随动悬浮齿汽封技术.pptx

新型汽轮机蒸汽密封元件随动悬浮齿汽封技术交流 提纲 企业简介常见汽封类型汽封在汽轮机密封中的重要性非接触式汽封简介接触式汽封简介随动悬浮齿汽封说明随动悬浮齿汽封与梳齿汽封密封性能对比实验实验结论 公司简介 秦皇岛鱼麟电力设备有限公司发展于1996年 成立于2012年 主要从事火力发电厂汽轮机蒸汽密封技术 以及电厂节能降耗整体方案的制定与实施 为客户提供各种高精度 高性能的汽轮机蒸汽密封产品及相关技术 以满足客户节能降耗的需求 公司通过与国内汽轮机密封技术人员的学术交流 结合公司技术研发中心 多次反复试验进行的优化改进 将鱼鳞汽封 随动悬浮齿密封技术以及现场硬齿汽封的镶嵌调整技术 转化为具有自主知识产权的高科技产品 经过多次在大小不同型号的机组上应用 取得了良好的改造效果 为国内火电厂的节能减排 提质降耗做出了贡献 企业资质 4 常见汽封类型 汽封分类 按与转轴的配合状态分两大类1 非接触式汽封 梳齿汽封 迷宫汽封 侧齿汽封 布莱登汽封 蜂窝汽封2 接触式汽封 碳晶 金属 内环汽封 刷式汽封 随动悬浮齿汽封非接触式汽封 与转子需有较大的安全装配间隙 相比接触式汽封而言漏汽量自然要大 接触式汽封 与转子近似 零 间隙配合 相对漏汽量自然就小 汽封在汽轮机密封中的重要性 1 减小汽轮机的蒸汽泄漏量2 提高汽轮机组的缸效和热效率 减少燃料消耗 提高机组运行的经济性 运行的安全性 进而实现企业的节能减排 据汽轮机厂家测算 高压缸通流部分汽封间隙减小为原设计的一半时 高压缸效率可提高0 7 1 影响机组热耗约10 5kj kw h以上 中压缸通流部分汽封间隙减小为原设计的一半时 中压缸效率可提高0 55 影响机组热耗约11 0kj kw h以上 高压缸排汽轴封间隙减小为原设计的一半时 进汽量减少1 55t h 机组热耗降低约4 3kj kw h 中压缸排汽轴封间隙减小为原设计的一半时 进汽量减少0 35t h 机组热耗降低约1 0kj kw h 由此可见汽封在汽轮机蒸汽密封中的重要 一 非接触式汽封简介 梳齿 1 梳齿汽封 亦称迷宫汽封 原理 因迷宫汽封常见 这里不做详细说明 7 一 非接触式汽封简介 侧齿 2 侧齿汽封 8 一 非接触式汽封简介 侧齿 侧齿汽封 安全上等同于梳齿汽封 同等条件下较梳齿汽封的密封效果有一定提高但不明显 在实际应用中普遍反映与梳齿汽封没有本质上的区别 大都认为是一种 概念 式的汽封 9 一 非接触式汽封简介 布莱登 3 布莱登汽封 10 一 非接触式汽封简介 布莱登 布莱登汽封是一项美国专利 但是美国人自己并不应用 他主要基于避开机组过临界时振动幅度大 而动静干涉碰磨汽封齿 进而影响汽封密封效果而设计的这么一个安全理念 但实际应用中发现 因受产品加工精度 弹簧性能 安装质量 运行时间 运行环境 地心重力 蒸汽品质等诸多因素影响 其最初设计的想法很难实现 如果汽封张开不能同时归位 密封自然就不存在了 11 一 非接触式汽封简介 蜂窝 4 蜂窝汽封哈斯特镍合金 奥氏体不锈钢 12 一 非接触式汽封简介 蜂窝 蜂窝汽封的优点 蒸汽在封穴内环流受阻起密封作用 能有效减小转子自激振动发生概率 在低压叶顶处应用 具有一定的除湿效果 有效避免水击现象发生和低压末级叶片水蚀 这也是最早由西屋公司应用在大型机组低压叶顶的原因 相对梳齿汽封可提高密封效果30 50 以上 蜂窝汽封的不足是 由于结构所限 安装时不便测量间隙 如果蜂窝带选材不当 使用寿命短 很难保证一个大修期 蜂窝带是在1100度左右钎焊的 当发生动静干涉后易脱落伤轴 切割后易发生严重形变 钎焊后内应力大 不易消除 甚至无法安装 13 二 接触式汽封简介 碳晶内环 1 碳晶 金属 内环汽封 14 二 接触式汽封简介 碳晶内环 碳晶内环汽封为接触式汽封 密封能力一定程度上得到提高 但它易磨损 不耐高温 不抗汽流冲刷 汽蚀能力差 使用寿命短 通常一年左右就要更换 后来将内环碳晶材质改为金属材质 但密封效果并没有提高 因仅能在汽封的中部设计一道齿 齿的数量对密封效果有影响 15 二 接触式汽封简介 刷式 2 刷式汽封 16 二 接触式汽封简介 刷式 工作原理简单的说就是利用刷毛的刚性 柔性和弹性来保证安全 使汽封的密封间隙做到最小 理论上利用刷丝间空隙的不均匀结构产生的横向流破坏同向流 产生自密封效应 优点刷式汽封是接触式 零 间隙汽封 有一定的安全性 密封效果较好 缺点刷毛易脱落 易倒伏需要高强度粒子喷涂处理来保护轴不被磨损 施工有难度 造价高 刷毛受热热汽流作用极易卷曲 造成密封失效 见下图 17 二 接触式汽封简介 刷式 某电厂使用刷式汽封开缸后的情况 18 二 接触式汽封简介 随动悬浮齿 3 随动悬浮齿汽封 19 二 接触式汽封简介 随动悬浮齿 随动悬浮齿汽封 20 二 接触式汽封简介 随动悬浮齿 21 东汽66万机组轴端汽封 二 接触式汽封简介 随动悬浮齿 22 过桥汽封 三 随动悬浮齿汽封 专利证书 23 三 随动悬浮齿汽封 它是一个具有发明专利知识产权的新型汽轮机蒸汽密封元件 随动悬浮齿汽封按类型属接触式汽封 可应用在大小机组的高 中 低各种压力和温度的工况下 结构设计简单 巧妙 成本低 性价比高 运行工况下齿片具有很好的刚度 不倒伏 不卷曲 每个齿片均可独立自由退让 动静干涉时确保退让不伤轴 运行安全可靠 24 三 随动悬浮齿汽封 综合上面各类汽封所述 我们可以得出一个不争的结论 那就是无论什么样的汽封 最终都是要通过小的 间隙 来实现良好密封 权威部门的结论也告诉我们 汽封间隙的大小对机组的缸效 热耗影响是很大的 而小的汽封间隙又与机组的安全运行是客观的一对矛盾 所以在行业实行提质降耗 节能减排的过程中就对汽封的使用安全性 密封性能提出了更高的要求 这也是自然的 因为对汽轮机来说没有安全就谈不上密封 25 三 随动悬浮齿汽封 下面我重点介绍一下秦皇岛鱼麟电力设备有限公司 具有自主知识产权的 随动悬浮齿汽封 的密封优势1 请大家先看一下随动悬浮齿汽封工作原理的动画片通过动画 我们可以一目了然地了解该密封元件的设计结构 工作原理以及运行中能保证安全的性能所在 结构化整为零把硬接触变为软 弹性 接触 工艺激光铆焊 材质 航空发动机应用的 GH4169 GH605 耐温750 800度2 随动悬浮齿汽封密封性能实验 实验录像 梳齿 随动 26 随动悬浮齿汽封与梳齿汽封密封性能对比实验 装置 模拟的小 汽轮机 安装随动悬浮齿汽封两圈 梳齿汽封两圈 间隙同为0 15mm 0 25mm 27 随动悬浮齿汽封与梳齿汽封密封性能对比实验 曲线 两种汽封密封性能对比实验曲线 28 随动悬浮齿汽封与梳齿汽封密封性能对比实验 装置 500度加温实验打开模拟的 小汽轮机 后 轴和汽封齿的磨合都完好 轴无损伤 只有抛光痕迹 悬浮齿平整完好 齿片弹性仍然良好 随动悬浮齿汽封与梳齿汽封密封性能对比实验 结论 实验结论 根据实验图可看出 紫色线上升幅度远大于绿色线 并长时间保持在4公斤以上压力 说明两种汽封密封能力差别非常大 由于条件所限 储气罐较小 只能做出压力变化图 如有稳定汽源 制定出漏流量变化曲线 对比将更为直观 为什么选择梳齿汽封进行密封性能对比 其实梳齿汽封就是一个比较好的汽封 国外的机组一直在应用 其缺点就是动静干涉后间隙不能补偿 随动悬浮齿汽封 就是填补了它这一不足 实现了更好的密封 30 结束语 随动悬浮齿汽封从设计结构巧妙 金属材料选取 运行安全性保证 密封性能良好 应用性价比高等多方面都优越于其它的蒸汽密封元件 随着市场的广泛认知与应用 无疑会对汽轮机蒸汽密封带来一场技术上的革命 在300MW及以上汽轮机上 通过应用随动悬浮齿汽封对叶顶 隔板 轴端 过桥以及平衡盘汽封的灵活改造 定会在机组的节能减排 提质降耗上取得满意的收效 谢谢大家 秦皇岛鱼麟电力设备有限公司2017 3 2 31 随动悬浮齿汽封技术答疑 A 问 随动悬浮齿密封技术如何提高密封能力 答 1 安全有了保证就能把密封间隙做到很小 安装时可按5 10丝间隙做 汽轮机正常运行研配间隙可以更小 小间隙是保证提高密封能力的主要因素 2 随动悬浮齿结构精巧 所占空间5 7mm 不影响汽封整体强度 对应轴端 隔板及过桥汽封 如果汽封体结构适合 可增加随动悬浮齿2 3道 多道小间隙密封齿带来更好的密封效果 32 随动悬浮齿汽封技术答疑 B 问 随动悬浮齿安装间隙这么小 和转子碰磨怎么办 答 随动悬浮齿每个小齿都能独立退让 动作灵活 齿尖轻触在转轴上 对轴压力很小 可忽略不计 主要因为齿根和转子轴向水平 对转轴没有正向压力 经过破坏摩擦实验 采用15CrMoA 普通汽封材料 模拟转轴 高齿零间隙5丝不入 随动悬浮齿负50丝压紧 经过20分钟1000RPM摩擦实验后 转轴只有擦痕 悬浮齿端部磨平 还有30丝退让间隙 33 随动悬浮齿汽封技术答疑 C 问 齿片是否会侧倒和旁边齿塞夹一起 答 受到转轴压力退让 随转轴旋转径向倾倒时受护齿结构控制 只能向下运动 躲开转轴 就是说小齿微微侧倾即离开转轴 还没碰到旁边小齿即失去受力 所以不会塞夹在一起 34 随动悬浮齿汽封技术答疑 D 问 转子旋转碰磨小齿 是否会脱落 影响密封 答 随动悬浮齿汽封从三个方面保证不会出现此问题1 结构决定小齿受转子压力 无拉力 轻微受力即后退侧倾 不会脱落 2 小齿设计时根据受力特点 弹性变形点加强 齿根受力点加强 即保证弹性灵活又不失强度 3 材料因素小齿采用耐温800度以上航空航天用特种高温变形合金 退火温度1100度 200 650度有较强的抗蠕变特性 35 随动悬浮齿汽封技术答疑 E 问 长期高温环境如何保持齿片弹性及结构强度 答 1 小齿片属微动退让 和转子振幅同步 所需弹力非长期受力所需的屈服弹力 所以保持微小弹力即可正常工作 2 齿片采用耐高温变形合金材料 工作耐温达800 此种材料抗热振性好 高温状态保持弹力能力强 即使长期高温弹性衰变所余残余弹力也可满足小齿微动所需 3 齿片厚度0 2 0 3mm 宽度3 8mm 结构强度和材料均可满足要求 36 随动悬浮齿汽封技术答疑 F 问 受到高温高速气流冲刷时 如何保证齿片排列整齐 不影响密封 答 小齿迎汽侧有护齿保护 比护齿仅高约0 3 0 5毫米 承受冲刷力有限 受护齿结构影响 侧倾角度受限 与护齿及后面高齿间隙为10丝 受冲刷时不会扭曲 整体结构及材料强度做保证 37 随动悬浮齿汽封技术答疑 G 随动悬浮齿汽封和其他形式汽封对转轴影响对比随动悬浮齿汽封把原来整圈汽封齿化整为零 分割成一个个小齿 整块汽封对轴的压力被每个小齿分解 所以相对摩擦力小 普通汽封是整体结构 汽封对轴的压力容易集中在某个点上 所以单点压力非常大 摩擦力亦会很大 对转轴影响非常大 38 随动悬浮齿汽封技术答疑 H 刷式等柔齿类汽封经常出现起机困难现象 随动悬浮齿汽封是否会出现相同问