[发明专利]透平机械防爆低泄漏减振铝蜂窝密封

说明书

技术领域

本发明涉及一种航空航天、石化和电力行业核心机组的密封装置，具体 涉及一种透平机械防爆低泄漏减振铝蜂窝密封，特别适用于工作介质为易燃 易爆的高速旋转机械的密封。

背景技术

在航空航天、电力和石化行业核心机组中涉及一种钢蜂窝密封装置，该 蜂窝密封装置一般是采用厚度为0.1mm等的耐高温镍基合金片，通过多次冲 压形成瓦棱带，瓦棱带金属片点焊起来即形成蜂窝带，再通过高温真空钎焊 工艺将蜂窝带焊接在密封基板上，形成钢蜂窝密封。钢蜂窝密封由很薄的合 金片加工而成，因蜂窝壁厚很薄，与转子碰磨时不会刮伤转子，使得蜂窝密 封在工程应用中密封间隙一般较小，为进一步提高密封效果提供了可能，密 封能力明显优于传统梳齿密封结构。同时，蜂窝密封特殊的六边形结构提供 了很大的流体阻尼，增强了转子稳定性，使其在叶轮机械中的应用越来越广 泛。但是其存在的主要技术问题是：

(1)旋转机械转速一般较高，现有蜂窝密封材质是合金钢，当高速旋转 的转子与钢蜂窝碰磨时极易产生大量火花。而在天然气压缩机、裂解气压缩 机等机组中，工作介质是易燃易爆气体，火花的产生极易引发火灾甚至爆炸 等恶性事故，导致工作介质是易燃易爆的高速旋转机械不能应用钢蜂窝密封。

(2)蜂窝密封是一种高效的低泄漏密封，其控制泄漏的能力远远优于传 统的梳齿密封。由于钢蜂窝密封容易产生大量摩擦火花等问题，使得工作介 质为易燃易爆气体的高速旋转机械无法应用钢蜂窝密封，这类机组的泄漏问 题长期无法得到有效解决，密封泄漏严重造成机组运行效率降低甚至污染环 境等严重问题。

(3)蜂窝密封是一种高效的阻尼密封，可以提供很大的阻尼来抑制密封 流体激振，解决传统梳齿密封容易产生密封流体激振的问题。由于钢蜂窝密 封存在容易产生大量摩擦火花等问题，导致工作介质是易燃易爆的高速旋转 机械不能应用钢蜂窝密封，使得这类高速旋转机械密封流体激振问题长期无 法得到有效解决，密封流体激振造成机组故障停车增加、设备寿命受到严重 威胁等严重问题。

(4)钢蜂窝的蜂窝带由于焊接不牢或受到与机组轴系碰磨、机组振动等 的影响，存在运行中蜂窝带脱落的隐患，严重危及机组安全。

在现有的旋转机械密封装置中，大量采用制造成本低，技术难度相对较 小的梳齿迷宫密封，该密封的主要缺点是：

(1)密封效果差，泄漏量大，机组效率低；

(2)梳齿密封长期使用易在转子上磨出沟槽，损害转子，带来不可估量 的损失。

(3)梳齿迷宫密封易诱导产生密封气流激振进而导致转子失稳，危及机 组安全稳定运行；

(4)工作介质容易外泄，特别易燃易爆危险工作介质的外泄，导致严重 的环境问题和安全隐患。

目前，在建筑装饰行业涉及一种铝蜂窝板。该铝蜂窝板一般由蜂窝芯和 上下面板组成，其中蜂窝芯由厚度0.04mm-0.06mm的铝箔经折叠粘接在一起 形成蜂窝芯，蜂窝芯再粘接在厚度0.5mm-1.0mm的上下面板上。铝蜂窝板是 一种新兴环保建筑装饰材料，在民用建筑、车船装饰等领域应用广泛。但其 缺点是：因蜂窝芯是由厚度仅为0.04mm-0.06mm的铝箔粘接而成，且蜂窝芯 与上下板之间也通过粘接连接，其强度差，不耐高温、高压，不能满足工况 环境常常是高温、高压的航空航天、石化、电力行业核心机组密封装置长周 期、安全稳定运行的要求。

发明内容

本发明克服了上述装置的不足，目的在于提供一种透平机械防爆低泄漏 减振铝蜂窝密封，用以解决旋转机械，特别是工作介质为易燃易爆的高速旋 转机械的密封泄漏问题，改善转子稳定性，提高机组安全性，保障机组高效 稳定长期运行。

本发明提供一种透平机械防爆低泄漏减振铝蜂窝密封，其特征在于：所述 的透平机械防爆低泄漏减振铝蜂窝密封的材质采用铝，整体成形，其连续的 薄壁铝质蜂窝状整体结构的壁厚为0.4mm-1.5mm之间，正六边形结构对边距 离在1.5mm-5.5mm之间，深度在2mm-4mm之间；采用碱性NaOH腐蚀液，浓 度在100g/L-140g/L之间，蚀刻温度控制在85℃-90℃之间，腐蚀时间为2h-4h 之间和侧蚀余量为1mm-1.8mm之间。