煙氣輪機軸端密封蜂窩帶脫落失效分析

喬金銘，李雙虎，曾瑜

（中國石油渤海石油裝備蘭州石油化工裝備公司， 甘肅 蘭州 730060）

煙氣輪機是廣泛應(yīng)用于煉油化工裝置中的能量回收設(shè)備。煙氣輪機的動靜部件之間離不開密封裝置。軸系密封的形式多種多樣，目前密封效果最好的仍然是蜂窩密封。蜂窩密封的材質(zhì)為可磨損鎳基材料，主要作用是阻止煙氣輪機的高溫煙氣和蒸汽進入煙氣輪機膨脹輸出軸功的泄漏，軸系密封將動靜部件間隙設(shè)計到最小值，不僅可以提高煙氣輪機的工作效率和節(jié)約能源，還可提高轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實現(xiàn)設(shè)備安全穩(wěn)定地運行。蜂窩密封是一項關(guān)鍵技術(shù)，因此，對蜂窩密封的工作機制及性能研究尤為重要。

1 蜂窩密封的結(jié)構(gòu)和原理

1.1 結(jié)構(gòu)

蜂窩密封材質(zhì)選用進口的Hastelly-X高溫合金箔片，制成正六邊形的蜂窩狀，對應(yīng)國內(nèi)牌號為GH3536，釬料材質(zhì)選用進口的BNi71CrSi，壁厚為0.05～0.10mm，晶格寬度有1.6、2.4、3.2mm等尺寸，可依據(jù)介質(zhì)工況選擇。蜂窩密封能夠在最小的材料質(zhì)量下保證密封具有最大的強度，允許在高壓降下應(yīng)用且不增加密封的尺寸，具有更好的轉(zhuǎn)子動力學特性。蜂窩密封具有耐磨損、不傷軸、壽命長、泄漏量少、密封效果好等優(yōu)點。

圖1 蜂窩密封

1.2 原理

密封原理是軸系高速運轉(zhuǎn)時，氣流成螺旋方式向前流動，蜂窩狀結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生很強的渦流和屏障，在煙氣介質(zhì)高溫氣流流經(jīng)蜂窩帶時，會被蜂窩帶上無數(shù)個六邊形網(wǎng)格所分解，分解的氣流在網(wǎng)格微小空間形成無數(shù)小氣旋，產(chǎn)生很大阻尼，可以高效地阻止沿軸向流動的工質(zhì)泄漏而達到密封效果。……