旋转机械高性能密封技术研究与应用

论文摘要

密封是旋转机械的关键部件之一,生产一线中旋转机械故障最为显著的表现之一即为密封泄漏。引入先进密封技术控制旋转机械密封泄漏问题是工程实际的需要。课题通过分析旋转机械密封泄漏形成原因,探索适合于特定机组的密封泄漏控制技术和设计方案,并通过具有示范意义的工程案例验证设计方案的有效性和可靠性。课题主要围绕旋转机械高性能密封技术的结构设计和工程化应用展开,主要包括如下工作：①为解决介质为易燃易爆机组密封泄漏问题,研制了满足工程使用要求的防爆安全蜂窝密封。为进一步研究防爆安全蜂窝密封性能以推动工程化应用,设计、校核了密封性能测试综合实验台。②为解决回转式空气预热器漏风率居高不下的难题,基于有限元方法和疲劳设计理论,优化设计了满足空气预热器密封要求的刷式密封结构。成功应用刷式密封技术降低了空气预热器漏风率,达到了企业合格标准。③针对碳环密封结构自身缺陷导致长周期运行后失效问题,优化设计了碳环密封结构,实现密封结构的自适应调节。针对大型电机轴承油封内漏和外漏问题,分别设计了基于碳环密封技术的油封改造方案,成功解决了大型电机轴承油封泄漏问题。④针对烟气轮机轴承箱密封泄漏问题,提出基于钢制蜂窝密封技术的烟气、蒸汽密封改造方案并成功进行了工程应用。针对小型蒸汽轮机轴端密封泄漏问题,克服了钢制蜂窝密封在小轴径、高转数机组中应用的难题,并成功实现了工程应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源、研究背景和意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 研究目的和意义
• 1.2 旋转机械密封技术在相关领域的研究和应用现状
• 1.2.1 蜂窝密封技术研究和应用概述
• 1.2.2 回转式空气预热器密封技术研究和应用概述
• 1.2.3 碳环密封技术研究和应用概述
• 1.3 课题研究的主要工作
• 1.3.1 当前旋转机械密封技术在相关领域研究和应用的局限性
• 1.3.2 本文主要研究工作
• 第二章 防爆安全蜂窝密封研制及实验台设计
• 2.1 引言
• 2.2 防爆安全蜂窝密封的应用领域及材料选择
• 2.3 防爆安全蜂窝密封工程样件研制简述
• 2.3.1 存在的问题及分析
• 2.3.2 防爆安全蜂窝密封工程样件
• 2.4 密封性能测试实验台方案设计
• 2.4.1 实验台设计思想及设计要求
• 2.4.2 实验台方案设计
• 2.4.3 实验台强度校核计算
• 2.5 本章小结
• 第三章 刷式密封技术在回转式空气预热器上的研究与应用
• 3.1 引言
• 3.2 问题及分析
• 3.2.1 橡胶密封片方案设想
• 3.2.2 刷式密封方案设想
• 3.3 刷式密封疲劳分析
• 3.3.1 刷式密封结构设计
• 3.3.2 基于ANSYS的刷式密封疲劳寿命分析
• 3.4 刷式密封结构参数对疲劳寿命的影响
• 3.4.1 刷式密封长度对疲劳寿命的影响
• 3.4.2 刷式密封安装倾角对疲劳寿命的影响
• 3.4.3 刷式密封直径对疲劳寿命的影响
• 3.4.4 刷式密封结构参数优化
• 3.5 刷式密封技术在回转式空气预热器上的工程应用
• 3.5.1 存在的问题及分析
• 3.5.2 刷式密封技术在回转式气预热器上的工程应用
• 3.6 本章小结
• 第四章 碳环密封技术在大型电机轴承油封上的研究与应用
• 4.1 引言
• 4.2 碳环密封结构优化设计
• 4.2.1 问题及分析
• 4.2.2 结构优化设计
• 4.3 碳环密封技术在大型电机轴承油封上的应用
• 4.3.1 大型电机轴承油封泄漏概述
• 4.3.2 内漏问题解决方案
• 4.3.3 外漏问题解决方案
• 4.4 本章小结
• 第五章 钢制蜂窝密封的研究与应用
• 5.1 引言
• 5.2 钢制蜂窝密封在烟气轮机中的应用研究
• 5.2.1 问题及分析
• 5.2.2 烟机蜂窝密封改造
• 5.2.3 改造效果
• 5.3 钢制蜂窝密封在小型蒸汽轮机中的应用研究
• 5.3.1 问题及分析
• 5.3.2 小型汽轮机的蜂窝密封改造
• 5.3.3 改造效果
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 附件