张雨霏,何立东,王胜利,亢嘉妮,朱 港

(北京化工大学 化工安全教育部工程研究中心, 北京 100029)

0 引 言

汽轮机的稳定运行是企业生产稳定性和安全性的重要保障。汽封是汽轮机防止蒸汽外泄的装置,汽封的密封性能降低会导致汽轮机高压蒸汽泄漏量增大,从而给汽轮机工作的稳定性和安全性构成威胁。

目前,汽轮机汽封多采用梳齿密封,梳齿密封优势在于其加工工艺简单、成本低廉[1]。但是采用梳齿密封的汽轮机汽封容易出现以下问题:(1)汽轮机在使用过程中容易发生转子形变,为了避免损坏转子,密封间隙不能设计得过小,但这会导致汽封的密封性能降低;(2)梳齿密封在较高转速下可能产生流体激振,影响汽轮机工作稳定性[2]。

与梳齿密封相比,蜂窝密封不仅具有良好的密封特性,更具有优良的转子动力特性[3-7]。其主要原因在于,蜂窝密封的蜂窝芯格拥有独立的六边形腔体,从而能够产生强大的涡旋和阻耗效应[8,9]。另一方面,蜂窝密封所采用的芯格材质为可磨损镍基耐高温合金,其质地较铁素体柔软,在转子与蜂窝芯格发生碰磨时,不会伤及转子[10]。因此,在设计蜂窝密封结构时,蜂窝芯格与转子间的间隙可以设计得更小,更有利于提高密封效果。因此,将蜂窝密封应用于汽轮机汽封,有助于提高汽轮机机组的运行效率、稳定性和安全性。

目前,国内外学者针对蜂窝密封的密封特性和内部流动特性开展了大量研究。CHILDS D等人[11]对7种不同的蜂窝密封进行了实验研究,发现蜂窝密封的结构对其密封特性有重要影响。……