[實用新型]一種由汽封齒間取壓驅動密封間隙自調整的寬汽封

有效

• 申請號: 201620044602.1
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN205330740U
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 韋紅旗;孫丹;石偉偉
• 申請（專利權）人: 南京博沃科技發展有限公司
• 主分類號: F01D11/04
• 分類號: F01D11/04
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 李建芳

技術領域

本發明涉及一種由汽封齒間取壓驅動密封間隙自調整的寬汽封，屬于汽輪機汽封領域。

背景技術

汽輪機作為火力發電廠的三大主設備之一，其效率很大程度影響了電廠的經濟效益，通過設備技術改造和完善機組運行方式，來提高機組運行效率成為有效途徑。汽輪機通流部分設計、制造技術日臻完善，漏汽損失已成為制約汽輪機效率提高的主要因素(占整機組通流熱效率損失的60％以上)，所以提升汽封性能，減少汽輪機通流漏汽損失，對提高機組運行效率至關重要。

現有技術中，梳齒汽封是應用最為廣泛的汽封技術。單道梳齒汽封的軸向寬度一般設計為不大于60mm，相應當量齒個數不多于10個(對于高低齒汽封，一個高齒記為一個當量齒，兩個高齒之間的低齒也記為一個當量齒，進一步說明，無論兩個高齒之間的低齒有多少個都記為一個當量齒)，通過軸向上多個汽封齒實現逐步降壓，以減少泄漏。梳齒汽封的突出優點是成本低廉、使用安全、密封效果較穩定，但這種穩定是低水平的穩定。梳齒汽封安裝時一般需預留0.5～0.8mm徑向間隙，即便如此，依然無法避免汽輪機啟停過程中過臨界轉速振幅增大、汽缸受熱不均引起變形等因素帶來的過量磨損，一經碰磨，間隙永久性擴大。多年來，如何縮小并保持較小的汽封間隙成為困擾本領域技術人員的難題。

汽輪機運行有其特殊性，近年來的研究報告，如華電電力科學研究院和上海汽輪機廠共同出版的《汽輪機各部位新型汽封選型方案研究》指出：“汽封的出路在能夠根據汽輪機組運行狀態的改變而改變汽封間隙。比較科學的汽封應根據汽輪機組啟停機和正常運行兩種狀態，自動改變汽封間隙，同時分別滿足兩種狀態下所需的安全間隙和經濟間隙。一般來說，汽輪機安全間隙是經濟間隙的3～5倍。”

在《汽輪機組汽封選型最佳組合方案標準化研究》一文中，也得出了如下結論：

狀態 持續時間 對間隙要求 目的 啟停機狀態 短暫 各部位動靜間隙應保持較大的安全間隙 順利啟停機 并網運行狀態 長期 各部位動靜間隙應保持較小的經濟間隙 經濟高效運行

現有技術中，能夠實現上述間隙自調整特性的典型技術為布萊登汽封技術。布萊登汽封取消了傳統梳齒汽封背部的彈簧片，取而代之的是在每圈汽封弧段端面處至少安裝四只周向螺栓彈簧，并在每一個汽封弧段背部銑出一進汽槽，使汽封弧段背部的壓力近似等于上游高壓側壓力。在汽輪機啟停機階段，汽封上下游壓差較小，在周向彈簧的作用下，汽封處于完全張開狀態，汽封與轉子之間保持較大的安全間隙，一般為2～4mm；在汽輪機正常運行狀態，汽封上下游壓差增大，由進汽槽進入汽封弧段背部的蒸汽產生一較大的向心閉合力，汽封隨之閉合，汽封與轉子之間保持較小的經濟間隙，一般為0.3～0.5mm，進而實現高效密封。

然而，業內對布萊登汽封的實際應用效果褒貶不一。下表數據來自西安熱工院公開發表的《不同汽封結構在汽輪機的應用及效果評價方法》一文，選取了7臺(A～G)同類型的300MW汽輪發電機組，如表1所示，對比分析可知，部分布萊登汽封的實際應用效果并不理想，與傳統梳齒汽封相比，密封性能并未得到明顯提升，反而在某些改造中增大了漏汽量。