大型汽輪機就是由多個級組成，每個級都有動、靜兩部分組成，因此整個汽輪機也就由動、靜兩部分組成。汽輪機的轉(zhuǎn)動與靜止部件之間必須留有一定的間隙，以防相互摩擦。由于汽缸內(nèi)外、隔板前后以及帶反動度的動葉兩側(cè)存在壓差，而相應各處動靜部分之間又必須保持一定間隙以使它們不致相碰，因此必須設置汽封裝置。

汽輪機的汽封根據(jù)安裝的位置不同分為：軸端汽封（簡稱軸封）、隔板汽封、和通流部分汽封，分別用來防止汽輪機的軸端、隔板和動葉頂部、根部蒸汽的泄漏，其作用分別是防止外界空氣進入汽輪機，與汽輪機內(nèi)的蒸汽混合，減小蒸汽泄漏量，從而減少化學補水量和防止高位能的工作介質(zhì)向低位能流動。作為汽輪機的易損件和必備部件，汽輪機的汽封越來越引起從事汽輪機設計的工程技術人員的關注。因為從汽輪機運行的測試結果可以看出汽輪機的漏汽損失約占內(nèi)部損失的1/3左右。近年隨著汽輪機汽封技術的不斷發(fā)展，汽輪機運行的安全可靠性和機組熱效率都得到相應的提高。

1、傳統(tǒng)汽封

目前被廣泛應用于大、中、小型汽輪機的傳統(tǒng)汽封主要為迷宮式汽封。迷宮式汽封中根據(jù)斷面的形狀不同常用的有樅樹型汽封和梳齒式汽封。其中梳齒式汽封因其汽封成本低、結構簡單、安全可靠且易于安裝而被廣泛應用。梳齒式迷宮汽封的密封機理是在汽封環(huán)的內(nèi)圓及汽封套筒（高溫部分為轉(zhuǎn)子大軸）的外圓上車有許多相互配合的梳齒及凹凸肩，組成微小的環(huán)形間隙（稱汽封間隙）及蒸汽膨脹室，以阻止蒸汽的泄漏。汽封環(huán)時借助外圓上兩凸肩安裝在軸封套（隔板）內(nèi)圓車出的T型槽道內(nèi)。每道汽封環(huán)分成六個弧塊（稱為汽封塊），每個汽封塊與軸封套（隔板）之間裝有兩片彈簧片，使汽封塊呈彈性壓向中心，從而保持動靜部分的Z小間隙。

傳統(tǒng)梳齒式迷宮汽封安裝好后，汽封間隙在無碰摩情況下運行中就始終保持不變。在正常安裝后，如果汽封間隙過大，就會引起蒸汽的泄漏增加，導致汽輪機組熱效率的降低；如果汽封間隙設置得太小，機組開、停機過程過臨界轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)子可能發(fā)生較大振動，就會導致汽封齒與轉(zhuǎn)子發(fā)生擦碰。雖然當汽封塊與轉(zhuǎn)子發(fā)生摩擦時，汽封塊背面彈簧片能使汽封塊向外退讓，減小摩擦壓力，但卻不能避免摩擦，輕者會造成汽封齒磨損，增大汽封間隙進而增大熱耗。當擦碰嚴重時，會使汽封齒變形、變脆甚至破裂，同時隔板的徑向軸封與轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的擦碰會使轉(zhuǎn)子局部受熱，產(chǎn)生熱變形導致轉(zhuǎn)子彎曲，導致汽封齒的進一步磨損，加大徑向汽封與轉(zhuǎn)子之間的間隙。因此考慮到轉(zhuǎn)子過臨界轉(zhuǎn)速的振動，傳統(tǒng)梳齒式迷宮汽封安裝時徑向間隙一般為0.60~0.80mm，根據(jù)轉(zhuǎn)子不同情況，有的間隙更大。

2、蜂窩汽封

所謂蜂窩式密封，是在靜子密封環(huán)的內(nèi)表面上由規(guī)整的蜂巢菱形狀的正六面體的小蜂窩孔狀的密封帶狀物構成，其材料是由厚度僅為0.05～0.10mm的鎳基耐溫薄板在特殊成型設備上制成的正六面體網(wǎng)格型材，再經(jīng)過特殊焊接設備焊接而成，根據(jù)密封環(huán)尺寸制成的蜂窩帶在真空釬爐中通過真空釬焊技術焊接在母體密封上，而形成了蜂窩式密封，如圖1所示。

圖1 蜂窩汽封

蜂窩汽封的結構特點是，將傳統(tǒng)汽封低齒車削，由蜂窩狀汽封取代，蜂窩是由六邊形孔連片組成，六邊形單邊尺寸為2～3mm。蜂窩汽封由于具有較寬的密封帶，改變了傳統(tǒng)直形汽封低齒齒數(shù)由于受結構限制，只能布置很少（一般1～2齒）的缺點，仍保留汽封高齒。相當于增加了汽封齒數(shù)量，加大了汽流阻力，提高了密封效果。蜂窩汽封退讓仍采用傳統(tǒng)汽封的背部板彈簧結構，所以安裝間隙一般取傳統(tǒng)汽封徑向間隙設計值的上限。與現(xiàn)傳統(tǒng)高、低齒結構汽封相比，由于齒數(shù)量相對增加很多，從而密封效果大大提高，汽封由于仍采用原傳統(tǒng)汽封退讓結構，在啟動過程中可能會產(chǎn)生碰磨，但由于蜂窩材質(zhì)較軟，不會產(chǎn)生大的影響，如航空渦輪機(轉(zhuǎn)速40000r/min，工作溫度1000～1500℃)上采用，由于渦輪機結構尺寸較短，無法設計退讓汽封，而采用固定的結構，有碰磨時損傷的是蜂窩汽封，而不會對軸產(chǎn)生影響。

3、布萊登汽封

由于傳統(tǒng)汽封的結構密封特點又考慮到轉(zhuǎn)子的振動無法將汽封間隙調(diào)到更小，因而機組漏汽損失就不能進一步減小，機組熱效率很難進一步提高。隨著汽封技術的發(fā)展，又從美國引進一種新型可調(diào)式汽封——布萊登汽封。這種汽封可以使汽封間隙調(diào)到更小的0.35~0.45mm，運行中又可以避免轉(zhuǎn)子過臨界時振動過大而與汽封的擦碰。布萊登汽封取消了傳統(tǒng)汽封背部的板彈簧，取而代之的是在每圈汽封弧段端面處加裝了四只螺旋彈簧。自由狀態(tài)時，在彈簧力作用下，汽?弧塊是處于張開狀態(tài)而遠離轉(zhuǎn)子；機組啟機時，隨著蒸汽流量的增加，作用在每圈汽封弧塊背部的蒸汽壓力逐漸增大，當這一壓力足以克服彈簧應力、摩擦阻力等時，汽封弧塊開始逐漸關閉，直至處于工作狀態(tài)，并始終保持與轉(zhuǎn)子的Z小間隙運行；停機時，隨著蒸汽流量的減小，在彈簧應力作用下，推動汽封弧塊遠離轉(zhuǎn)子。使汽封與轉(zhuǎn)子的徑向間隙達到Z大值。這就解決了傳統(tǒng)汽封存在的機組開、停機過程中存在轉(zhuǎn)子過臨界時振動過大而造成汽封碰摩問題。因而布萊登汽封得到廣泛的應用。

4、接觸式汽封

可調(diào)式汽封進一步縮小了汽封間隙，并提高了機組安全性，但畢竟還存在汽封間隙和漏汽損失。隨著科學技術的發(fā)展，近幾年哈爾濱通能電氣股份有限公司又開發(fā)研制出一種新產(chǎn)品——接觸式汽封。這種汽封可以使汽封間隙調(diào)整到零，即汽封齒可以和轉(zhuǎn)子大軸直接接觸。這種汽封是在傳統(tǒng)梳齒式汽封塊中間開槽，加裝一道可以與轉(zhuǎn)子直接接觸的汽封齒。這種汽封齒材料為復合塑料，具有自潤滑特性，可以耐溫700℃，具有耐磨性。設計安裝時具有自動跟蹤轉(zhuǎn)軸偏擺及晃動性能，徑向后退量2.5mm，徑向前進量0.5mm，具有很高靈敏度。同時具有精確限位裝置，能使汽封齒始終與轉(zhuǎn)軸零間隙運行。這種新型汽封開始主要應用在汽輪機排汽缸軸端汽封上，效果很理想?，F(xiàn)在逐漸開始在高壓缸隔板汽封和軸封上應用。

5、刷式汽封：

刷式密封Z早應用于航空發(fā)動機上，后有GE公司運用在工業(yè)燃氣式汽輪機上，應用效果顯著。90年代傳入國內(nèi)，開始在運用在蒸汽輪機上。

在原有汽封基礎上加裝一圈刷式密封條，此刷封條代替原來的高齒，高度要比原高齒要高，因減小了汽封間隙，從而減少了漏氣，其刷封部分的刷絲是順著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向排列一圈耐高溫的鈷基合金絲，可以耐1200攝氏度以上的高溫不變形，運行時，散開的刷絲束類似于防護林的風阻效果，起到密封效果，并且可以適應轉(zhuǎn)子的瞬態(tài)跳動，恢復原有的汽封間隙，能長期保證使用效果。因為刷絲有彈性，也不會對機組振動造成大的影響。不受位置及壓力的影響，應用范圍較廣，效果較明顯。

6、DAS汽封：

此種汽封也叫“大齒汽封”，其結構形式與梳齒類似，但汽封塊兩側(cè)的高齒部分齒寬加厚，它與軸的徑向間隙略小于其它齒，并采用鐵素體類材料將其嵌入汽封塊中，與轉(zhuǎn)子摩擦時產(chǎn)生的熱量小，不易彎軸。開機過臨界時如產(chǎn)生碰磨就會先與大齒磨，由于它厚不易磨掉故不會磨到其它的齒，保證正常運行時的汽封間隙。

汽封型式的選擇

1、汽封的特性和密封效果主要取決于三個因素，從當前實際使用中存在的問題分析，以影響效果的大、小為序，首先是，汽封安裝結構型式；其次是，改造位置和數(shù)量；再次是，密封的徑向間隙大小。

2、從試驗結果表明：無論是哪一種新型汽封，均能達到較好的效果，但應根據(jù)各自的技術特點，結合汽輪機的結構和實際狀況，因地制宜的使用。關鍵是汽封的結構設計、加工工藝與質(zhì)量和安裝技術水平，否則無法達到應有的效果。

3、依據(jù)各缸內(nèi)效率的高、低,判斷與決策對汽封是否修復或更換和效果，不夠科學和全面。評估汽封的效果應根據(jù)汽輪機結構特點，改進前、后選用相同部位測點和試驗條件,對測量數(shù)據(jù)進行綜合分析判斷。

4、各型式汽封優(yōu)缺點對比表

（來源：集控值班員）