汽轮机汽封

汽封

定义：装设在汽轮机动、静部分之间、减少或防止蒸汽外泄及真空侧空气漏入的装置

装设在汽轮机动、静部分之间，减少或防止蒸汽外泄及真空侧空气漏入的装置。为了减小上述各处间隙中的漏气，又要保证汽轮机正常安全运行，特设置了各种汽封。汽封的结构形式一般可分为曲径汽封（迷宫汽封）、碳精汽封和水封三种。

一、作用

1、汽轮机有静子和转子两大部分。在工作时转子高速旋转，静子固定，因此转子和静子之间必须保持一定的间隙，不使相互摩擦。蒸汽流过汽轮机各级工作时，压力、温度逐级下降，在隔板两侧存在着压差。当动叶片有反动度时，动叶片前后也存在着压差。蒸汽除了绝大部分从导叶、动叶的通道中流过做功外，一小部分会从各种间隙中流过而不做功，成为一种损失，降低了机组的效率。

2、转子还必须穿出汽缸，支撑在轴承上，此处也必然要留有间隙。对于高压汽缸两端和中压汽缸的前端，汽缸内的蒸汽压力大于外界大气压力，此处将有蒸汽漏出来，降低了机组效率，并造成部分凝结水损失。

在中压缸的排气端和低压缸的两端因汽缸内的蒸汽压力低于外界的大气压力，在主轴穿出汽缸的间隙中，将会有空气漏入汽缸中。由于空气在凝汽器中不能凝结，从而降低了真空度，减小了蒸汽做功能力。

3、为了减小上述各处间隙中的漏气，又要保证汽轮机正常安全运行，特设置了各种汽封。这些汽封可分为通流部分汽封、隔板汽封和轴端汽封三大类。就工作原理来讲，这三类汽封均属迷宫式汽封。

二、注意事项

汽封设计应考虑：

①封汽阻力尽量大，使漏汽在形成蒸汽曲径通道及膨胀室中能量消耗尽量充分。

②动静部件之间的径向间隙尽量小，但不能相互碰磨。还要考虑如一旦碰磨，使其接触面积尽量小，产生的摩擦热量尽量少，且加大传热热阻，不使周围主件受热变形的结构。

③动静部件之间的轴向间隙应在汽轮机组起动、停机全过程中，动静之间轴向不致碰磨，且留有其热膨胀差及相对机械位移的余地。

根据上述原则，现代大型汽轮机汽封的成熟结构为：早期使用的整体汽封、镶片式汽封、无凸肩梳齿式汽封、蜂窝式汽封和可调式汽封。可调式汽封的汽封齿与转子之间间隙随着蒸汽压力增加而减小，直到设计值。当停机时，气压降低，由弹簧力的作用使汽封间隙回到最大值，以防止动静之间碰磨。

汽封性能对机组的经济性和可靠性有着重要的影响。为降低漏汽损失，提高机组安全性和经济性，采用先进汽封技术对原有的传统汽封进行改造是十分必要的。

三、分类

汽轮机的汽封根据安装部位的不同分为叶片汽封、隔板汽封和轴端汽封。

叶片汽封

叶片汽封包括： 动叶片围带处和静叶片或隔板之间的径向、轴向汽封以及动叶片根部和静叶片或隔板之间的径向、轴向汽封。

隔板汽封

隔板内圆面或静叶片环内圆面与转子或轮毂外圆面之间用来限制级与级之间的漏汽的汽封。

轴端汽封

在转子两端穿过汽缸的部位设置适合不同压力降的成组汽封，也称为轴封。

四、间隙

径向间隙

如果粗略选取径向间隙，可用计算公式δ=0.001d+（0.1～0.2）mm（δ为间隙值），为考虑轴的直径、汽封的结构及材料、汽封距支持轴承的支持轴承的形式及转子转动方向等诸多因素。

设计时可按下列数值选取（中、低压汽轮机取较小值）：轴端汽封和隔板汽封的径向间隙：镶嵌片式为0.25～0.70mm（用黄铜或德国银作汽封片时取较小值）；整车式为0.40～0.70mm；薄片式为0.40～0.65mm；枞树形为0.25～0.50mm。

当采用圆柱形或椭圆形支持轴承且转动方向为顺时针时，左侧径向间隙应比右侧的大0～0.20mm，高压前汽封及高压级隔板汽封下部径向间隙应比两侧的大0.2～0.3mm。围带汽封径向间隙：1.5～2mm。围带铆钉头与汽封体的径向间隙：2.5～3.5mm。

轴向间隙

通流部分和汽封轴向间隙值的选取以正常和事故情况下动、静部分不发生轴向摩擦为原则，这一间隙值可以根据运转状态下转子和汽缸的热膨胀计算、隔板挠曲计算和汽轮机启停时最大温差所引起的胀差估算求出，也可参照汽轮机运行经验决定。

一般轴向间隙的布置趋势由推力轴承往后逐渐增大。为了提高大容量汽轮机的启停性能，缩短启停时间，某些制造厂采用了放大通流部分和汽封轴向间隙，保持较小的汽封径向间隙，叶根部位设置径向式汽封等设计方案。

来自群组: 书童资料库

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