汽封工作原理与判断汽封性能优劣方法

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1、第55卷第6期汽轮机技术Vol_55No．62013年I2月TURBINETECHNOLOGYDec．2013汽封工作原理及判断汽封性能优劣的方法刘武峰，赫广迅，王龙洋(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046)摘要：简析汽封工作原理，通过画出不同汽封的芬诺线来验证芬诺线对汽封性能优劣的判定。关键词：汽封；判断系数；压比；曲径汽封；芬诺线分类号：TK263．63文献标识码：A文章编号：1001·5884(2013)06-0415-02MthodofSeamSealWorksandJudgmentsLIUWu—feng。HEGuang—xun，W

2、ANGLong-yang(HarbinTurbineCompanyLimited，Harbin150046，China)Abstract：Ananalysisofsteamsealworks，todrawdifferentsteamsealfennolinetoverifythefenno—linedeterminationofthemeritsoftheperformanceofthesteamsea1．Keywords：steamseal；judgmentcoeficient；pressureratio；labyrinthsteamseal其次，

3、以一常规曲径轴封介绍轴封的工作原理。图1是0前言曲径式轴封及其热力过程线示意图。汽流方向汽轮机由于存在转动部件，这样机组的固定部件与转动部件不可能不存在间隙，以防止机组运行时的碰磨。由于现h。在市场上汽封形式有很多种，对汽轮机制造厂家来说，掌握Po汽封工作的原理及知道如何辨别汽封优劣是非常有必要的。下面通过简单阐述汽封的工作原理来介绍如何选择合适的汽封。(曲径式轴封示意图1汽封的工作原理首先，引入汽封漏气计算的公式当压比b>K时G_。‘o。36s√^√／9．81(VPZp—Pi)l当压比b

4、封及其热力过程可当蒸汽进到第一个汽封齿时，此时汽封齿相当于起到节式中，K为判断系数，K：—===；Z为汽封齿数；为流的作用，由蒸汽连续方程G=SC／V=const(其中，5表示汽~／(Z+1．5)封漏气面积，c表示蒸汽速度，表示齿前的比容)知蒸汽经初始比容，m／kg。过每一个齿的流量都是相同的，由于蒸汽经过每个汽封齿时压比b：蒸汽压力都会降低到一个新的压力值，蒸汽比容将逐渐增大，而漏汽面积是保持不变的，所以经过每个汽封齿后蒸汽式中，P为终压，Pa；p为初压，Pa。汽封漏汽面积的速度也是逐渐增大的。蒸汽在经过齿尖的时候获得一个S：3．14159Df动能

5、，然后蒸汽在进入到齿后的腔室时由于蒸汽遇到一个更式中，D为汽封直径，em；l为汽封间隙，cm。大的空间，使蒸汽膨胀做功，同时蒸汽的动能全部转换成热利用上述公式及已知的汽封尺寸和汽封前后的参数即能，即可理解为压力势能由初压降低到新的压力，该能量转换成动能，然后蒸汽在腔室膨胀做功的同时动能又完全地转收稿日期：2013-02．17作者简介：刘武峰(1980一)，男，工程师，主要从事汽轮机热力设计工作。4l6汽轮机技术第55卷换成热能，这样蒸汽在进入下一个汽封齿前的焓值就和初焓保持一致，也就是说，蒸汽在经过汽封的过程是一个等焓的过程，汽封齿和汽封腔室的作用是

6、为了消耗蒸汽的压力势能。所以蒸汽通过汽封后的出口速度只取决于最后一个汽封齿的压降。图1(b)表示的蒸汽在汽封中的热力过程线ABCD称为芬诺线，又称为等流量线，一个流量对应一条芬诺线。该曲线可以形象地表征汽封的性能。2根据芬诺线判定汽封性能的优劣下面通过分析同款汽封不同齿数及不同款汽封相同齿图3三齿轴与四齿轴封芬诺线数两种情况来简述通过芬诺线的形状来判断汽封性能的优封，从图3可见，在汽封几何尺寸及汽封前后蒸汽参数相同劣。的条件下，4齿汽封的芬诺线在3齿汽封的上面，也就是说在2．1同款汽封不同齿数汽封漏汽分析相同条件下，汽封齿数越多的话，对应的芬诺线越在

7、上面。从上面提到的汽封漏汽计算公式知道，汽封齿数会影响2．2不同款汽封漏汽分析到汽封漏汽量，通过比较两组同款不同齿数的汽封在相同蒸如果两款汽封的汽封齿数及漏汽面积相同，而第一款汽汽参数条件下的漏汽量，并将其热力过程用芬诺线来表征出封腔室的设计能够完全让蒸汽的动能全部转换成热能，而第来，以确定通过芬诺线如何判断轴封漏汽量的大小。二款却只能让蒸汽动能的一部分转换成热能，蒸汽通过前一假定汽封前后的压力分别为P。、P，两段同款的轴封齿个汽封的焓值能够保持不变，而后一个由于动能不能完全地数分别为4个及3个，如图2所示。转换成热能，使得蒸汽在进入下一个汽封齿前还

8、具有一个速汽流方向度，并且焓值也会比h小，而且每经过一个齿后的焓都会逐渐的减小，最后的速度也会因为动能不能完