叶顶汽封径向和轴向间隙对汽轮机泄漏量及主轴位移的影响

通过对某化工厂汽轮机的叶顶汽封和主轴轴位移故障的分析,发现当漏气量增加到一定程度后会加快推力轴承的磨损,从而引起汽轮机轴位移逐渐增加,这表明汽封的损坏不仅引起泄漏增加还会导致主轴位移增加。采用FLUENT软件对叶顶汽封的流场进行数值模拟,研究汽轮机叶顶汽封的径向间隙和轴向间隙对汽轮机泄漏量及汽轮机主轴位移的影响,提出合理的工作间隙。研究发现:汽轮机叶顶汽封径向间隙是影响泄漏的重要因素,径向间隙增大将导致蒸汽泄漏量增大,汽轮机轴向推力增加,从而导致主轴位移增加;在总长度一定时,轴向间隙值对蒸汽泄漏量没有明显影响,但增加轴向间隙可以使进入汽封的蒸汽压力更加稳定。考虑到叶顶汽封的装配和热膨胀问题,对所研究的叶顶汽封提出了径向间隙为0.65 mm,轴向间隙为3.5 mm的修复方案,通过实践证明该方案现场修复是成功的。     

汽轮机叶顶间隙汽封内泄漏流动的数值研究

采用计算流体动力学软件分析某汽轮机高压级叶顶汽封内的泄漏流动特性及泄漏流在级后与主流的掺混过程,并比较有无汽封情况下间隙流场的气动性能。结果表明:汽封间隙内充满复杂的涡运动,使泄漏流的动能得到充分的耗散,且齿数增加可使耗散更加充分;增加叶顶汽封装置可有效降低级后间隙泄漏流与主流的掺混损失,增加汽封齿数能够在一定程度上削弱级后掺混带来的流动影响。     

汽封对汽轮机通流气动性能影响的数值研究

研究了迷宫汽封和蜂窝汽封在不同径向间隙下的流动情况,计算结果显示:随着汽封径向间隙尺寸的增加,在蜂窝汽封和迷宫汽封的情况下,级效率逐渐降低,轴向推力逐渐减小,叶顶汽封泄漏量逐渐增加。在小间隙范围内,蜂窝汽封的气动性能优于迷宫汽封。     

汽轮机叶顶汽封间隙泄漏涡动特性研究

采用三维非定常数值模拟的方法,研究叶顶汽封间隙泄漏涡的结构和涡动频谱特性,并分析汽封各腔室内涡核中心点的径向高度随间隙的变化规律。结果表明:汽轮机叶顶汽封腔室内存在腔室涡和围带壁面涡2种稳定耗散的涡;随着叶顶间隙高度的增加,围带壁面涡涡核的径向高度降低,而腔室涡涡核的径向高度升高;从汽封的入口到出口,腔室涡的涡动随流动变得剧烈,频率增加,波动的幅度变大;围带壁面涡的涡动会在不同腔室内交替变换,齿前的围带壁面涡产生的压力波动最为剧烈,是汽封腔室内最不稳定的一类涡动。     

一种免装配非接触式汽轮机汽封间隙测量方法与实验

与传统的汽轮机汽封间隙测量方法不同,汽轮机转子和定子在非安装条件下,采用靶球和API激光跟踪仪实现无接触式测量。测量数据输入计算机,与定子的参数进行计算可得到汽封轴向和径向间隙。测量了汽轮机低压部分的径向汽封间隙,均满足工作要求。该方法对汽轮机汽封间隙测量提供了一种创新方法和一定的理论支持。     

600 MW空冷机组叶顶汽封间隙对汽轮机效率的影响

简述了影响汽轮机效率的几种因素,重点讨论了汽轮机漏汽损失对汽轮机组效率的影响。通过理论研究分析叶顶汽封对汽轮机效率的影响,得出了汽轮机缸效率与叶顶阻汽片间隙之间的关系。通过叶顶汽封改造项目的实施及机组检修前后的性能实验验证结论的正确性,并按照机组功率分配情况估算了项目实施的经济效益。     

偏心对汽轮机隔板汽封泄漏流动特性的影响分析

当汽轮机转子存在偏心时,隔板汽封间隙内的汽流激振力将发生变化,影响汽轮机组的安全运行。采用计算流体动力学软件,分析转子偏心工况下,某300 MW汽轮机高压缸第二压力级隔板汽封内汽流激振力的变化规律。结果表明：密封的周向压力近似呈余弦规律分布;随着偏心距的增加,隔板汽封内周向压力差逐渐增大;汽封间隙不变时,正向力、切向力和合力皆随着偏心距的增加而增加;在不同汽封间隙下,当转子偏心距相同时,间隙越小汽流激振力就越大。     

汽轮机节点式侧齿汽封密封性能的数值分析

介绍节点式侧齿汽封的结构特点和工作原理。采用数值模拟方法对节点式侧齿汽封进行数值计算,分析节点式汽封齿数、侧齿、底齿等结构参数对汽封密封性能的影响。结果表明:影响节点式汽封密封性能的主要结构参数是节点式汽封齿数和侧齿高度;在汽封体轴向长度不变的情况下,随着齿数的增加,汽封小室中心的大漩涡越来越强,增强能量的耗散,减少汽封漏汽量;增加侧齿高度可大大减少汽封漏汽量。     

汽轮机中压平衡活塞汽封间隙及漏汽量在线监测的原理及应用

现有的测定中压平衡活塞汽封漏汽量的变汽温试验法存在一定的误差且不能实现在线监测。分析变汽温试验法存在的误差,并考虑中压平衡活塞汽封漏汽的影响,对某300 MW汽轮机进行变工况详细计算。结果表明,中压缸效率基本不受再热蒸汽流量、中压平衡活塞汽封漏汽量及再热蒸汽温度的影响。基于相邻两工况下中压平衡活塞汽封间隙一定及中压缸相对内效率相等的原理,提出中压平衡活塞汽封间隙、漏汽量及中压缸相对内效率的计算方法。利用变工况详细计算数据进行检验,以及与变汽温试验法测定结果进行比较,证明所提出的计算方法的有效性。利用所提出的计算方法,对某高中压合缸汽轮机在某一运行时段内的中压平衡活塞汽封间隙、中压平衡活塞汽封漏汽量、再热蒸汽流量及中压缸相对内效率进行实例计算。     

高低齿迷宫式汽封泄漏流动特性研究

针对汽轮机高低齿迷宫式隔板汽封的复杂结构和轴的旋转效应,采用数值求解三维Navier-Stokes方程技术研究其泄漏流动特性。采用有限体积方法离散Navier-Stokes方程和标准k-ε两方程紊流模型封闭方程组。数值求解方法采用SIMPLE算法,迎风二阶格式求解对流项,迎风一阶格式求解扩散项。研究分析了在相同汽封轴向距离和汽封间隙条件下,三种不同齿数的高低齿迷宫式隔板汽封在不同压比下的泄漏流动特性,并计算了相应的量纲一流量系数。数值模拟结果证明了在相同压比和汽封轴向距离条件下齿数减小会造成泄漏量增加,在相同的齿数条件下,量纲一流量系数随着压比增加而增大。研究工作为工程设计高低齿迷宫式汽封提供了理论依据和技术支撑。     

火电厂汽轮机汽封间隙的测量和调整技术研究

火电厂汽轮机汽封间隙调整是关键工序之一,直接关系到整个汽轮机组的安全性和经济性。文章分析了汽轮机汽封的结构,介绍了汽封间隙的测量方法：塞尺测量法、压铅丝法、贴胶布法,并对汽封的调整方法做了探究。     

汽轮机刷式汽封优化设计

建立刷式汽封数值计算模型,分析刷毛直径、刷毛密度及刷毛与轴的间隙对刷式汽封性能的影响,对刷式汽封进行优化设计。结果表明:减少刷毛直径、增加刷毛密度、降低刷毛与轴的间隙,可降低刷式汽封的气流的泄漏量,提高其效率;优化设计的刷式汽封的直径为0.11～0.13mm,密度为每厘米汽封刷子中含有细金属丝1900～2400根,刷毛与轴的间隙为0.4～0.5mm;刷毛齿形做成尖锐边缘时,流量系数较小,从而可减小泄漏量。     

汽轮机汽封技术的应用

针对汽封对汽轮机经济性的影响,总结了近年来的汽轮机汽封新技术,分别从结构、原理、性能各方面介绍了常用的几种汽封,并对今后汽封技术的发展进行了展望。     

浅谈M701F型联合循环机组汽轮机高中压过桥汽封节能改造

传统迷宫式汽封结构简单,广泛应用于早期汽轮机密封系统,随着运行时间的累积,受转子的振动和摩擦等影响,迷宫式汽封的阻汽效果严重下降,影响汽轮机热耗率.某联合循环机组通过改变高中压过桥汽封结构形式大幅提升汽封的阻汽效率,降低汽轮机热耗率,节能效果明显.     

火电汽轮机常用汽封出现问题的对比分析

针对国内汽轮机组采用的汽封选型,介绍了蜂窝式汽封、布莱登汽封、接触式汽封、侧齿式汽封的性能及使用过程中出现的一些问题.     

汽封修磨机在电厂检修及改造过程中的应用

在调试汽轮机通流过程中,通过对汽封弧段的加工,保证了转子与静子之间的汽封通流间隙,文中介绍了汽封修磨机床和刀具性能。     

薄叶式气封在透平级中应用的数值研究

为研究薄叶式气封替换迷宫气封应用于透平级中的可行性,将某一级半高压透平中相应部位的迷宫气封替换为薄叶式气封,采用商业计算软件CFX进行数值模拟,并与采用迷宫气封的原型一级半透平进行对比分析。计算结果表明,简单的气封替换虽然降低气封处的泄漏流量,但没有降低透平级的泄漏损失,而且加强泄漏流动对主流的干扰,将一级半透平中的静叶隔板迷宫气封简单替换为薄叶气封的设计方案是不可行的。为了薄叶气封、平衡孔、轴向间隙的合理匹配,在原型设计方案的基础上,动叶叶顶和静叶隔板处采用薄叶气封,级内轴向间隙设置迷宫气封。采用该薄叶气封应用于透平级的最终方案,薄叶气封和平衡孔达到合理匹配,改善透平级的气动性能,降低泄漏损失,同时为下级透平提供良好的进汽条件。     

汽轮机径向间隙影响因素及敏感性分析

汽轮机的径向间隙包括轴封间隙以及叶顶汽封间隙,如果间隙过小,则会引起动静碰磨,使机组振动过大;如果间隙过大,则会影响机组的运行效率,因此合理地设置径向间隙是非常必要的。文中总结了径向间隙计算过程中的影响因素,并对影响因素进行了敏感性分析。通过分析可以看出:轴承座热膨胀导致的转子抬升,轴承箱热膨胀导致的汽缸抬升,以及上下半缸的温差导致的膨胀不均,都会对汽轮机运行时的径向间隙产生很大影响。     

接触式蜂窝汽封在12MW汽轮机中的应用

广州珠江啤酒股份有限公司热电厂3#汽轮机组在运行过程中,汽封漏汽量大,效率和真空严密性下降;同时高压汽封漏汽造成润滑乳化严重,影响机组安全运行。采用接触式蜂窝汽封对汽封系统进行改造,有效解决了问题。     

降低汽轮机漏汽损失的新技术——薄叶式汽封

使用新型汽封、间隙控制技术的优点毋庸置疑,除了可以降低漏汽损失、提高汽轮机的性能之外,还可以避免间隙减小时的轴系振动的问题。通过维持原有汽封性能,可防止长期运行后性能的逐年恶化,而且在部分改造老机组时也可以予以使用,所以具有很高的投资价值。