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汽輪機汽封工作原理

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  汽輪機汽封是裝設在汽輪機動、靜部分之間,減少或防止蒸汽外泄及真空側空氣漏入的裝置,根據安裝部位的不同分類為軸端汽封(簡稱軸封)、通流部分汽封(葉片汽封)、隔板汽封,(圖片如下),作用是防止外界空氣進入汽輪機與汽輪機內的蒸汽混合,減少蒸汽泄漏量,從而減少化學補水量和防止高位能的工作介質低位能流動。
          

 
  汽輪機汽封工作原理及分類和作用:
   汽輪機由多個級組成,每個級都有動、靜兩部分組成,因此整個汽輪機也就由動、靜兩部分組成;汽輪機的轉動與靜止部件之間必須留有一定的間隙,以防相互摩擦;由于汽缸內外、隔板前后以及帶反動度的動葉兩側存在壓差,而相應各處動靜部分之間又必須保持一定間隙以使它們不致相碰,好讓蒸汽更有效的做功,這就產生了汽封。工作原理圖如下:
          
    汽封可分為通流部分汽封、隔板汽封和軸端汽封三大類:
          
   通流部分汽封即葉片汽封:包括動葉片圍帶處和靜葉片或隔板之間的徑向、軸向汽封以及動葉片根部和靜葉片或隔板之間的徑向、軸向汽封。
          
   隔板汽封:隔板內圓面或靜葉片環內圓面與轉子或輪轂外圓面之間用來限制級與級之間的漏汽的汽封。
          
   軸端汽封:在轉子兩端穿過汽缸的部位設置適合不同壓力降的成組汽封,也稱為軸封。
   汽輪機汽封的作用分為開機前和開機后:
   開機前:防止空氣沿汽輪機梳齒漏入汽輪機內部,影響抽真空的效果。
   開機后:高壓軸端密封的作用是防止蒸汽外漏,造成能量損失或進入軸承室,影響油質;低壓端軸封的作用:作用是防止空氣漏入蒸汽冷凝器影響汽輪機的真空。前汽封一段接壓力第二力級前;二段漏汽接均壓箱;三段汽接軸封冷卻器。后汽封一段漏汽接均壓箱;二段漏汽接軸封冷卻器。
     

  汽輪機汽封間隙標準:
          
   從汽輪機運行的測試結果知曉汽輪機的漏汽損失約占內部損失的1/3左右,所以汽輪機汽封在汽輪機運行中作用很大,這就要求汽輪機汽封間隙標準要精準——     
   徑向間隙
   
如果粗略選取徑向間隙,可用計算公式δ=0.001d+(0.1-0.2)mm(δ為間隙值),為考慮軸的直徑、汽封的結構及材料、汽封距支持軸承的支持軸承的形式及轉子轉動方向等諸多因素。
   設計時可按下列數值選?。ㄖ?、低壓汽輪機取較小值):軸端汽封和隔板汽封的徑向間隙:鑲嵌片式為0.25-0.70mm(用黃銅或德國銀作汽封片時取較小值);整車式為0.40-0.70mm;薄片式為0.40-0.65mm;樅樹形為0.25-0.50mm。

   當采用圓柱形或橢圓形支持軸承且轉動方向為順時針時,左側徑向間隙應比右側的大0-0.20mm,高壓前汽封及高壓級隔板汽封下部徑向間隙應比兩側的大0.2-0.3mm。圍帶汽封徑向間隙:1.5-2mm。圍帶鉚釘頭與汽封體的徑向間隙:2.5-3.5mm。

   軸向間隙
   
通流部分和汽封軸向間隙值的選取以正常和事故情況下動、靜部分不發生軸向摩擦為原則,這一間隙值可以根據運轉狀態下轉子和汽缸的熱膨脹計算、隔板撓曲計算和汽輪機啟停時最大溫差所引起的脹差估算求出,也可參照汽輪機運行經驗決定。
   一般軸向間隙的布置趨勢由推力軸承往后逐漸增大,為了提高大容量汽輪機的啟停性能,縮短啟停時間,某些制造廠采用了放大通流部分和汽封軸向間隙,保持較小的汽封徑向間隙,葉根部位設置徑向式汽封等設計方案。

      
          
  總結:
汽輪機汽封系統的作用是在轉子穿出汽缸處,防止汽機內蒸汽沿軸線外泄,避免蒸汽進入軸承后造成油中帶水影響油質和泄入機房影響環境,也防止空氣進入汽缸;同時,從經濟性方面考慮是回收漏汽熱量,減少損失,提高效率。  

2021年4月12日 17:12
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