正常運(yùn)行時，密封油由汽輪機(jī)的潤滑油系統(tǒng)補(bǔ)給到密封油真空箱，經(jīng)密封油泵升壓后通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，供給密封瓦，保證密封油壓力高于氫氣壓力一定值，如GE公司的要求是0.049?MPa。密封瓦的氫側(cè)回油經(jīng)氫氣分離器分離后，氫氣返回到發(fā)電機(jī)內(nèi)，密封油返回到潤滑油回油系統(tǒng)；密封瓦的空側(cè)回油，通過U型管或分離器后也返回到潤滑油回油系統(tǒng)。這樣的密封油系統(tǒng)實(shí)際上是一個開式系統(tǒng)，為了防止溶解在潤滑油中的氣體和水分被攜帶到發(fā)電機(jī)內(nèi)，影響氫氣的純度和濕度，密封油系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)了真空處理裝置，配有真空箱、真空泵、噴淋管等設(shè)施，對補(bǔ)給的潤滑油及氫側(cè)返回的密封油進(jìn)行真空脫氣處理。由以上系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可知，溶解在氫側(cè)密封油回油中的氫氣都將被帶走或被脫氣處理。

發(fā)電機(jī)采用雙流環(huán)密封瓦結(jié)構(gòu)時，所配套的密封油系統(tǒng)由空側(cè)和氫側(cè)兩個相對獨(dú)立的系統(tǒng)組成。空側(cè)的密封油由空側(cè)密封油泵供給，通過差壓調(diào)節(jié)閥來保證空側(cè)密封油壓力高于氫氣壓力一定值，如WH公司要求是0.084?MPa。氫側(cè)的密封油由氫側(cè)密封油泵供給，通過平衡閥調(diào)節(jié)來保證氫側(cè)密封油壓與空側(cè)密封油壓在密封瓦處相等，如采用?WH技術(shù)的發(fā)電機(jī)，平衡閥控制兩者差壓在±490Pa內(nèi)。在理想狀態(tài)下，平衡閥調(diào)節(jié)使兩側(cè)油壓相等，空側(cè)的密封油和氫側(cè)的密封油在密封瓦內(nèi)不發(fā)生竄流，這時的氫側(cè)密封油系統(tǒng)完全是一個封閉的循環(huán)系統(tǒng)。但實(shí)際上，平衡閥一直處于跟蹤調(diào)節(jié)狀態(tài)，且其自身精度有限，易出現(xiàn)卡澀、磨損等問題，故氫側(cè)密封油壓與空側(cè)密封油壓很難達(dá)到絕對相等，在密封瓦內(nèi)發(fā)生竄流現(xiàn)象是必然的。當(dāng)空側(cè)密封油竄流到氫側(cè)時，溶解在密封油中的空氣被帶到氫側(cè)，最終影響發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣的純度和濕度。氫側(cè)密封油油箱的液位也將被抬高，通過液位調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)，竄流過來的密封油將被排回到空側(cè)密封油系統(tǒng)，這時，溶解在密封油中的氫氣也隨之被帶走；當(dāng)氫側(cè)密封油竄流到空側(cè)時，溶解在密封油中的氫氣直接被帶到空側(cè)密封油系統(tǒng)，在空側(cè)油箱中會離析出來，最后被排到室外。

綜上所述，發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣的密封實(shí)際上是以油封來實(shí)現(xiàn)，而密封瓦的作用就是維持穩(wěn)定的油流。一般而言，密封瓦與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸配合總間隙為0.15～0.40mm，其間形成穩(wěn)定的油流，阻止氫氣外漏并避免其受到污染。理論上，穩(wěn)定的油流能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)內(nèi)氫氣的完全密封，但工程實(shí)踐中仍存在氫氣外漏和純度不斷下降的現(xiàn)象，主要原因是氣體溶解到密封油中，以密封油為介質(zhì)實(shí)現(xiàn)互換。?

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種密封性能好、有效地減少氫氣的泄漏和污染、提高氫冷發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與安全性的自定心浮動刷式密封瓦。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

自定心浮動刷式密封瓦，包括上半密封瓦和下半密封瓦，所述的上半密封瓦和下半密封瓦在中分面處通過螺栓緊固，所述密封瓦的內(nèi)表面為鎢金面，其特征在于，所述的密封瓦的內(nèi)表面凹陷形成裝設(shè)刷環(huán)用凹槽，所述的裝設(shè)刷環(huán)用凹槽內(nèi)設(shè)置有刷環(huán)，所述的刷環(huán)與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的軸頸零間隙或過盈配合。