《第二章多级汽轮机》.ppt

位置：主轴穿出汽缸处的汽封 作用：减少蒸汽自缸内向缸外漏或防止空气漏入汽缸 ？ 高压内轴封 高压外轴封 1 2 3 外界大气 汽缸内部 微负压 正压 ？ 轴封冷却器 去低加 凝结水泵来 轴封段 蜂窝式轴封 齿形轴封 高压转子轴封段 （a）先扩压后转向 （b）先转向后扩压 * §2.4 轴封及其系统 为什么设置汽封？ 汽轮机是高速旋转的机械。在汽缸、隔板等静子部分与主轴、叶 轮（包括动叶）等转子部分之间，必须有一定的轴向和径向间隙 ，以免机组在工作时动静部件之间发生摩擦。既然有间隙存在， 间隙前后又存在压差，就可能漏汽（气），为了减少蒸汽的泄漏 和防止空气漏入，需要有汽封装置。 汽封按用途分类： 隔板汽封 叶根及叶顶汽封 轴端汽封 (轴封) 隔板内圆处的汽封，用来阻碍蒸汽绕过喷嘴而引起能 量损失并使叶轮上的轴向推力增大。 动叶栅顶部和根部处的汽封，通称通流部分汽封， 用来阻碍蒸汽从动叶栅两端逸散致使做功能力降低。 转子穿过汽缸两端处的汽封，高压轴封防止蒸汽漏出汽缸，造成 工质损失，恶化运行环境，并且加热轴颈或冲进轴承使润滑油质 劣化；低压轴封用来防止空气漏入汽缸，破坏凝汽器正常工作。 §2.4 轴封及其系统 主要形式：齿形轴封、蜂窝式轴封等。 一、 齿形轴封 齿形轴封分为高低齿轴封(曲径轴封)和平齿轴封(光轴轴封)两种。在汽轮机的高压段采用曲径轴封，在低压段采用光轴轴封。 工作原理： 当漏汽漏过汽封时，每通过一个汽封片所形成 的孔口，就产生一次节流作用，即蒸汽的压力 就降低一次，每一汽室中的压力都低于前一汽 室中的压力，每一汽封片前后压差之和就等于 汽封前后的总压差P0－Pg。由于孔口的漏汽面 积是Ap＝πdpδ定值（dp是汽封片处轴的直径 ，δ是汽封间隙），因此在给定的总压差下， 如果汽封片数越多，则每一汽封片两侧的压力 差就越小，漏汽量也就越少。 蒸汽在汽封中的流动当作绝热等焓过程。蒸汽在流经汽封片时节流加速,然后在腔室中产生涡流，将汽流动能转变为热能。随压力降低,蒸汽比容增大,故对相同 结构的汽封,汽流速度和焓降 是逐级增大。又因蒸汽在汽封 中膨胀时逐级焓值变小、音速 降低、流速增加,汽封孔口 只能看作无斜切部分的渐缩喷 嘴，因此在汽封中只可能出 现临界流动,且只能在最后 一个汽封片处出现。 §2.4 轴封及其系统 蒸汽在汽封中的流动过程： 芬诺曲线(等流量线) 等焓线 漏汽量计算分亚临界和超临界两种工况 亚临界工况的漏汽量采用不可压缩流动方程，汽流通过某一片孔口的流速为 对应的流量为 由于等焓线上压力与密度之商为常数，从而求得腔室压力与前后压差的关系 §2.4 轴封及其系统 漏汽量计算 ： 亚临界： 最后一片孔口处流速未达临界速度 §2.4 轴封及其系统 孔口前压力 越低，压差 越大，孔口中的比焓降 越大。 Z片轴封相加 改写为积分式： 亚临界时通过汽封的蒸汽量 临界 临界工况时，将最后一个孔口当作喷嘴。由临界流量计算公式得通过最后一个孔口的漏汽量为 因最后一片轴封孔口前均为亚临界，由前面亚临界漏汽量计算公式求得末道轴封孔口前压力 §2.4 轴封及其系统 判定是否临界的准则 因而，最后一片中流速达临界时漏汽量 3 轴封孔口流量系数 §2.4 轴封及其系统 蒸汽通过轴封孔口的流速是用渐缩喷嘴的流速公式计算的，其与实际有一定的差异，由实验求取流量系数 ，其与轴封齿的形状及几何参数有关，右图可查得： 讨论 4光轴轴封漏汽量修正系数 与曲径轴封的区别是蒸汽进入下一空口前还有一定的初速，故漏汽量增大，其计算结果只需在曲径轴封的计算结果上乘一修正系数 ， 可由光轴轴封尺寸 和轴封片数z查得，图： §2.4 轴封及其系统 (1)齿进汽侧不应作成圆弧状或斜面状，应保持齿的尖锐边缘 (2)齿的尖锐边缘在运行中会因为摩擦而钝化，流量系数会增大 5基本计算公式分析与统一 ②计算时必须先判别在轴封段的最末一片 中是否达到临界速度。 公式缺陷： ①临界点计算结果不一致； 若算平齿式光轴轴封的轴封漏汽量，则需再乘上修正系数 §2.4 轴封及其系统 计算漏汽量前，不必事先判断轴封最后一片孔口处是否达到临界速度，只需根据Z与 查得 应用上式计算。 6计算曲径轴封的漏汽量单一表达式 轴封漏汽量比： 二、 轴封系统 §2.4 轴封及其系统 作用：在任何运行工况下保证蒸汽不外泄、空气不内漏，同时回收 泄漏蒸汽的热能（轴封加热器）和组织汽流冷却转子的轴端。 端轴封和与它相连的管道和附属设备 组成：轴封系统由轴封、供汽母管及均压箱、轴封调节器、轴封加 热器和轴封抽汽器等组成。轴封系统的型式有外供汽式和自密封式 两种，不同制造厂采用不同的轴