一种汽轮机气密油挡的制作方法

1.本实用新型涉及汽轮机轴承箱密封装置，尤其涉及一种汽轮机气密油挡。


背景技术：

2.汽轮机的轴承箱设有气密油挡，防止汽轮机轴承的润滑油外泄，并防止外部的灰尘和水汽进入轴承箱。高温蒸汽加热式气密油挡避免了轴封漏汽导致的油中进水对轴瓦和润滑油系统产生的危害，可减少甚至停用油净化装置，减少了机组润滑油系统的维护量，降低了系统的维护费用及检修人员的工作量。对轴承箱进行改造后能有效避免油挡积碳造成的汽轮机轴系油碳化摩擦振动及对主轴产生的不利影响，油挡间隙调整合格后可消除油挡漏油可能导致油着火事故，使机组运行安全性、可靠性大大提高。但根据工程实践，每个汽轮机机组都有或多或少的轴振动，在这种情况下普通油挡在长时间的使用后，由于油挡油挡齿在不断的磨损下，间隙会越来越大，超出一定范围也就造成了漏油或者其它缺陷。另外气密油挡使用的压缩空气的净化效果和稳定性也是气密油挡保持良好工作状态的重要因素。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提出一种汽轮机气密油挡，提高气密油挡的使用寿命和气密效果。
4.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种汽轮机气密油挡，其特征在于，包括固定环，在所述固定环上设有第一外挡环、第二外挡环和内档环，所述第一外挡环设置在所述第二外挡环和内档环之间，所述第一外挡环设有浮动内环，所述第二外挡环设置在所述第一外挡环的外侧，所述第二外挡环设有第一油挡齿，所述内档环设置在所述固定环的内侧，所述内档环设有第二油挡齿，所述第二外挡环设有压缩空气接口和压缩空气出口，所述压缩空气出口设置在所述第一油挡齿与所述浮动内环之间。
5.更进一步，为了使溢流的润滑油回流到轴承箱，，所述内档环与所述第一外档环之间设有回油间隙，所述内档环设有回油孔，所述回油间隙连通所述回油孔。
6.更进一步，避免损伤汽轮机转子轴径并获得良好的密封效果，所述浮动内环是聚四氟乙烯材质的浮动内环。
7.更进一步，为了净化气密油挡并防止润滑油泄漏，所述第二外挡环设有压缩空气腔，所述压缩空气接口和压缩空气出口连通所述压缩空气腔。
8.更进一步，为了保护气密油挡并阻止水蒸气的进入，所述汽轮机气密油挡设有挡气板，所述挡气板设置在所述第二外挡环的外侧，所述压缩空气接口穿过所述挡气板连接所述第二外挡环。
9.更进一步，为了提高压缩空气的温度和净化压缩空气，所述压缩空气接口连接气源过滤加热装置，所述气源过滤加热装置包括过滤器热交换器和温控阀，所述气源过滤加热装置设有压缩空气输入口、气源输出口和高温蒸汽输入口，所述过滤器连接所述压缩空
气输入口和热交换器，所述温控阀连接高温蒸汽输入口和热交换器，所述热交换器连接所述气源输出口，所述气源输出口连接所述压缩空气接口。
10.更进一步，为了稳定、可靠地提供压缩空气，所述气源过滤装置包括主过滤器和备用过滤器。
11.本实用新型的有益效果是：采用浮动内环及两侧设置油挡齿的组合结构，可显著提高气密效果和使用寿命。采用双路的气源过滤装置，及加热和温控装置，提高稳定的净化气源，可保证系统工作的稳定性。
12.下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。
附图说明
13.图1 是本实用新型结构示图；
14.图2 是本实用新型气源过滤加热装置系统图；
15.图3 是本实用新型整体结构示图。
具体实施方式
16.如图1至图3，一种汽轮机气密油挡，包括固定环10，在所述固定环上设有第一外挡环20、第二外挡环30和内档环50，所述第一外挡环设置在所述第二外挡环和内档环之间，所述第一外挡环设有浮动内环21，所述第二外挡环设置在所述第一外挡环的外侧，所述第二外挡环设有第一油挡齿31，所述内档环设置在所述固定环的内侧，所述内档环设有第二油挡齿51，所述第二外挡环设有压缩空气接口32和压缩空气出口33，所述压缩空气出口33设置在所述第一油挡齿31与所述浮动内环21之间。
17.所述内档环与所述第一外档环之间设有回油间隙52，所述内档环设有回油孔53，所述回油间隙连通所述回油孔。
18.所述浮动内环是聚四氟乙烯材质的浮动内环。
19.所述第二外挡环设有压缩空气腔34，所述压缩空气接口32和压缩空气出口33连通所述压缩空气腔34。
20.所述汽轮机气密油挡设有挡气板40，所述挡气板设置在所述第二外挡环的外侧，所述压缩空气接口穿过所述挡气板连接所述第二外挡环。
21.所述压缩空气接口32连接气源过滤加热装置，所述气源过滤加热装置包括过滤器（61，62）热交换器63和温控阀64，所述气源过滤加热装置设有压缩空气输入口65、气源输出口66和高温蒸汽输入口67，所述过滤器连接所述压缩空气输入口65和热交换器63，所述温控阀连接高温蒸汽输入口和热交换器，所述热交换器连接所述气源输出口66，所述气源输出口66连接所述压缩空气接口32。
22.所述气源过滤装置包括主过滤器61和备用过滤器62。
23.实施例一：
24.如图1至图3，一种汽轮机气密油挡，包括固定环10、第一外挡环20、第二外挡环30和内档环50。
25.第一外挡环20设置在所述固定环上，第一外挡环设有浮动内环21，浮动内环21的材质是聚四氟乙烯，浮动内环采用四至六片环片拼接环绕汽轮机转子轴径70，浮动内环安
装在第一外挡环20的槽孔中，通过弹簧22顶压浮动内环，浮动内环21相对于汽轮机转子轴径70保持浮动状态，使浮动内环与汽轮机转子轴径70零间隙配合。
26.第二外挡环30设置在第一外挡环20的外侧，即面向轴承箱的外侧（本实施例将承箱的外侧方向称为“外侧”，轴承箱的内侧方向称为“内侧”），第二外挡环设有第一油挡齿31，第一油挡齿31是铜齿，第一油挡齿的齿尖朝向外侧。第二外挡环设有压缩空气接口32、压缩空气出口33和压缩空气腔34，压缩空气接口32和压缩空气出口33连通压缩空气腔34。压缩空气出口设置在第一油挡齿31与浮动内环21之间。
27.固定环10的内侧设有内档环50，内档环设有第二油挡齿51，第二油挡齿也是铜齿，第二油挡齿51的齿尖朝向内侧。
28.本实施例的汽轮机气密油挡构成一个浮动内环设置在所述第二外挡环和内档环之间的油挡结构。
29.内档环50与第一外档环20之间设有回油间隙52，内档环设有回油孔53，回油间隙连通所述回油孔，回油孔连通轴承箱的内侧。
30.汽轮机气密油挡设有挡气板40，所述挡气板设置在所述第二外挡环的外侧，压缩空气接口32穿过挡气板连接第二外挡环。
31.压缩空气接口32连接气源过滤加热装置，气源过滤加热装置包括主过滤器61、备用过滤器62、热交换器63和温控阀64，气源过滤加热装置还设有压缩空气输入口65、气源输出口66和高温蒸汽输入口67。主过滤器61、备用过滤器62是并行设置的两个过滤器，主过滤器61和备用过滤器62的输入端连接压缩空气输入口65，主过滤器61和备用过滤器62的输出端连接热交换器63，温控阀64是自力式温控阀，温控阀64的输入端连接高温蒸汽输入口67，温控阀64的输出端连接热交换器63，温控阀64的控制管路连接接气源输出口66。压缩空气进入热交换器63与高温蒸汽进行热交换，使压缩空气温度升高，热交换器连接气源输出口66，气源输出口66连接压缩空气接口32，为气密油挡提供经过净化的高温压缩空气。
32.如图3所示，本实施例的汽轮机气密油挡安装在汽轮机轴承箱上，环绕汽轮机转子轴径70，压缩空气接口32通过金属软管71连接调压阀72，调压阀通过管道73连接气源过滤加热装置的气源输出口66。调压阀还连接压力表74。
33.本实施例中，安装后油挡与汽轮机转子轴径的径向总间隙小于0.5mm，第一油挡齿和第二油挡齿与汽轮机转子轴径的间隙为可调式，椭圆度小于0.05mm，每道挡油齿直径公差在0.05mm以内。第一油挡齿和第二油挡齿厚度为2mm，齿尖厚度0.15mm。浮动内环厚度为6mm左右（具体厚度可根据现场实际情况稍微变化），高温压缩空气的压力一般调整为0.2 mpa～0.3mpa，如果油挡使用时间过长导致铜齿磨损造成漏油时，可根据实际情况适当的调整加大气压来保证油挡的作用。高温压缩空气的最大用气量0.2 m
³
/min～0.3m
³
/min，最大供气量可达7.2m
³
/min。
34.在工作中，经过净化的的高温压缩空气80从压缩空气接口32进入第二外挡环30，经过压缩空气腔34分流到压缩空气出口33，由压缩空气出口33进入第一油挡齿31与汽轮机转子轴径70之间，再通过第一油挡齿31与汽轮机转子轴径70之间的间隙向轴承箱外侧流出，从而阻挡了外部的水蒸气81及灰尘进入轴承箱，也阻止了轴承箱内的透平油82（润滑油）溢出轴承箱，少量溢流到回油间隙52内的透平油会从回油孔53回流到轴承箱的内。
35.本实用新型的气密油挡引入的空气通过过滤装置可将0.01以上的杂质滤除, 保
证空气的清洁。气密油挡通过引入一路洁净的恒温微高压空气，在油挡的齿片间形成一圈压力腔，即阻止了油气的外泄，又阻止了外部空气进入轴承箱内，防止油中进水。当密封齿间隙遇异振变大后，可在线调整进气压力，仍能保证密封。引入的微高压空气温度为40℃～60℃，与润滑油温度基本相同，降低了润滑油的氧化、分解、缩合及降解变质，防止蓝烟的产生。引入的微高压空气阻止了外部灰尘及杂物的进入，防止积碳的产生。
36.本实用新型在结构上将原有的一体式改为分体式，把油挡分为固定环、第一外挡环、第二外挡环和内档环四部分。固定挡与通常的气密油挡安装方式一样，第一外挡环和第二外挡环安装在固定环上，不改变安装结构，方便安装调试。油挡齿的作用为防止外空间的杂质进入轴承箱内，阻止轴承箱内的润滑油流到箱体外。根据油挡齿的作用，我们把第一油挡齿的齿尖朝向油挡外侧，这样更能有利于压缩空气的流通，也更好把外面的杂质跟高温空气阻挡在油挡齿的外部。
37.本实用新型的一个重要特征是：第一外挡环为浮动内环结构。根据多年来的工程实践，每个透平机机组都有或多或少的轴振动，在这种情况下普通油挡在长时间的使用后，由于油挡铜齿在不断的磨损下，间隙会越来越大，超出一定范围也就造成了漏油及其他缺陷。因为浮动内环有良好的追随性，自动跟踪、自动无间隙密封，能够自润滑、耐磨，且不损伤轴表面等特性，浮动内环即使在有磨损的情况下，也能保证齿跟轴之间保持零间隙。但气密油挡又不能全部用浮动内环组成，因为用铜油挡齿在一定情况下可以更换旧油挡齿来提高油挡作用，而浮动内环的造价较高，大大的增加了投入成本，造成投入与获利不成比例。而且因为浮动内环与轴基本为零间隙，全部改为浮动式就不能使用气密系统，这样的油挡效果也没有气密油挡的效果好，得不偿失。第一外挡环即是阻挡轴承箱内润滑油外漏的重要结构，又是外气体跟杂质进入轴承箱的最后一道防线，所以把最主要的第一外挡环改造成浮动内环，这样在不改变高温蒸汽式气密油挡的主要功能的前提下，又大大增加了油挡的使用寿命，也提高了油挡的功效。