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摘要：文章从汽封的影响作用，汽轮机密封技术的使用，汽轮机密封技术的应用和发展前景三方面来分析。
关键词：汽轮机；汽封；应用；发展
随着科技的发展汽轮机密封技术也得到了很快的发展，一批可用于极端环境条件的汽封出现在了市场上。它们是蜂窝式汽封，有刷式汽封以及可调式汽封，这些汽封的出现带来了巨大的影响。使用这些汽封进行密封可以提高汽轮机的工作性能，使其工作更加安全可靠。同时还增加了其工作效率和热能利用率，减少了煤的消耗。而且汽封如果能够进行自动调节，可以减少漏失量，防止转子碰撞而损坏，如果对这些汽封进行对比的话也有优劣之分，总的来看刷式和蜂窝汽封性能比较好。不过科技还在前进，我们应该加大力度研究新的汽封。
一、汽封的影响作用
目前汽轮机的制造技术已经十分的成熟，工艺已经非常的先进，可是有一项制约因素使得汽轮机的效率不能显著提高，这一制约因素就是漏汽。汽封间隙太大使得漏汽率损耗中占到很大的比例，大约占到了40%。所以汽封的性能非常的重要，不仅影响经济性而且影响可靠性。
1、汽轮机高压缸处汽封产生漏气的影响在汽轮机
高压缸处有一汽封，它的主要作用是阻止蒸汽外泄，如果高压缸处的汽封的空隙增加0.05mm，那么效率就会降低0.4%-0.6%。整个机组的能耗都会增加。
2、汽轮机低压缸处汽封产生漏气的影响在汽轮机
低压缸处有一汽封，这个汽封的主要作用是阻止真空处有空气的进入，真空处进入空气会使得严密性降低，如果真空降低1kPa，整个机组的热量损耗就增加0.8%，消耗煤量增加2.0g（kW•h），这会对机组的经济性产生很大的影响，机组产生力就会明显不足，整个厂子用电量增加，消耗煤量也增加。同时会增加汽轮机的反动度，使轴向的推动发生变化，进而影响机组的工作安全。所以必须采用最新最好的汽封进行密封。
二、汽轮机密封技术的使用
1 、碳精环以及拉别令汽封
碳精环汽封为接触式汽封，因此机械损失比较大。早期在小型汽轮机上采用的碳精环汽封虽然可用，但具有局限性，不适用于高温与高压汽轮机，而且如果因磨损产生间隙并使间隙有所扩大将导致大量的蒸汽泄漏。它磨损快，只适用于轴径圆周速度不超过35-40m/s，工作温度不超过300C0的小型汽轮机。碳精环汽封在密封的机理是接触，所以在使用的过程中会产生很大的机械损失。碳精环汽封很早的时候是在比较小的汽轮机上使用，虽然能达到一定的效果，可是却有局限性，如果汽轮机在工作的过程中是处在高温或者高压当中就不能用这种汽封，同时磨损还会导致间隙变大，这样会使得大量的蒸汽漏失。
2、蜂窝式汽封
这种蜂窝式汽封有一个非常显著的特点，就是如果转子发生碰撞不会损坏，也不会出现过度弯曲的情况，在这个时候仍然具有密封性。同时还可以对转子的稳定性有一定的改善作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不管是国内还是国外对蜂窝式汽封已经做出了很多的研究，尤其是对芯格尺寸孔深可能产生的影响进行了深入的研究。芯格尺寸在影响泄露方面不具有线性特征，其中尺寸为1.6mm 时具有的密封性能最好，其次是0.8mm，而最差的尺寸为3.2mm。0.5-1.6mm 蜂窝汽封的密封性能要优于同尺寸的梳齿汽封，如果超过这个尺寸蜂窝汽封的密封性能要比同尺寸的梳齿汽封密封性能低。如果间隙相同，0.20-0.40mm 的蜂窝汽封的性能要比梳齿汽封好。可是如果间隙小于0.06mm，情况就会发生逆转。汽轮机如果采用蜂窝汽封，可以使漏气量减少，进而提高其效率。于此同时蜂窝汽封比较软即使发生碰撞也不会损伤转子。在目前的这种蜂窝汽封已经在国内外得到了很广泛的使用。
3、刷式汽封
刷式汽封是近些年才在市场上出现，这种汽封可以很好的减少蒸汽的漏失。与以前的汽封相比可以减少50%甚至更多的初始漏气量。刷式汽封有很多的优点比如：可以很显著提高热效率，同时轴承的长度也可以得到减小，长度减少后会对重量产生影响，使得重量也减小，结构更加紧凑，整个机组的蒸汽漏失都会减少（要比拉别令汽封少20%），提高了机组的可靠性，使用寿命上显著增加，并且不需要太高的维护费用。现在在市场上出现的刷式汽封，其鬃毛数在每平方就有100根，刷式汽封外面的壳体在尺寸上可以为轴向4-5mm 而径向为12mm。这种汽封当下在压差为0.5MPa 的情况下都可以使用，如果压力进一步增加可能会使鬃毛颤振，从而增加漏失量。经过实验检验发现刷式汽封如果进行精心设计其性能也绝不亚于拉别令汽封。
4、可调式汽封
可调式汽封有着非常优良的性能，因为如果汽轮机运动以后会发生变化，而可调式汽封可以根据这种变化并依据设定值进行自动间隙调节。汽轮机如果采用这种汽封就会减少转子的碰撞，这样会提高机组的安全性，使其工作更稳定可靠。如果汽封不可调，一旦安装以后出现间隙过大的情况就会使得蒸汽漏失量大幅度的增加，这样整个机组的热效率都会降低，汽轮机动力不足，可能会出现停机的情况。同时转子间的空隙如果太小也不行，如果转子转速超过临界速度可能会出现震动，如果在汽缸、隔板和隔板套之间产生的温度差别非常的大，会使整个汽缸变成鸭蛋形，在汽缸的中分面处会出现V 形口，同时水平方向上转子之间的空隙会达到最大值，而垂直方向的则会达到最小值，此时如果转子发生振动就会导致转子碰撞，进而使间隙进一步的增大，如果采用可调式汽封，汽轮机工作时，间隙较大反而有利于汽轮机预热部件，这样启动所需要的时间也会降低。而且即使转速超过临界值也不会出现碰撞的情况。汽轮机在工作的时候，使汽封间隙减小并加以保持，定会减少漏气量，进而提高整个机组的效率。
三、汽轮机密封技术的应用和发展前景
综上所述，各种汽轮机密封技术都在不断发展，出现了用于工作环境更为严酷的耐高温、高压的汽封；可抑制汽流激振的蜂窝式汽封；允许汽轮机动静部分相接触的刷式汽封；智能型的可调式汽封等。各类汽轮机密封技术的应用，不断提高汽轮机运行的安全性和可靠性，提高汽轮机的热效率。同时汽轮机的汽封实现可调后，避免了汽轮机转子与梳齿汽封之间的擦碰，使得汽轮机的汽封与汽轮机转子之间的径向间隙可以达到更小，但是梳齿式汽封从其密封性能来看毕竟不如刷式和蜂窝汽封，因此还有待研究其它各种型式汽封的可调性和密封性能，研究和开发新型可调汽封。同时，也应看到所有上述汽封型式都为接触式和非接触式不完全密封，既都要有少量的蒸汽泄漏，需配备有复杂的密封系统，包括汽封冷却器、抽气器、平衡箱和调压阀等等，来回收泄漏的部分蒸汽，减少化学补水量。开发和研究非接触式的完全密封技术，如磁流体密封等，才是从事现可调后，避免了汽轮机转子与梳齿汽封之间的擦碰，使得汽轮机的汽封与汽轮机转子之间的径向间隙可以达到更小，但是梳齿式汽封从其密封性能来看毕竟不如刷式和蜂窝汽封，因此还有待研究其它各种型式汽封的可调性和密封性能，研究和开发新型可调汽封。同时，也应看到所有上述汽封型式都为接触式和非接触式不完全密封，既都要有少量的蒸汽泄漏，需配备有复杂的密封系统，包括汽封冷却器、抽气器、平衡箱和调压阀等等，来回收泄漏的部分蒸汽，减少化学补水量。开发和研究非接触式的完全密封技术，如磁流体密封等，才是从事汽轮机密封技术研究者的努力方向。
总之，随着科技的发展，汽轮机密封技术也取得较快的进步，采用这些密封技术进行密封可以显著改善汽轮机的运行性能，使其工作更加安全可靠，还提高了其工作效率和热能利用率。
参考文献
[1]李亮，丰镇平，陈红梅，李国君.凝结理论在汽轮机设计中应用的探讨[J].热力透平，2005（01）
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[3]张万福等.径向环形叶顶间隙密封增效减振性能研究[J].振动与冲击，2012,31(s):193-197.
论文作者:王永林
论文发表刊物:《电力设备》2016年第10期
论文发表时间:2016/7/24
标签：汽轮机论文; 转子论文; 间隙论文; 性能论文; 梳齿论文; 蜂窝论文; 漏失论文; 《电力设备》2016年第10期论文;