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汽轮机汽封间隙初探.doc

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汽轮机汽封间隙初探 广东省电力一局 林坤远 内容提要 本文探讨汽轮机汽封漏汽量与汽封轴向和径向间隙的关 系 。 从减少漏汽损失提高汽轮机热效率来看 , , 轴向汽封间隙和应取得越小越好 组的起动 、 但是从机 , 认为如能保持最小的径向汽封间隙 , , 而适当放大轴向汽又能使机组在快速 停机和变工况运行等各种条件下的 , 封间隙 这样就能既不增大汽封漏汽量 。 , 热膨胀来看擦 , 如果或小于机组的相对差胀 。 起动时不受高压差胀的影响 在机组运行时就可能会发生动静部件之间的碰引起机组的振动 。 汽轮机的转动部件与静止部件之间必须保 因此 , 汽轮机汽封的轴 , 持一定的间隙 , 以防止相互摩擦而发生事故 , 。 。 向间隙和径向间隙的大小必须从安全和经济两方面来确定根据文献〔〕 通过间隙“和 由于间隙的存在 中流过而不作功 使一小部分蒸汽从各处间隙 , 降低汽轮机效率 为了既能 , 的漏汽量有下列关系式 沙式由州勺 , 减少漏汽损失 , 又能保证汽轮机安全运行 、 所这 以在汽轮机动静部件之间设置了各种汽封 。 拼兀 , 侧 些汽封可广为通流部分汽封汽封 。 隔板汽封 、 轴端 拼 , 根据文献〔〕的分析结果 , 按照目前 限 。 机组起动方式 转子的热应力水平比较低 制机组起动速度的不是热应力而是高压差胀 组的起动速度 。 也就是说汽轮机的轴向汽封间隙过小而限制机 能否增大轴向汽封间隙 , , , 满足 “ , 。 机组快速起动的需要 而又不使汽封漏汽量过 —动叶栅的平均直径—动叶栅的高度—整个级的理想灯降—动叶栅出蒸汽的等嫡比容—动叶顶部的当量间隙 口 动叶顶部间隙的流量系数 大 , 降低汽轮机效率 这个问题值得探讨 对于图 一 。 所示的汽封结构 , , 可按下式计 通流部分汽封间隙 通流部分汽封间隙包括动叶围带处的径向 算 , 汽封 图 、 轴向汽封和动叶根部处的轴向汽封 见式中 。 —动叶顶部的径向汽封间隙动叶顶部径向汽封的齿数 根据式 — 。 可以解出当量间隙 与轴向汽 。 封间隙和径向汽封间隙的关系见图从图可以看出 向汽封间隙为当径向汽封齿数为时 ,, , 径 轴向汽封间隙从 , 川 图 通流部分汽封示意图 增大到 , 当量间隙 以后 , 仅增大 。 , 而且在 可以看到 , , 。 , 基本不增大了 从公式 的微小增加 。 当其它条件不变时 所引起漏汽量的增加是很小的 。 这些间隙 。 , 从隔板前漏到隔板后的汽室内 , 。 图 口口 盯门 厂 一 「 由于这小部分蒸汽不通过喷嘴 , , 所以不 另外 炭 闪 能作功 而形成了隔板汽封的漏汽损失 。 口怂尸门厂 幸 气 ‘ 经隔板汽封漏进室内的蒸汽 还可能通过动叶由于这部分 , 日口口门 廿 日厂夕匕压匕仁 , 根部处的轴向汽封间隙流入动叶不’能对动叶作功不 流量 ,, 蒸汽没有经喷嘴以正确的方向进入动叶 因此 反而扰乱了动叶中的汽 , 使效率降低 。 为此应尽可能减少隔板漏汽所以在动叶 。 图 当量间隙 与轴向间隙和径 为了防止汽封漏汽进入动叶 。 向间隙的关系 根部没置了汽封 从图曲线中还可看出 , , 如果轴向汽封间隙不 , 。 。变只改变径向汽封间隙则当量间隙变化很 大 , 即对汽封漏汽量影响很大 综上所述 汽量 , , 在确定的径向汽封齿数下 , , 径 以 祥图 向汽封找隙应尽量小一些 以减少汽封的漏 , 而轴向汽封间隙可以适当放大一些 。 满足机组快速起动时的胀差之需 , 国外一些机 , , 组考虑到频繁起动以适应带调峰负荷的需要 一般设计原则是放大轴向汽封间隙 使胀差不 和 图 隔板汽封示意吗 , 成为限制汽组起动速度的因素 将日本东芝 机组汽封间隙进行了比较 。 文献〔〕曾 发现东芝机组 , 根据文献〔〕隔板汽封的漏汽量可按下式计算 机组与国产 , 与国产机组的径向汽封间隙大小基本相同 轴向汽封间隙却大好几倍 汽封间隙很大 , 。。 而式中 △ ‘声 、 东芝机组由于轴向见图 拼 侧杯丁 , 为了防止动叶根部漏汽量过 大它在动叶根部下面设置了径向汽封 从降确定后 , —板汽封流量系数隔—汽封间隙面积—板喷嘴的滞后理想灯降隔—隔板喷嘴出蒸汽比容—式可见当汽轮机各级叶栅的灯 口 。 隔板汽封齿数 , , 隔板汽封漏汽量的大小取决于隔板 汽封的齿数和间隙面积 而与汽封凹槽开取得太小 ‘ 档各的大小无关封