大功率百万汽轮机侧齿汽封气动性能数值研究

以典型大功率百万汽轮机组的叶顶汽封为对象,利用数值方法研究侧齿结构位置、数量和尺寸在额定工况下对密封效果的影响,并与传统城墙齿汽封对比,达到漏汽最小的最佳适用效果。结果表明：城墙齿汽封的侧齿结构通过划分腔室使主流产生大漩涡,进而抬升主流,阻碍蒸汽向前流动;对于大功率百万汽轮机,与城墙齿汽封相比,侧齿的数量、位置和尺寸均存在较佳值,使防泄漏效果最优,泄漏量相对减少7.5%。     

新型汽封在国产机组的应用及经济性分析

针对国产300 MW机组流通部分汽封及轴端汽封实施节能改造的分析和探讨,将汽轮机组原有的梳齿型汽封改为新型的"TK型侧齿迷宫汽封+TK1型蜂窝迷宫汽封".改造后漏汽量大幅减少,高中低压缸效率和机组运行的经济性提高.对同类型汽轮机的汽封节能改造具有较好的借鉴意义.     

热电厂C25-8.82/0.98型汽轮机汽封改造实践

C25-8.82/0.98型汽轮机前后汽封原为高低齿型汽封,文章分析了高低齿型汽封常常和转子发生摩擦,产生磨损的原因主要是转子中心的改变,在将前后汽封改为接触式蜂窝汽封后,机组的可靠性和经济性得到良好改善。     

汽轮机汽封改造对经济指标和振动影响的测试分析

介绍了汽轮机梳齿汽封的密封原理和缺陷,以及刷式汽封、柔齿汽封两种新型汽封的工作原理、优点和在汽轮机轴系、通流部分中适合的部位。刷式汽封在汽轮机上的应用比较广泛,高、中、低压缸各部位均适合;柔齿汽封主要应用于轴端密封。由于这两种型式汽封密封间隙小,在汽轮机汽封改造中得到比较广泛应用。145 MW机组采用柔齿汽封改造后,满负荷工况下,机组高压缸效率提高3.77%,中压缸效率提高2.65%,热耗率降低321.2 kJ/kWh;220 MW机组采用刷式汽封改造后,满负荷工况下,机组高压缸效率提高2.23%,中压缸效率提高0.56%,热耗率降低290.44 kJ/kWh;330 MW机组采用柔齿汽封和刷式汽封相结合的改造方案后,满负荷工况下,热耗率降低265.84 kJ/kWh。     

核电厂汽轮机高压缸轴封漏汽问题分析

为解决国内某核电厂高压缸轴封漏汽问题,对漏汽现象、轴封腔室压力参数及相关设备检修情况进行原因 分析.通过对可能原因逐一进行排查,确定了机组运行期间汽封块低齿与转子凸肩错位是导致高压缸蒸汽溢出量大的 主要原因,轴封管路节流是导致轴封抽汽能力不足的主要原因.因此,将汽封块每段2道低齿改成3道低齿,以防止 与转子凸肩错位;同时增大轴封抽汽管道内径,对轴封体接口位置进行打磨,扩大抽汽面积,彻底解决高压缸轴封漏 汽问题.     

600MW汽轮机迷宫式汽封结构数值模拟分析

以内蒙古京隆发电有限责任公司600 MW汽轮机低压缸端部汽封为研究对象,分别建立了汽封的三维实体模型和数学模型;并在Gambit软件中进行网格划分后,导入CFD软件应用双方程模型对其进行了数值模拟。分析了汽封结构参数(汽封间隙、齿高和齿厚)对汽封性能的影响。依据数值模拟结果,对机组汽封结构参数进行了相应调整,处理后,汽轮机真空严密性恢复正常。     

采用新型结构汽封对轴封的改造

阐述了一种新型结构的汽轮机汽封(侧齿汽封)。该汽封在不增加轴封段长度的前提下,可提高密封效率23%以上,有效提升汽轮机运行品质。     

高低齿汽封表面换热系数计算方法研究

为探索汽轮机关键部件换热系数的计算方法,以某高压转子轴端高低齿汽封为例,对比分析了表面换热系数的4种常用经验公式,同时采用数值模拟方法研究了不同结构参数汽封的表面换热系数并得到拟合公式。结果表明:美国西屋公司、南京工学院-哈尔滨汽轮机厂和苏联采用的经验公式在结构上具有相似性,均与汽封间隙、汽封室高度、齿数、蒸汽导热系数和雷诺数相关。根据数值模拟结果得到的汽封表面换热系数与近壁面雷诺数和普朗特数正相关;换热系数呈周期性变化,在齿间隙出口处达到极值,且短齿出口处表面换热系数较大;当汽封间隙减小、汽封室高度或齿数增加时,换热系数减小;根据数值模拟结果得到的换热系数拟合公式,具有较好的适应性。拟合公式可用于叶顶汽封、隔板汽封、轴封等高低齿汽封表面换热系数的计算,同时该方法提供了一种计算大容量高参数汽轮机关键部件换热系数的思路,可为其设计和安全性校核提供依据。     

汽轮机的一种新型汽封—可调汽封的分析

介绍了汽轮机传统结构汽封磨损的主要原因、可调汽封的原理及特点、可调汽封改造的内容、可调汽封的可靠性和经济性,可供火电厂对汽轮机汽封改造时参考.     

不同类型汽封对汽轮机安全、经济运行的影响

汽封种类很多,各有特点,新型汽封替代传统汽封已成趋势。为此,探讨了梳齿式、蜂窝式、侧齿式和布莱登汽封的结构及密封原理;对不同类型汽封进行了比较;通过对国电铜陵发电有限公司2号机组改造后使用的侧齿式及蜂窝式汽封的实际运行状况的分析,阐述了不同类型汽封对汽轮机安全、经济运行的影响及节能效果。结论：采用该机组的汽封改造方案,安全性、密封性、经济性俱佳。     

蜂窝式密封在汽轮机上的应用

蜂窝式密封新技术在减小汽封径向间隙的同时,借助于优化密封蜂窝室几何参数显著提高了汽轮机组的安全经济性。高井热电厂于2005年在1、2号机组的通流部分改造中,将低压缸的前后轴封、隔板汽封、次末级和次次末级的复环汽封改造为蜂窝汽封,改造后的机组真空严密性有了明显的提高,润滑油中带水现象基本消除。     

混流式水轮机跨尺度流道内复杂湍流的数值模拟

由于水轮机主流道和密封间隙流道空间尺度相差较大,为同时获得水轮机流道和密封通道内的流动特性以及水封间隙泄漏特性,充分考虑叶道流和间隙流的相互干扰,采用非一致网格界面插值技术以及基于Vreman亚格子模型的全局动态大涡模拟方法,不仅得到主流道内速度、压力以及涡量的分布,同时捕捉到了微通道间隙内的流动特征以及不同间隙宽度对密封渗漏流动特性及顶盖压力分布的影响。计算结果表明,主叶道内的强旋拧涡带,密封间隙内旋涡结构以及尾水涡带都直接影响转轮的动态平衡,流体从间隙进入梳齿空腔后产生很强的旋涡而耗散部分动能,而且不同尺度密封间隙流道内产生的旋涡结构不同,耗散能量差异较大,反映出密封渗漏流量的不同。     

径向环形汽封流动特性研究

提出一种新型径向环形汽封,对其结构及密封原理进行分析。与传统梳齿汽封相比,在结构上增加4个90°转弯,将流体泄漏方向由轴向改为径向。增大密封内流体流动阻力,减小了气流激振力。建立普通梳齿汽封和径向环形汽封三维数值计算模型。计算结果表明,同一密封间隙下径向环形汽封泄漏系数比普通轴向梳齿汽封低20%左右。转速对2种汽封径向气流力影响较小,而对切向气流力影响较大。随转速升高,切向气流力不断增大,系统稳定性降低。同一偏心情况下,径向环形汽封径向气流力约比轴向梳齿汽封大1～3倍,切向气流力约比轴向梳齿汽封小70%～75%,且这一比例随转速升高越来越大。     

汽轮机汽封改造的节能效果分析

介绍通流部分综合升级改造的330 MW汽轮机汽封改造方案,分析所采用蜂窝汽封、刷式汽封、接触式汽封等新型汽封的工作原理、优点和在汽轮机轴系、通流部分中适用的部位。刷式汽封在汽轮机上的应用比较广泛,高、中、低压缸各部位均适合;接触式汽封主要应用于轴端密封;蜂窝汽封用在低压缸末级、次末级叶顶部位及高、中压缸轴端。330 MW汽轮机高、中、低压缸轴端采用3种汽封相结合的方案改造后,轴封漏汽量明显减小。汽轮机高、中压后轴封漏汽量、经过轴加的凝水温升都有明显的降低;高、中压缸间平衡盘汽封漏汽量占主蒸汽流量的份额为1.02%,小于THA工况设计数据1.503%,汽封改造的节能效果显著。     

蜂窝密封减振机理的实验研究

为了研究蜂窝密封减振机理,从流固耦合的角度,实验研究了透平机械中密封间隙气流脉冲的动态特性,介绍了实验装置及数据采集分析系统,分析了密封气流激振的机理,为选取滤波器的截止频率和数据采集系统的采样频率提供了理论依据。讨论了气流动态压力测试中的管道传输特性,重点研究了蜂窝密封等等5组类型密封结构的实验结果,蜂窝密封,梳齿密封和光滑密封的对比实验表明,密封间隙气流压力脉 动谱图为离散谱,光滑密封的谱图为单峰谱图且幅值最大,蜂窝密封为多峰谱图且幅值最低,蜂窝密封的内表面粗糙度很大,加剧了气体的扰动,导致了多峰谱图的产生,而多峰谱图意味着能量的耗散,达到了减少密封气流激振的目的。各种峰窝密封结构的对比试验表明,静子为峰窝密封而转子带有梳齿的密封结构,其减振效果最好。     

汽轮机通流间隙调整存在的问题及改进

通过分析汽封间隙对机组经济性和安全性的影响,提出汽轮机最佳运行状态对汽封的基本要求,对常用汽封调整的方法存在的问题进行了分析,探讨了调整工艺、方法,以及对通流间隙的调整改进。     

蜂窝式汽封在110 MW汽轮机通流部分改造中的应用

介绍了华能高井热电厂1号、2号机组通流部分改造中,低压通流部分蜂窝式汽封的应用情况,其具体应用部位是低压前后轴封各4道、低压隔板汽封8道、次末级及次次末级叶顶汽封各2道。通过汽封改造,解决了低压前后轴封漏汽真空低问题,增强了叶顶汽封的去湿效果,提高了机组运行的经济性和安全性。     

新型抗磨蚀密封结构的研究

本探讨了螺旋密封的设计方法，首次将该密封形式应用于甘肃巴家嘴水电站２＃机Ａ４３０转下止漏环的设计中，试验结果表明抗磨蚀效果显。巴家嘴水电站年均含沙量为１９０ｋｇ／ｍ＾３，最大含沙量为１２００ｋｇ／ｍ＾３，在水头Ｈ＝３２ｍ转轮出口相对流速Ｗ＝１７ｍ／ｓ条件下，原转轮在浑水期运行４５天后，转轮上下迷宫环密封全部磨平，效率下降到６５％。而采用螺旋密封形式的Ａ４３０转轮下止漏环经过两年多运行检查未发现     

迷宫密封内流场的数值模拟和泄漏量研究

对2种类型的直通迷宫密封内的流场进行数值模拟研究,分析了迷宫密封内的压力和速度场分布情况,指出泄漏量产生的原因,并计算了迷宫密封的泄漏量。同时对迷宫型汽封齿的密封原理进行了详细的解释,为开发和研究新型密封和防泄漏结构提供了参考依据。     

蜂窝密封流场旋涡能量耗散的数值研究

文中采用商业CFD软件建立有限元模型，并采用k-e两方程湍流模式求解了蜂窝密封的流动特性。从能量转化的角度分析解释了蜂窝密封具有良好封严特性的原因。计算结果表明，由于蜂窝密封特殊六边形结构将泄漏流体分割成小涡流，更有效地将气体能量转化为热能，从而减小泄漏；梳齿密封由于环向流动存在，削弱了能量耗散，泄漏量比较大。同时说明合适的蜂窝芯格尺寸和蜂窝深度会提高能量耗散，达到最佳的封严效果。文中的研究成果为透平机械中应用蜂窝密封提供了理论依据和技术支持。