[科普中国]-蜂窝密封

蜂窝密封是机械术语，由密封体和蜂窝带构成，主要作用是阻止汽轮机、内燃机等流体机械高速运转轴系的工作介质、润滑介质或冷却介质的内外泄漏，以利于提高流体机械的效率、节约能源、保护环境和实现安全稳定的运行。其中，蜂窝带和密封体结合，在所述密封体上还设有磁柱，密封带和密封体组合为浮动型设置，密封体和蜂窝带结合的一侧还设有密封齿，密封齿和密封带错列设置，在密封体外侧直接连接缸体，缸体内设有调整块。

优势梳齿式汽封的密封效果不理想，一般是由过量间隙造成的，而因过量间隙造成的损失占汽轮机总能量损失的50%。采用蜂窝式汽封能有效抑制汽流在密封腔中周向流动，在高压差、小间隙密封时，仍能保证机组的稳定运转，从而降低泄漏损失，提高机组效率，而且用蜂窝的网孔可以吸附水滴，从而有效除湿、保护叶片。先进的金属蜂窝封严结构是实现叶尖间隙密封的典型的封严结构之一，已广泛应用于汽轮机、燃气轮机、航空发动机的设计和制造及技术改造。蜂窝结构是可磨损材料，可以将叶尖与机闸间隙设计到最小值，从而减少漏气（汽），提高效率和降低能耗，又可提高转动系统的稳定性，保证叶片不会与机匣或缸体产生磨擦而发生危险。GENERALELECTRIC,ROLLS-ROYCE,PRATT&WHITNEY,WESTINGHOUSE、三菱重工等世界著名航空及发电设备制造公司均采用了该项技术。

相关配件迷宫密封、浮环密封、螺旋密封和离心密封

动力性能蜂窝密封可提高汽轮机的动力性能。蜂窝式密封在结构上是由厚为0.05－0.10mm的海斯特（Hasttelloy－X）高温合金制成正六边形的蜂窝状，以取代梳齿式密封的梳齿，具有耐磨损、不伤轴、寿命长、密封效果好等优点。其密封机理是这种蜂窝状结构能产生很强的涡流和屏障，从而形成很大的阻尼而达到阻止工质泄漏的密封效果。实验表明，蜂窝式密封在最小的材料质量下能保证密封具有最大的强度；允许在高压降下应用且不增加密封的尺寸；简化了涡轮机组安装和修理时的装配工作，比梳齿密封具有更好的转子动力学特性。蜂窝状密封比梳齿式密封减少泄漏量，节能效果显著，安全经济，是该汽轮机领域的更新换代的技术。

提高涡轮和压气机经济性和可靠性的方法之一是减少与工质沿装置旋转零件和静止零件之间各种间隙漏泄有关的损失。东方一力机电设备有限公司承接汽封测绘、汽封改造、各类汽封加工。与传统的曲径式密封相比，蜂窝状密封在最小的材料质量下能保证密封具有最大的强度；允许在高压降下应用且不增加密封的尺寸；蜂窝结构的几何形状应该根据能反映这些结构因素和状态参数影响的多因素试验进行优化。近年来,蜂窝式密封技术应用在汽轮机上。跨国集团进口中国的300MW、350MW、600MW及650MW核电机组上均采用此项新技术，效果甚佳。

应用蜂窝密封技术是航天工业针对高温及高压差工况下开发出的高级密封技术。美国航天飞机、U2及F16战斗机均应用了蜂窝汽封。在我国最新型战斗机及民用飞机的发动机上也大都采用该技术，平均效率提高了10%。
蜂窝汽封主要用蜂窝带、汽封体经特殊加工工艺组成一体。蜂窝汽封带由六边形小蜂窝孔组成，期中六边形蜂窝孔的对边距离为0.8-6mm，蜂窝深度为1.6-6mm.试验结果表明，蜂窝的尺寸对密封的动力特性系数有较大的影响，蜂窝密封产生主阻尼和刚度很大，稳定性更好。1

蜂窝汽封蜂窝汽封是一项成熟的技术，已广泛应用于航天飞机、大功率火箭、军用及民用飞机和多种航船的发动机，以及电力、石化行业的汽轮机、燃气轮机、压缩机这中，寿命是普通梳齿汽封的两倍以上，具有减少泄漏、提高转子稳定性、提高效率等多重优越性能。通用、罗罗、西屋、三菱重工等世界著名航空及发电设备制造公司均采用了该项先进的汽封技术。

应用领域蜂窝汽封的应用

蜂窝汽封作为当今世界最先进的一种密封方式，在减少径向间隙值时，可借助于优化密封蜂窝室几何参数的关系显著提高了涡轮机械的经济性，确保电厂的经济和安全效益。

在电力行业，蜂窝汽封主要安装在汽轮机低压缸的末级叶片的顶部密封上，不仅可以提高效率，而且用蜂窝的网孔可以吸附水滴，从而有效除湿、保护叶片。先进的金属蜂窝封严结构是实现叶尖间隙密封的典型的封严结构之一，已广泛应用于汽轮机、燃气轮机的设计和制造及技术改造。蜂窝结构是可磨损材料，可以将叶尖与机闸间隙设计到最小值，从而减少漏气（汽），提高效率和降低能耗，又可提高转动系统的稳定性，保证叶片不会与机匣或缸体产生磨擦而发生危险。通用、三菱重工等著名发电设备制造公司均采用了该项技术。

火力发电厂的蒸汽轮机通流系统各部位所采用的密封技术均为梳齿式结构，主要用作控制泄漏量。其密封机理是通过多级节流膨胀产生阻尼达到减少工质泄漏的目的。其缺点是：梳齿易磨损，间隙度大，泄漏增加，降低机组效率；同时齿片伤及轴表面，导致轴弯曲酿成设备损坏事故，既不安全又不经济。如能减小泄漏损失，汽轮机或燃气轮机的效率、功率将得到有效提高，电厂将由此获得巨大的经济效益。2

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学