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摘要：介绍了布莱登汽封，接触式汽封、蜂窝式汽封结构及工作原理。论述了包头第一热电厂#1机组汽封改造中所应用的技术，提出300MW机组汽封改造中布莱登汽封应用在高中压缸，接触式汽封、蜂窝式汽封应用在低压缸轴封的理念，并给出机组汽封改造后的经济效益。
关键词：布莱登汽封；接触式汽封；蜂窝式汽封；改造
Abstract: this paper introduced Bryden steam seal, contact vapor seal, structure and working principle of cellular steam seals. Discusses the technology used in the Baotou No.1 Power Plant Unit # 1 Steam Seal, proposed the using of 300MW unit Steam Seal Brandon steam seal application in the high pressure cylinder, using of contact steam seals, cellular steam seals in low-pressure cylinder axis, and given the economic benefits of the unit steam seal.Key words: Brandon vapor seal; contact steam seals; cellular steam seals; transformation
中图分类号：TM62 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
1概述
包头第一热电厂#1机组为东方汽轮机厂生产的C300/227.6—16.7/0.35/537/537型，超高压、中间再热、三缸三排汽供热式汽轮机。自2007年投产以来存在着轴封漏汽大，级效率低，缸效低，真空严密性低等问题。由于高、中压缸轴封蒸汽外溢严重，而轴封蒸汽外溢很大程度是由于汽封间隙过大，致使轴封漏汽量增加，大量蒸汽进入轴承箱。致使润滑油中含有大量的水分，严重威胁着机组运行安全。
2现状及改造方案
由于汽封是汽轮机的关键部件之一，其性能优劣对机组的经济性和可靠性有重要影响。在汽轮机的级内损失中，约25%来自漏汽损失，因此从保证机组经济性而言，要求漏汽量越小越好；从保证机组运行安全而言，要求在各种状态下，汽封不和转子发生摩擦。因此，可以得出漏汽是导致汽轮机级效率降低的主要原因，采用新型高效的密封系统成为我厂#1机组提高效率的重要措施。下图是通过试验研究所得的高压汽缸级效率损失分配图。
2.1高、中压缸汽封改造方案
通过上图分析，叶顶漏汽损失所占比例最大。决定将叶顶汽封间隙由原来的1.1～1.4mm降为0.8～1.0mm,将高中压缸所有隔板叶顶汽封齿进行更换。
为了提高机组的经济性、安全性，对一些改型的汽封进行调查分析，认为布莱登（可调式汽封）在高、中压缸隔板和轴封有很好的节能、安全、先进成熟的技术。因此决定高中压缸的叶顶、隔板及前后轴端汽封改造均由原来的梳齿型汽封改造为布莱登汽封。
2.1.1布莱登汽封技术原理
莱登汽封取消了传统汽封背部的板弹簧，取而代之的是在每圈汽封弧端面处，加装了四只螺旋弹簧。自由状态时，在弹簧应力作用下汽封弧块是处于張开状态而远离转子；机组启机时，随着蒸汽流量的增加，作用在每圈汽封汽封弧块背部的蒸汽压力逐渐增大，当这一压力足以克服弹簧应力、摩擦阻力等时，汽封弧块开始逐渐关闭，直至处于工作状态，并始终保持与转子的最小间隙值运行；停机时，随蒸汽流量的减小，在弹簧应力作用下，推动汽封弧块远离转子，使汽封与转子的径向间隙达到最大值。
汽封最大的磨损产生在机组启停机时，尤其在冷态启动过程中。布莱登汽封通过其结构的改进和机组在启停机过程中蒸汽流量的变化，自动调整汽封与转子的工作间隙，从而有效地避免了机组启停机过程中转子与汽封的摩擦。
2.1.2布莱登汽封工作原理
布莱登汽封自由状态时，在弹簧力的作用下汽封弧块处于张开状态而远离转子(见图1)。在每个汽封弧块的背后进汽侧中间位置铣出—个进汽槽，可以让上游来的蒸汽进入汽封弧块背面的腔室，对汽封弧块背面产生一个朝向转子的蒸汽作用力，在机组启机时，随着汽轮机蒸汽流量的增加，作用在每圈汽封弧块背部的蒸汽压力逐步增大(见图2)，当这一压力足以克服弹簧应力、摩擦阻力等时汽封弧块开始逐渐关闭，直至处于工作状态，并始终保持与转子的最小间隙值运行(见图3)；停机时，随蒸汽流量的减小，在弹簧应力的作用下，汽封弧块远离转子，使汽封与转子的径向间隙达到最大值。
2.1.3布莱登汽封的可靠性
布莱登汽封有别于任何结构形式的传统汽封，工作时可闭合或张开。人们所关心的是，汽封是否能够按其技术设计性能达到张开、关闭自如，冷态启动过程中差胀是否会增加。
关于汽封是否能够张开、闭合的问题。这一问题的提出是基于对传统汽封检修时卡死在槽道中的误解。事实上布莱登汽封在汽封结构设计上已作了相应的改进，尤其是汽封颈部增大了轴向配合间隙，以保证在汽封、汽封体或隔板体变形和有氧化皮时汽封能够自由开、合。
2.1.4传统汽封特点
传统汽封的设计(见图)是在汽封弧块背部安装有板弹簧，板弹簧使汽封弧块推向转子并保持一定的间隙，使汽封能够在与转子碰擦时产生退让，尽可能减轻汽封与转子的摩擦力，减少汽封的磨损程度而事实上，由于汽封板弹簧的失效、氧化皮的卡涩、汽封、汽封体、隔板体的变形等因素，汽封往往是卡死在凹槽内根本无法退让，只能刚性地与转子摩擦。传统汽封的车制汽封齿厚达0.6～1.0mm，若与转子发生摩擦会产生较多的热量，对转子安全不利。传统汽封安装时，径向间隙调整太小，会造成动、静部分碰磨，甚至引发大轴弯曲事故，径向间隙调整太大，会造成汽轮机通流间隙的过大而汽轮机的效率低下。
传统汽封图
2.1.5布莱登汽封的改造范围
在1#机组大修中，对高压隔板2～9级的8圈、前轴封13圈、后轴封13圈改造为布莱登汽封；中压缸隔板10～16级的7圈、前轴封8圈、后轴封8圈改造为布莱登汽封。
2.1.6布莱登汽封改造技术要求
本次改造主要是围绕着汽封改造后“打得开”和“关得住”以及保证汽封间隙采取了各种措施。
2.1.6.1对汽封槽道和汽封弧块的处理
改造前，须先将汽封槽道和汽封弧块的毛刺、刀痕、氧化皮清理干净，砂平、打磨光滑，必要时涂红丹检查密封面的接触情况，使之接触良好，汽封弧块在T型槽内要活动自如，确保汽封弧块在运行中可靠地打开和关闭。
2.1.6.2对汽封洼窝的处理
汽封洼窝中心的好坏直接影响各级汽封圈中汽封弧块在开合过程中汽封间隙的均衡程度，影响汽封改造的效果，因此，在保证汽轮机转子对轮中心合格的情况下，调整汽封套、隔板的挂耳和定位键，保证左、右及下部洼窝差值小于0.05mm。在调整洼窝中心时应特别注意隔板和轴封套与汽缸留有足够的膨胀间隙。
2.1.6.3对汽封间隙的调整
汽封间隙的调整，仍用压胶布的方法进行测量调整。在汽封弧块的背部装上临时调整弹簧片，间隙调整合格后拆除该临时弹簧片。间隙的大小通过加减背弧后面的调整垫片来实现。同时，还需调整汽封弧块端面的膨胀间隙，间隙应达到0.30～1.0mm，且各弧块闭合时端面须接触良好。汽封退让间隙和颈部间隙是靠加工保证的，汽封的整圈退让间隙应达到2±0.20㎜。调整后的汽封径向间隙应达到0.35～0.40mm。
2.1.6.4汽封的装配
装配时，先将汽封弧块和汽封槽道清洗干净，拆除临时调整弹簧，安装专用弹簧，并记录弹簧原始长度，在汽封弧块和汽封槽道的接触面上涂专用干式润滑剂(二硫化钼粉末)，然后按编号将弹簧和汽封弧块装入汽封槽道中，并将倒了的汽封齿校正。
2.1.6.5机组运行时达到的标准
保证机组启动时，蒸汽流量为3%~30%时逐级关闭。保证停机时，蒸汽流量减少到2%时，汽封全部张开。
2.2低压缸轴封改造方案
由于我厂C300/227.6—16.7/0.35/537/537型#1机自投产以来，一直存在着轴封漏汽严重、真空严密性低的问题，严重影响着机组效率和运行安全。通过可行性研究和多次的技术分析讨论，我厂决定采用蜂窝式汽封和接触式汽封在低压缸轴封联合使用。
2.2.1蜂窝汽封的结构
蜂窝汽封是一种耐磨耗的先进密封结构由镍基耐高温合金蜂窝带和环体组成，在两个相邻高齿之间用真空釺焊技术焊接上规则排列的正六面体的蜂窝孔，组成蜂窝带。安装在静止部套（汽封体）上，与相应的转动部件一起构成蜂窝式密封结构。与传统的梳齿式汽封相比，蜂窝式汽封只是没有低齿部分。蜂窝厚度为0.05～0.1mm的不锈钢板加工而成的。
2.2.2蜂窝汽封的密封原理
经理论研究和试验证明，在相同的压力和相同的间隙下，蜂窝密封的泄露量比梳齿式密封的泄露量减少50%～70%。蜂窝式密封的机理与迷宫梳齿密封有本质区别。梳齿式汽封（通常的结构为迷宫式）是通过多级节流膨胀来消耗蒸汽的能量产生阻尼达到阻止蒸汽沿轴向泄漏的目的。蜂窝式密封能够密封的物理机理为漩涡耗散能量型。沿轴向进入密封腔室的蒸汽立即充满蜂窝孔，能量被蜂窝芯格吸收，但蜂窝孔又不能内存储，对漏进来的蒸汽会产生迎头阻碍的作用；在蜂窝孔端部与轴颈表面的缝隙间，由于轴高速旋转而产生一层汽膜，直接阻止气流的轴向流动。以上两种阻尼相叠加产生了较强的阻尼，使湍流阻尼作用更强，气流速度降低更大，使密封效果更好，故蜂窝式汽封具有很好的密封效果。
2.2.3蜂窝式汽封的优点
2.2.3.1当汽轮机胀差过大时，传统迷宫式汽封的低齿与对应的凸台要错开，或称汽封齿掉台儿，这使低齿的作用消弱或消失，而蜂窝式汽封则没有掉台儿的后顾之忧。
2.2.3.2汽封上的蜂窝带，不仅能耐高温，而且质地较软，与转子表面发生摩擦时，对转子无伤害。
2.2.3.4传统汽封的低齿以齿尖密封（实际是减少漏汽），蜂窝汽封以凸台密封，凸台宽对应第N个蜂窝时，就增加（N-1）低齿参与密封，漏汽量可以减少30%～50%，这是蜂窝式汽封的最大优点。
2.2.3.4径向汽封沿着圆周方向总是有差异，间隙小的弧段漏汽量小，蒸汽在叶片上产生的圆周力较大，反之，其圆周力力较小。这样，在叶轮上出现了一个不平衡的切向力。该切向力容易使转子产生气流激振。对蜂窝汽封而言，能有效减少漏汽量，就能消弱产生气流激振的干扰力。
2.2.4接触式汽封的特点
接触式汽封齿为宽度约8～10mm的非金属复合材料，耐磨性好，且有自润滑性能。接触式汽封是在原汽封圈中间加工出一个T型槽，接触式汽封装入该槽内。接触式汽封背面有自己压紧的弹簧，它使汽封齿始终与轴接触。接触式汽封具有自动跟踪转轴偏摆及晃动性能，径向后退量2.5mm，径向前进量0.5mm，具有很高的灵敏度。鉴于复合材料耐高温限度，它通常只能放在低压缸轴封位置，而且接触式汽封最易应用在光轴上。
2.2.5低压缸轴封改造方案的确立
根据以上两种汽封的各自的特点，将接触式汽封在低压轴封进回汽侧各安装一道（低压轴封前后各5道），即第一道和第三道为接触式汽封。其他三道改为蜂窝式汽封。
2.2.6低压缸轴封改造的技术要求
本次改造为保证轴封有良好的密封性能，减少漏汽量，保证低压缸真空严密性达到规定值，保证合理的汽封间隙，我们采取了许多相应的安全技术措施。
2.2.6.1在拆卸旧汽封时，保证汽封槽道完整，不受损伤。组装前，汽封槽道清理干净，应无毛刺和氧化皮。
2.2.6.2汽封的组装应在汽轮机转子对轮中心、轴封套、隔板套洼窝中心合格的情况下进行。
2.2.6.3轴封间隙的调整应根据制造厂的要求，蜂窝汽封与轴的径向间隙应达到0.60～0.65mm，接触汽封汽封体与轴的径向间隙同上。接触汽封汽封滑块与轴的径向间隙放大为0.10～0.15mm（制造厂要求-0.10～0mm）。蜂窝汽封与接触汽封汽封体间隙的测量调整采用压胶布法进行。滑块间隙的调整采用与轴对研来达到。
2.2.6.4汽封齿应无裂纹、卷曲现象，组装前接触面槽道应涂上铅粉或二硫化鉬，装复后的汽封块在槽道内应能弹力自如，不得有卡涩和松动现象。
2.2.6.5启动带负荷时，带负荷速度要慢，防止接触汽封与轴发生碰磨，影响机组安全运行。下图为改造后的低压轴封。
3改造效果
3.1高、中压缸改造后的效果
额定负荷试验热耗为8254.898kJ/kWh；高缸效率为84.5%，中缸效率为92.3%。试验热耗比设计热耗8300 kJ/kWh低45kJ/kWh，高缸的效率比设计82.6%高出1.9%，中缸比设计92.2%高0.1%。从热耗及缸效率看機组改造后的效果还是相当好的，汽封改造明显的提高机组的效率。
3.2低压缸改造后的效果
改造后的轴封供汽压力可维持在0.016MP的水平，用氦质谱仪检查低压前后轴封无泄漏现象，证明密封效果很好。#1机组的真空严密性达到33pa/min(修前值400～500pa/min)，低压缸效率提高了3～5个百分点。
3.3汽封改造所产生的经济效益
通过以上结论可以得出，汽封改造所产生的经济效益是相当可观的，高、中压缸的布莱登汽封改造使高压缸效率比设计值高出1.9个百分点，中压缸效率基本持平，低压缸效率提高了3～5个百分点。经过计算通过本次大修煤耗降低值为40g/kw.h（与修前比）,如果将50%归属于汽封改造，按年利用小时数5000小时计算， #1机组年发电量10亿度，节约标煤2万吨；按400元／吨计算，年直接经济效益达800万元，效益显著。
3.4汽封改造所产生的环境效益
按年节约标煤2万吨，每吨标煤燃烧产生11.52千克二氧化硫，2.2吨二氧化碳，通过本次改造将减少二氧化硫的排放量为230.2吨、减少二氧化碳的排放量为4.4万吨，同时还减少了一氧化碳等其他有害气体的排放，排灰量减少，这将大大改善我们生存的环境。
4结束语
改造后机组一次启动成功。根据大修后的热力试验和实际运行效果分析，布莱登汽封、接触式汽封、蜂窝式汽封运行正常，达到了预期的效果。
参考文献：
[1]《汽轮机设备及系统节能》中国电力出版社。
[2]《布莱登汽封在中国》哈尔滨布莱登技术应用有限公司。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：布莱登汽封；接触式汽封；蜂窝式汽封；改造
Abstract: this paper introduced Bryden steam seal, contact vapor seal, structure and working principle of cellular steam seals. Discusses the technology used in the Baotou No.1 Power Plant Unit # 1 Steam Seal, proposed the using of 300MW unit Steam Seal Brandon steam seal application in the high pressure cylinder, using of contact steam seals, cellular steam seals in low-pressure cylinder axis, and given the economic benefits of the unit steam seal.Key words: Brandon vapor seal; contact steam seals; cellular steam seals; transformation
中图分类号：TM62 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
1概述
包头第一热电厂#1机组为东方汽轮机厂生产的C300/227.6—16.7/0.35/537/537型，超高压、中间再热、三缸三排汽供热式汽轮机。自2007年投产以来存在着轴封漏汽大，级效率低，缸效低，真空严密性低等问题。由于高、中压缸轴封蒸汽外溢严重，而轴封蒸汽外溢很大程度是由于汽封间隙过大，致使轴封漏汽量增加，大量蒸汽进入轴承箱。致使润滑油中含有大量的水分，严重威胁着机组运行安全。
2现状及改造方案
由于汽封是汽轮机的关键部件之一，其性能优劣对机组的经济性和可靠性有重要影响。在汽轮机的级内损失中，约25%来自漏汽损失，因此从保证机组经济性而言，要求漏汽量越小越好；从保证机组运行安全而言，要求在各种状态下，汽封不和转子发生摩擦。因此，可以得出漏汽是导致汽轮机级效率降低的主要原因，采用新型高效的密封系统成为我厂#1机组提高效率的重要措施。下图是通过试验研究所得的高压汽缸级效率损失分配图。
2.1高、中压缸汽封改造方案
通过上图分析，叶顶漏汽损失所占比例最大。决定将叶顶汽封间隙由原来的1.1～1.4mm降为0.8～1.0mm,将高中压缸所有隔板叶顶汽封齿进行更换。
为了提高机组的经济性、安全性，对一些改型的汽封进行调查分析，认为布莱登（可调式汽封）在高、中压缸隔板和轴封有很好的节能、安全、先进成熟的技术。因此决定高中压缸的叶顶、隔板及前后轴端汽封改造均由原来的梳齿型汽封改造为布莱登汽封。
2.1.1布莱登汽封技术原理
莱登汽封取消了传统汽封背部的板弹簧，取而代之的是在每圈汽封弧端面处，加装了四只螺旋弹簧。自由状态时，在弹簧应力作用下汽封弧块是处于張开状态而远离转子；机组启机时，随着蒸汽流量的增加，作用在每圈汽封汽封弧块背部的蒸汽压力逐渐增大，当这一压力足以克服弹簧应力、摩擦阻力等时，汽封弧块开始逐渐关闭，直至处于工作状态，并始终保持与转子的最小间隙值运行；停机时，随蒸汽流量的减小，在弹簧应力作用下，推动汽封弧块远离转子，使汽封与转子的径向间隙达到最大值。
汽封最大的磨损产生在机组启停机时，尤其在冷态启动过程中。布莱登汽封通过其结构的改进和机组在启停机过程中蒸汽流量的变化，自动调整汽封与转子的工作间隙，从而有效地避免了机组启停机过程中转子与汽封的摩擦。
2.1.2布莱登汽封工作原理
布莱登汽封自由状态时，在弹簧力的作用下汽封弧块处于张开状态而远离转子(见图1)。在每个汽封弧块的背后进汽侧中间位置铣出—个进汽槽，可以让上游来的蒸汽进入汽封弧块背面的腔室，对汽封弧块背面产生一个朝向转子的蒸汽作用力，在机组启机时，随着汽轮机蒸汽流量的增加，作用在每圈汽封弧块背部的蒸汽压力逐步增大(见图2)，当这一压力足以克服弹簧应力、摩擦阻力等时汽封弧块开始逐渐关闭，直至处于工作状态，并始终保持与转子的最小间隙值运行(见图3)；停机时，随蒸汽流量的减小，在弹簧应力的作用下，汽封弧块远离转子，使汽封与转子的径向间隙达到最大值。
2.1.3布莱登汽封的可靠性
布莱登汽封有别于任何结构形式的传统汽封，工作时可闭合或张开。人们所关心的是，汽封是否能够按其技术设计性能达到张开、关闭自如，冷态启动过程中差胀是否会增加。
关于汽封是否能够张开、闭合的问题。这一问题的提出是基于对传统汽封检修时卡死在槽道中的误解。事实上布莱登汽封在汽封结构设计上已作了相应的改进，尤其是汽封颈部增大了轴向配合间隙，以保证在汽封、汽封体或隔板体变形和有氧化皮时汽封能够自由开、合。
2.1.4传统汽封特点
传统汽封的设计(见图)是在汽封弧块背部安装有板弹簧，板弹簧使汽封弧块推向转子并保持一定的间隙，使汽封能够在与转子碰擦时产生退让，尽可能减轻汽封与转子的摩擦力，减少汽封的磨损程度而事实上，由于汽封板弹簧的失效、氧化皮的卡涩、汽封、汽封体、隔板体的变形等因素，汽封往往是卡死在凹槽内根本无法退让，只能刚性地与转子摩擦。传统汽封的车制汽封齿厚达0.6～1.0mm，若与转子发生摩擦会产生较多的热量，对转子安全不利。传统汽封安装时，径向间隙调整太小，会造成动、静部分碰磨，甚至引发大轴弯曲事故，径向间隙调整太大，会造成汽轮机通流间隙的过大而汽轮机的效率低下。
传统汽封图
2.1.5布莱登汽封的改造范围
在1#机组大修中，对高压隔板2～9级的8圈、前轴封13圈、后轴封13圈改造为布莱登汽封；中压缸隔板10～16级的7圈、前轴封8圈、后轴封8圈改造为布莱登汽封。
2.1.6布莱登汽封改造技术要求
本次改造主要是围绕着汽封改造后“打得开”和“关得住”以及保证汽封间隙采取了各种措施。
2.1.6.1对汽封槽道和汽封弧块的处理
改造前，须先将汽封槽道和汽封弧块的毛刺、刀痕、氧化皮清理干净，砂平、打磨光滑，必要时涂红丹检查密封面的接触情况，使之接触良好，汽封弧块在T型槽内要活动自如，确保汽封弧块在运行中可靠地打开和关闭。
2.1.6.2对汽封洼窝的处理
汽封洼窝中心的好坏直接影响各级汽封圈中汽封弧块在开合过程中汽封间隙的均衡程度，影响汽封改造的效果，因此，在保证汽轮机转子对轮中心合格的情况下，调整汽封套、隔板的挂耳和定位键，保证左、右及下部洼窝差值小于0.05mm。在调整洼窝中心时应特别注意隔板和轴封套与汽缸留有足够的膨胀间隙。
2.1.6.3对汽封间隙的调整
汽封间隙的调整，仍用压胶布的方法进行测量调整。在汽封弧块的背部装上临时调整弹簧片，间隙调整合格后拆除该临时弹簧片。间隙的大小通过加减背弧后面的调整垫片来实现。同时，还需调整汽封弧块端面的膨胀间隙，间隙应达到0.30～1.0mm，且各弧块闭合时端面须接触良好。汽封退让间隙和颈部间隙是靠加工保证的，汽封的整圈退让间隙应达到2±0.20㎜。调整后的汽封径向间隙应达到0.35～0.40mm。
2.1.6.4汽封的装配
装配时，先将汽封弧块和汽封槽道清洗干净，拆除临时调整弹簧，安装专用弹簧，并记录弹簧原始长度，在汽封弧块和汽封槽道的接触面上涂专用干式润滑剂(二硫化钼粉末)，然后按编号将弹簧和汽封弧块装入汽封槽道中，并将倒了的汽封齿校正。
2.1.6.5机组运行时达到的标准
保证机组启动时，蒸汽流量为3%~30%时逐级关闭。保证停机时，蒸汽流量减少到2%时，汽封全部张开。
2.2低压缸轴封改造方案
由于我厂C300/227.6—16.7/0.35/537/537型#1机自投产以来，一直存在着轴封漏汽严重、真空严密性低的问题，严重影响着机组效率和运行安全。通过可行性研究和多次的技术分析讨论，我厂决定采用蜂窝式汽封和接触式汽封在低压缸轴封联合使用。
2.2.1蜂窝汽封的结构
蜂窝汽封是一种耐磨耗的先进密封结构由镍基耐高温合金蜂窝带和环体组成，在两个相邻高齿之间用真空釺焊技术焊接上规则排列的正六面体的蜂窝孔，组成蜂窝带。安装在静止部套（汽封体）上，与相应的转动部件一起构成蜂窝式密封结构。与传统的梳齿式汽封相比，蜂窝式汽封只是没有低齿部分。蜂窝厚度为0.05～0.1mm的不锈钢板加工而成的。
2.2.2蜂窝汽封的密封原理
经理论研究和试验证明，在相同的压力和相同的间隙下，蜂窝密封的泄露量比梳齿式密封的泄露量减少50%～70%。蜂窝式密封的机理与迷宫梳齿密封有本质区别。梳齿式汽封（通常的结构为迷宫式）是通过多级节流膨胀来消耗蒸汽的能量产生阻尼达到阻止蒸汽沿轴向泄漏的目的。蜂窝式密封能够密封的物理机理为漩涡耗散能量型。沿轴向进入密封腔室的蒸汽立即充满蜂窝孔，能量被蜂窝芯格吸收，但蜂窝孔又不能内存储，对漏进来的蒸汽会产生迎头阻碍的作用；在蜂窝孔端部与轴颈表面的缝隙间，由于轴高速旋转而产生一层汽膜，直接阻止气流的轴向流动。以上两种阻尼相叠加产生了较强的阻尼，使湍流阻尼作用更强，气流速度降低更大，使密封效果更好，故蜂窝式汽封具有很好的密封效果。
2.2.3蜂窝式汽封的优点
2.2.3.1当汽轮机胀差过大时，传统迷宫式汽封的低齿与对应的凸台要错开，或称汽封齿掉台儿，这使低齿的作用消弱或消失，而蜂窝式汽封则没有掉台儿的后顾之忧。
2.2.3.2汽封上的蜂窝带，不仅能耐高温，而且质地较软，与转子表面发生摩擦时，对转子无伤害。
2.2.3.4传统汽封的低齿以齿尖密封（实际是减少漏汽），蜂窝汽封以凸台密封，凸台宽对应第N个蜂窝时，就增加（N-1）低齿参与密封，漏汽量可以减少30%～50%，这是蜂窝式汽封的最大优点。
2.2.3.4径向汽封沿着圆周方向总是有差异，间隙小的弧段漏汽量小，蒸汽在叶片上产生的圆周力较大，反之，其圆周力力较小。这样，在叶轮上出现了一个不平衡的切向力。该切向力容易使转子产生气流激振。对蜂窝汽封而言，能有效减少漏汽量，就能消弱产生气流激振的干扰力。
2.2.4接触式汽封的特点
接触式汽封齿为宽度约8～10mm的非金属复合材料，耐磨性好，且有自润滑性能。接触式汽封是在原汽封圈中间加工出一个T型槽，接触式汽封装入该槽内。接触式汽封背面有自己压紧的弹簧，它使汽封齿始终与轴接触。接触式汽封具有自动跟踪转轴偏摆及晃动性能，径向后退量2.5mm，径向前进量0.5mm，具有很高的灵敏度。鉴于复合材料耐高温限度，它通常只能放在低压缸轴封位置，而且接触式汽封最易应用在光轴上。
2.2.5低压缸轴封改造方案的确立
根据以上两种汽封的各自的特点，将接触式汽封在低压轴封进回汽侧各安装一道（低压轴封前后各5道），即第一道和第三道为接触式汽封。其他三道改为蜂窝式汽封。
2.2.6低压缸轴封改造的技术要求
本次改造为保证轴封有良好的密封性能，减少漏汽量，保证低压缸真空严密性达到规定值，保证合理的汽封间隙，我们采取了许多相应的安全技术措施。
2.2.6.1在拆卸旧汽封时，保证汽封槽道完整，不受损伤。组装前，汽封槽道清理干净，应无毛刺和氧化皮。
2.2.6.2汽封的组装应在汽轮机转子对轮中心、轴封套、隔板套洼窝中心合格的情况下进行。
2.2.6.3轴封间隙的调整应根据制造厂的要求，蜂窝汽封与轴的径向间隙应达到0.60～0.65mm，接触汽封汽封体与轴的径向间隙同上。接触汽封汽封滑块与轴的径向间隙放大为0.10～0.15mm（制造厂要求-0.10～0mm）。蜂窝汽封与接触汽封汽封体间隙的测量调整采用压胶布法进行。滑块间隙的调整采用与轴对研来达到。
2.2.6.4汽封齿应无裂纹、卷曲现象，组装前接触面槽道应涂上铅粉或二硫化鉬，装复后的汽封块在槽道内应能弹力自如，不得有卡涩和松动现象。
2.2.6.5启动带负荷时，带负荷速度要慢，防止接触汽封与轴发生碰磨，影响机组安全运行。下图为改造后的低压轴封。
3改造效果
3.1高、中压缸改造后的效果
额定负荷试验热耗为8254.898kJ/kWh；高缸效率为84.5%，中缸效率为92.3%。试验热耗比设计热耗8300 kJ/kWh低45kJ/kWh，高缸的效率比设计82.6%高出1.9%，中缸比设计92.2%高0.1%。从热耗及缸效率看機组改造后的效果还是相当好的，汽封改造明显的提高机组的效率。
3.2低压缸改造后的效果
改造后的轴封供汽压力可维持在0.016MP的水平，用氦质谱仪检查低压前后轴封无泄漏现象，证明密封效果很好。#1机组的真空严密性达到33pa/min(修前值400～500pa/min)，低压缸效率提高了3～5个百分点。
3.3汽封改造所产生的经济效益
通过以上结论可以得出，汽封改造所产生的经济效益是相当可观的，高、中压缸的布莱登汽封改造使高压缸效率比设计值高出1.9个百分点，中压缸效率基本持平，低压缸效率提高了3～5个百分点。经过计算通过本次大修煤耗降低值为40g/kw.h（与修前比）,如果将50%归属于汽封改造，按年利用小时数5000小时计算， #1机组年发电量10亿度，节约标煤2万吨；按400元／吨计算，年直接经济效益达800万元，效益显著。
3.4汽封改造所产生的环境效益
按年节约标煤2万吨，每吨标煤燃烧产生11.52千克二氧化硫，2.2吨二氧化碳，通过本次改造将减少二氧化硫的排放量为230.2吨、减少二氧化碳的排放量为4.4万吨，同时还减少了一氧化碳等其他有害气体的排放，排灰量减少，这将大大改善我们生存的环境。
4结束语
改造后机组一次启动成功。根据大修后的热力试验和实际运行效果分析，布莱登汽封、接触式汽封、蜂窝式汽封运行正常，达到了预期的效果。
参考文献：
[1]《汽轮机设备及系统节能》中国电力出版社。
[2]《布莱登汽封在中国》哈尔滨布莱登技术应用有限公司。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。