一种高炉煤气TRT透平机组的轴端反向气封装置的制作方法

一种高炉煤气trt透平机组的轴端反向气封装置
技术领域
1.本发明涉及一种高炉煤气trt透平机组的轴端反向气封装置。


背景技术：

2.高炉trt透平机组，转子和机壳时动静部位存在间隙，造成高压煤气通过轴端间隙泄漏外溢，引发安全隐患，造成能源浪费。为了防止轴端煤气泄漏，在轴端均设置有多级气封和碳环密封，通过气封降压和碳环封堵，降低煤气的外泄；但在实际应用中，由于运转磨损，安装误差等原因，轴端煤气泄漏始终无法完全杜绝，有时还出现较严重的煤气外溢泄漏情况，严重影响设备和人员的安全。
3.针对轴端气封密封形式和效果应用，查找相关类专利、文献检索，并对比分析：西安热工研究院有限公司申请专利“一种电磁约束式二氧化碳透平的轴端密封装置及方法”，利用电磁约束式二氧化碳透平的轴端密封装置及方法，通过在密封极间产生强电场离子体流，密封腔室内部形成聚型磁场，实现密封效果。此种密封形式适用于惰性气体的密封；而对于煤气等易燃易爆气体密封，还未检索到有相关专利；也说明非结构性柔性密封形式在轴端密封中应用是有实际效果的。但利用轴流风机反向密封形式还未有专利技术应用。
4.检索相关论文，西安理工大学的李梦晨撰写的论文“流体动压指尖密封等效动力学分析方法的研究”，其中推论对于非接触式密封，其适合于转速、工作寿命要求较高的密封场合，但经过多年的发展，由于其密封结构及工况条件的复杂性，研究依然十分欠缺，尤其是国内这样的研究还属于空白。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高炉煤气trt透平机组的轴端反向气封装置，可以有效起到阻止气流外溢的作用，达到密封目的。
6.本发明采用的技术方案是，一种高炉煤气trt透平机组的轴端反向气封装置，包括在机壳内安装着的转子主轴以及静叶片，静叶片两侧分别构成进煤气通道和出煤气通道，在转子主轴两端的轴端气封处的部位上，分别套装设置着小型轴流风机，轴流风机通过轴套固定在所述的转子主轴上，轴流风机和主轴同心，当转子旋转后，带动轴流风机转动，轴流风机产生与轴封排出相反的气流，利用反向气流产生的压力阻止气缸内煤气通过轴端气隙向外泄漏煤气，在所述轴流风机外侧的机壳两侧壁之间沟通设置着一根平衡管，平衡管上设置着煤气平衡阀，平衡管上部与所述机壳的中部内连通，通过平衡管引入煤气，引入的煤气通过平衡阀控制平衡管压力，平衡管压力控制在大气压或微正压状态。
7.改造原有的trt机组轴端汽封装置，改变转子汽封处结构形式，拆除原有的部分梳齿式气封，在拆除的部位沿转子轴向加装叶片，一整圈环形叶片组成一套轴流风机，风机通过轴套固定在原转子上，当转子旋转时带动轴流风机旋转，轴流风机的叶片产生的气流和气缸外泄的气流方向相反，反向气流推动外泄气流，阻止气流外溢，达到密封目的。
8.为了保证反向秘密风机有连续通流量，同时也阻止外部空气吸入，在反向风机的外侧通过煤气平衡管引入煤气，引入的煤气通过调节阀控制平衡管压力，平衡管压力控制在大气压或微正压状态。
9.工作原理：1、利用反向压差法，阻止煤气外溢。风机叶轮在工作中旋转，带动轴端密封轴流风机旋转，密封轴流风机在转动过程中产生的气压，反向推动通过轴间隙外漏的煤气，阻止工作煤气通过轴端间隙向外泄漏。实际应用中根据泄漏煤气压力大小，可通过安装适宜角度的风机叶片及级数来满足不同压力的需求，有效阻止高压气体外泄。
10.2、反向风机阻止煤气外泄的同时，也会将外部空气吸入，为了阻止外部空气吸入，维持密封轴流风机通流的气流和控制轴流风机入口压力，在轴端反向轴流风机的入口，引入低压煤气，引入的煤气从透平机的排出侧（低压侧），通过平衡管引出；引入密封风机的低压煤气再通过调节阀控制反向轴流风机的入口压力，保证轴流风机入口风压稳定；运行中轴流风机入口风压控制为-100至-1000pa的负压，这样保证在微负压状态下，轴流风机低压侧煤气不泄漏，外界空气不大量进入密封系统。调节阀控制吸入室压力，进而可调控煤气泄漏效果，在不同工况下或设备间隙磨损后，具备可调节性。同时可确保轴流风机能够满足最小流量要求，同时防止反向轴流风机叶片发生喘振。
11.为维持在微负压状态下，外界空气不进入轴封系统，在轴端的最外部，依然保留原有的氮气密封，氮气压力阻止平衡管煤气外泄，同时阻止外部空气不内溢。
附图说明
12.图1为本发明的主视结构示意图。
13.实施方式一种高炉煤气trt透平机组的轴端反向气封装置，如图1所示，包括在机壳3内安装着的转子主轴8以及静叶片10，转子主轴8上设置着动叶片9。静叶片10两侧分别构成进煤气通道和出煤气通道。转子主轴8两侧部分别设置着主轴气封7，主轴气封7外周缘处的机壳3内分别设置着连接有氮气管6的反向密封盖4，在转子主轴8两端的轴端气封处的部位上，分别套装设置着小型轴流风机5，轴流风机5通过轴套固定在所述的转子主轴8上，轴流风机5和转子主轴8同心，当转子主轴8旋转后，带动轴流风机5转动，轴流风机5位于所述的反向密封盖4的中心孔内，轴流风机5产生与轴封排出相反的气流，利用反向气流产生的压力阻止气缸内煤气通过轴端气隙向外泄漏煤气，在所述轴流风机5外侧、机壳3两侧壁之间的反向密封盖4之间沟通设置着一根平衡管1，平衡管1位于机壳3外部，平衡管1上设置着煤气平衡阀2，平衡管1上部与所述机壳3的中部内连通，通过平衡管1引入煤气，引入的煤气通过平衡阀2控制平衡管压力，平衡管1压力控制在大气压或微正压状态。


技术特征：
1.一种高炉煤气trt透平机组的轴端反向气封装置，包括在机壳内安装着的转子主轴以及静叶片，其特征是：静叶片两侧分别构成进煤气通道和出煤气通道，在转子主轴两端的轴端气封处的部位上，分别套装设置着小型轴流风机，轴流风机通过轴套固定在所述的转子主轴上，轴流风机和主轴同心，当转子旋转后，带动轴流风机转动，轴流风机产生与轴封排出相反的气流，利用反向气流产生的压力阻止气缸内煤气通过轴端气隙向外泄漏煤气，在所述轴流风机外侧的机壳两侧壁之间沟通设置着一根平衡管，平衡管上设置着煤气平衡阀，平衡管上部与所述机壳的中部内连通，通过平衡管引入煤气，引入的煤气通过平衡阀控制平衡管压力，平衡管压力控制在大气压或微正压状态。

技术总结
本发明公开了一种高炉煤气TRT透平机组的轴端反向气封装置，包括在机壳内安装着的转子主轴以及静叶片，静叶片两侧分别构成进煤气通道和出煤气通道，在转子主轴两端的轴端气封处的部位上，分别套装设置着小型轴流风机，轴流风机通过轴套固定在所述的转子主轴上，轴流风机和主轴同心，当转子旋转后，带动轴流风机转动，轴流风机产生与轴封排出相反的气流，利用反向气流产生的压力阻止气缸内煤气通过轴端气隙向外泄漏煤气，在所述轴流风机外侧的机壳两侧壁之间沟通设置着一根平衡管，平衡管上设置着煤气平衡阀，平衡管上部与所述机壳的中部内连通。内连通。


技术研发人员：吴新平 王成 木塔力甫
受保护的技术使用者：新疆八一钢铁股份有限公司
技术研发日：2023.08.04
技术公布日：2023/10/20