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1、徐州透平密封科技有限公司1 刷式密封与蜂窝密封性能差异刷式密封 , 蜂窝密封1. 刷式密封 与蜂窝密封 均来源于军用飞机发动机技术。2. 对发动机来说， 蜂窝密封 为第二代产品，刷式密封为第三代产品，更先进，效果更好，适用范围更广。3. 理论上，蜂窝密封的泄漏量是传统迷宫密封的1/2 ，刷式密封泄漏量是传统迷宫密封的 1/10。4. 刷式密封 可广泛用于轴端，隔板，叶顶，油封等部位。5. 刷式密封与蜂窝密封都有一定的除湿功能。6. 蜂窝密封从结构上讲还是一种刚性密封，一旦碰磨，就不可恢复，安装时，间隙控制得再小，过临界或异常震动等情况下就会将其间隙磨大。7. 刷式密封是一种柔性密封，可自适应轴
2、跳动，不会因为临界或异常震动等造成间隙永久变大。8. 刷式密封可以做到零间隙，蜂窝密封不能。9. 蜂窝密封主要靠气流在各蜂窝中形成涡流来进行密封，试验证明，要形成涡流，气流速度及间隙必须要满足一定要求，而实际安装过程中，间隙过小，起机时容易抱轴，造成震动或起机困难，间隙过大则密封效果差，因此通常应用于低压末级叶顶湿蒸汽区。刷式密封与迷宫式密封的区别刷式密封 是比 蜂窝密封 更先进，效果更好，适用范围更广的密封，可广泛应用于轴端，隔板，叶顶，油封等部位，而蜂窝密封受应用范围限制较多。蜂窝密封从结构上讲还是一种刚性密封，一旦碰磨，就不可恢复，安装时，间隙控制得再小，过临界或异常震动等情况下就会将其
3、间隙磨大，刷式密封 是一种柔性密封，可自适应轴跳动，不会因过临界或异常震动等造成间隙永久变大。刷式密封可以做到零间隙，蜂窝密封则不能；蜂窝密封主要靠气流在各蜂窝中形成涡流来进行密封，试验证明，要形成涡流，气流速度及间隙必须满足一定要求，而实际安装过程中，间隙过小，起机时容易抱轴，造成震动或起机困难，间隙过大则密封效果差，因此通常应用于低压末级叶顶湿蒸汽区；刷式密封与迷宫密封及蜂窝密封相比，其密封性能和寿命有了大幅提高，有效提高了机组的效率；由于增加了围子的振动阻力，从而改善了围子的稳定性；在动静之间瞬间过盈情况下，通过刷子的柔性退让能保持密封能力不变，有效增加了机组的可用性和安全性，可以说，刷
4、式密封是传统密封最有力的替代品。徐州透平密封科技有限公司2 刷式密封传统的迷宫密封为一种非接触密封，由于其不需要润滑，允许自由热膨胀，维修方便，并且不受转速限制，因此广泛应用于汽轮机、燃气轮机、压缩机和鼓风机的轴端和级间。然而，迷宫密封不能杜绝泄漏，而是用逐级膨胀的方法增加流阻来抑制泄漏，由于受设备轴向长度的限制，使迷宫密封泄漏量较大，并且迷宫密封的泄漏流量随着压差的增大而急剧上升，其密封效率急剧下降，如能尽量减小这一泄漏损失，汽轮机或燃气轮机的效率和功率将得到有效提高，电厂将由此获得巨大的经济效益。迷宫密封的泄漏量是 刷式密封 的 4-7 倍，刷式密封 可以改善转子的稳定性， 使汽轮机或燃气
5、轮机出力提高0.5-6%（据改造数量、 位置、机型、工况等因素，存在差异），刷式密封 的出现，使得过去因安全原因不可以达到的小间隙成为可能，这对机组效率的提高是非常显著的。从某种角度看，在获得同样效率增量的情况下，改造汽封比改造叶片更节省成本和时浅谈汽轮机用刷式密封！刷式密封 是近几年发展起来的一种高效阻尼密封，其泄漏量是梳齿迷宫密封的1/51/10,并允许动静之间瞬态严重不同心而保持密封能力不变，既提高了机组效率又改善了转子的稳定性，是现代先进透平机械发展的关键技术之一，已经应用于航空发动机、工业燃气轮机和汽轮机等汽轮机械。在航空领域，应用刷式密封是提高航空发动机性能的重要手段，GE 、西门
6、子等世界各大透平公司的技术创新与发展中，都把刷式密封技术研究作为其中的重要内容之一。汽轮机用的密封圈主要代表有：疏齿密封、蜂窝密封、可调式密封、刷式密封四种，前三种各有利弊，这里就简做介绍，给大家了解下：1. 传统疏齿式密封徐州透平密封科技有限公司3 疏齿式密封的密封原理是利用逐级节流膨胀增加流阻的方法来抑制泄露，由于受设备轴向长度的限制，其泄漏量一般比较大，由于该汽封产品室一种非接触式刚性密封，间隙太小，汽封齿就很容易和转子碰磨，而且还会因两个刚性碰磨而带来安全问题。传统迷宫密封在实际运行过程中，并不能完全保证设计间隙，由于起机过临界、异常振动超差、气流激振等原因，都会使汽封齿造成永久性的磨
7、损，导致密封间隙成倍的增加，也就是说，我们精心调整好的汽封间隙很有可能在第一次启动过临界时就被磨大了，对老机组而言，这种情况更加明显。2. 蜂窝密封蜂窝密封的节流原理是气流流经蜂窝时，在一定的流速和间隙下形成涡流，而产生阻尼效果。但在实际运行条件下，并不能满足涡流形成的条件，很难形成良好的涡流现象。其结构仍然是一种刚性密封，一旦碰磨就会造成永久性的磨损，而间隙随之增大，间隙过小起机时容易抱轴，造成起机困难，间隙过大则密封效果差，因此蜂窝通常用于低压末级叶顶湿蒸汽区。3. 可调式密封可调式密封的原理是汽轮机过临界转速时，振动会加大，如果间隙过小，就会造成动静摩擦，影响安全。可调式密封设计思路是在
8、起机过程中通过汽封弧段端面弹簧维持较大间隙，过临界转速后，通过蒸汽压力压缩弹簧，从而保持相对较小间隙。可调式密封仅解决了起停机过程中振动加大对汽封磨损的影响，但在机组运行中由其他因素造成的振动加大，可调式密封无法避免摩擦。同时，由于可调式密封是靠蒸汽压力来克服弹簧弹力，因此在大直径、低压力、水质不好、弹簧易结垢的情况下，不宜使用。再加上弹簧在高温环境下的长期锈蚀很容易导致弹性失效，在实际应用中效果不理想。刷式密封 原理介绍：刷式密封的介质泄漏主要发生在密集排列的细金属丝之间形成的微小缝隙中，由于刷丝间隙的不均匀性，均匀的来流进入刷丝束中就变得不均匀了，并且从紧密的刷丝束中区域向疏松的刷丝束区域
9、偏流，这些偏流产生了同向流和射流，随即产生二次流和漩涡流。由于刷丝束破坏流动而确保流动的不均匀性，使流体产生自密封效应，横向流动代替向前流动显然对流体起了自密封作用，减少了漏汽量。) 刷式密封 特点介绍：刷式密封是一种柔性密封，由前面板、后面板和加于两者之间的高密度刷丝组成，刷丝相对轴的旋转按一定倾角规则排列，每根刷丝就是一端为支点的悬臂梁，有极好的弹性，在转子瞬间大幅径向位移时迅速弹性退让，吸收转子的径向位移，震动后恢复闭合状态，在短时间与轴过盈接触后，不会像迷宫汽封和蜂窝密封等刚性密封一样，出现永久性的间隙增大刷式密封 的泄露特点为，由于压比的增大，刷子中刷丝的密度增加，刷丝之间的空徐州透
10、平密封科技有限公司4 隙减少而使有效的泄露面积减少，同时使泄露的流动的阻力增大，从而使泄露随压比的增加而梯度降低。与其他几种密封相比，刷式密封的性能和寿命都有了大幅度的提升，有效提高了机组效率，增加了转子的振动阻尼，从而改善了转子的稳定性。刷式密封的结构原理刷式密封 是一种柔性密封，由前面板、后面板和加于两者间的高密度刷丝组成，刷丝相对轴的旋转按一定倾角规则排列，每根刷丝就是一端为支点的悬梁臂，有极好的弹性，在转子瞬间大幅径向位移时迅速弹性退让，吸收转子的径向位移，震动后恢复闭合状态，在短时间与轴过盈接触后，不会像迷宫密封 和蜂窝密封 等刚性密封一样，出现永久性的间隙增大。刷式密封 用于动静件
11、间的气体介质密封，在液体或粉尘等方面密封效果也十分明显。各种新型汽封改造位置优化建议及评价汽封, 刷式汽封 , 改造位置 , 优化建议 , 性能对比引言：自汽轮机诞生以来，随着科学技术的发展，汽轮机设计思想和方法一直在不断进步。目前的情况是，单独从叶片本身流动设计角度看，已经达到相当完善的程度，汽轮机的通流效率已经没有太大的提升空间。为了进一步提高汽轮机的性能，仅通过改进叶栅的性能，对汽轮机内效率提高的作用非常有限。影响汽轮机效率的因素很多，其中汽轮机通流动、静叶汽封和轴封漏汽是导致汽轮机效率降低的重要原因，特别是汽轮机参数越来越高，相同密封间隙下，通过级间汽封蒸汽密度升高，则质量流量增大。漏
12、汽不仅旁路作功的动（静）叶，而且造成下一级主流道汽流扰动，双重负面效果影响级效率。为了减小漏汽的影响，现代汽轮机设计者十分重视汽封的设计。现代汽轮机最常用的汽封仍为梳齿式结构。近几年来，随着技术的发展从国外引徐州透平密封科技有限公司5 进了多种新型汽封，较典型的如：以燃气为介质的蜂窝汽封和刷式汽封；可调式汽封；接触式汽封；侧齿汽封等。尽管这些汽封结构型式不尽相同，但设计者的指导思想主要是想通过增加齿数、减小间隙、增加阻力，来提高密封效果，减小漏汽所造成的损失。新型汽封介绍1，蜂窝汽封；蜂窝式汽封最大特点是它的除湿能力，密封机理是当汽流经过蜂窝汽封时，在前进方向上遇到阻力，从而改变汽流方向，进入
13、蜂窝带，产生涡流，形成阻尼效果，根据这一特性，建议在低压部分进行蜂窝汽封改造，如中压缸叶顶汽封，低压缸叶顶和隔板汽封。优点：用在低压部分除湿效果好。缺点：易磨损，间隙无法恢复，若间隙过小或膨胀不均会造成蜂窝带与转子（或围带）面接触，可能导致振动加剧甚至转子抱死的情况。建议改造位置：低压叶顶或隔板汽封。中压叶顶汽封。制造厂家：国内蜂窝生产厂家较多，在此不做一一介绍。2，布莱登汽封；布莱登汽封专利目前仍由美国公司持有，国内生产厂家受制于外国的技术垄断。布莱登汽封工作原理是；汽轮机运行时，依靠各级前后的压差变化来克服弹簧弹力，起到调节汽封间隙的作用。一般该汽封使用于高压部分隔板，因为在此处汽轮机级的
14、前后压差可以满足需要，而中低压部分及轴封则不适用，而叶顶处直径过大，如果采用布莱登汽封，每相邻两块汽封处的接缝间隙预留将会很大，因此在此处形成的泄漏量未必能补偿汽封间隙调整后所获的收益。优点：解决过临界震动大对汽封间隙造成永久增大的问题，能适应机组负荷的变化自动调整密封间隙。缺点：对水质要求较高，但长期运行可能造成弹簧结垢，疲劳失效而无法长期保持灵敏的自调整效果，后期使用效果会降低。建议改造位置：基于布莱登汽封对级前后压差的要求，一般只能改造在高压缸隔板位置，用在此处其效果发挥作用最大。制造厂家：国内多家布莱登汽封代理商，目前这项专利人掌握在美方。徐州透平密封科技有限公司6 3，侧齿汽封；侧齿
15、汽封是在梳齿汽封的一个高齿上进行改造，在垂直汽封齿的方向上再添加1-2 道沿轴向方向的齿形，其原理是当气流遇到这种阶梯形齿的时候会形成涡流，起到阻尼作用。但此种汽封受制于轴向间隙，侧齿位置不能高于低齿高度，改造空间有限，改造后对高齿齿根的强度要求将会提高。优点：改造简单，无须其他条件要求，相对原来的梳齿汽封的密封效果有一定的改善。缺点：未脱离原梳齿汽封的结构形态，属于硬齿汽封，仍然无法解决磨损后间隙永久性增大的问题，侧齿阻尼的效果也会间隙的增大而大打折扣。建议改造位置：无特殊要求，如用在高压通流部分须慎重。制造厂家： 大连华鸿工业4，接触式汽封 ；接触式汽封是在汽封块中间嵌入一圈能跟轴直接接触
16、的密封片，并且能在弹簧片弹力作用下自动退让，以保证始终跟轴接触。此种汽封用在轴封最外侧效果最佳，可以有效的提高机组真空，获得收益。优点：可以与轴接触，属于柔性密封系列，能适应转子跳动，能长期保持间隙不变。缺点：长期与轴面接触 ，摩擦生热，对材料的强度、物理特性等有较高要求，且产生的热量如不能及时排走，可能导致过热变形等，用在高温段须慎重。建议改造位置：轴封最外侧（靠大气侧），此汽封用在此处既可以有效减少漏气，改善机组真空，并能顺着外界大气的漏入及时的带走热量。制造厂家：代表厂家哈尔滨通能电气股份有限公司（王长春接触式汽封）5，刷式汽封 ；刷式密封最早应用于航空发动机上，后有 GE公司运用在工业燃气式汽轮机上，应用效果显著。90 年代传入国内，开始在运用在蒸汽轮机上。在原有汽封基础上加装一圈刷式密封条，此刷封条代替原来的高齿，高度要比原高齿要高，因减小了汽封间隙，从而减少了漏气，其刷封部分的刷丝是顺着转子旋转方向排列一圈耐高温的钴基合金丝，可以耐1200 摄氏度以上的高温不变形，运行时，散开的刷丝束类似于防护林的风阻效果，起到密封效果，并且可以适应转子的瞬态跳动，恢复原有的汽封间
