LABYRINTH SEAL, BỘ LÀM KÍN KHUẤT KHÚC (HAY KIỂU RĂNG LƯỢC)

1. Tác dụng:

Ở hai đầu tuabin, dùng để ngăn không cho hơi cao áp ở trong thân máy rò ra ngoài và giữ không cho không khí lọt vào phần thân máy làm việc trong chân không. Ðể giảm bớt hơi rò từ phía này sang phía kia của cánh tĩnh người ta thêm các răng làm kín trung gian. Số răng làm kín này không nhiều lắm, vì hiệu số áp suất hơi giữa các tầng tuabin nhỏ hơn nhiều so với hiệu áp ở trong bộ làm kín ở hai đầu tuabin.

Ghi chú: ở 2 đầu máy nén khí và giữa các cấp nén của máy nén ly tâm cũng có vòng làm kín này.

2. Nguyên lý làm việc:

Khi đi qua dãy co thắt và buồng giãn nở, dần dần hơi bị mất áp suất, còn tốc độ của nó sẽ bị mất đi do thay đổi hướng và tạo thành xoáy ở trong phần bành trướng. Càng đi qua các rãnh thể tích riêng của hơi càng tăng lên.

Lượng hơi rò qua các răng càng giảm khi số buồng giãn nở càng nhiều và khe hở làm kín càng nhỏ, vì thế người ta cố gắng làm khe hở làm kín nhỏ nhất, nhưng cũng đảm bảo không để cho răng làm kín khi quay bị cọ xát với phần tĩnh.

Nếu khe hở ở bộ làm kín khuất khúc hai đầu tuabin này lớn, ngoài việc làm tăng lưu lượng hơi, sẽ tạo điều kiện cho xuyên qua bộ làm kín hơi, bộ làm kín dầu và lọt vào trong buồng ổ trục làm dầu bị biến chất (tăng hàm lượng nước trong dầu), tác dụng bôi trơn sẽ kém đi, đồng thời cũng có thể làm gỉ một số chi tiết tiếp xúc với dầu.

Nếu tăng khe hở trong các bộ làm kín trung gian sẽ làm tăng lượng hơi rò qua bộ làm kín bánh tĩnh, tăng lực dọc trục lên rôto, tăng áp lực dọc trục nguy hiểm cho ổ chặn.

Chọn đúng các khe hở, nhất là các khe hở hướng kính, là một trong những biện pháp để giảm rủi ro bị trục cọ xát với các bộ làm kín khuất khúc. Ðại lượng của khe hở hướng kính sơ bộ có thể lấy bằng 0,0015d (0,1-0,2) mm (d đường kính trục). 

Yêu cầu những trường hợp cọ xát ở trong bộ làm kín không gây nên những hậu quả như cong trục (do làm tăng nhiệt cục bộ). Vì thế vật liệu làm các răng khuất khúc này phải có tính đàn hồi cao và dễ bị mòn, không bị gãy vụn hoặc dính lên trục khi phần động cọ vào phần tĩnh; đồng thời kim loại đó cũng phải khá bền, có thể chịu được tác động của hơi nước, hơi bão hoà và hơi ẩm (không bị gỉ và ăn mòn).

Kim loại để làm các răng khuất khúc này là đồng thau hoặc hợp kim đồng, niken, kẽm (cũng dùng đồng thanh, niken, chì...) chịu tới 400^oC, hợp kim Ni, Fe, Mn, Cu chịu tới 500^oC.

Khả năng hư hỏng của bộ làm kín kiểu khuất khúc (răng lược) này có thể là do vận hành không tốt, sửa chữa và lắp ráp không tốt và do khuyết tật của công nghệ chế tạo.

3. Những hư hỏng Labyrinth seal

Hư hỏng có thể do những nguyên nhân sau đây :

Rôto bị di dịch dọc trục vì lớp babít ở ổ chặn bị chảy, làm mất khe hở dọc giữa phần động và phần tĩnh của bộ làm kín khuất khúc, gây nên cọ xát.

Ðộ rung của tuabin quá lớn làm mất khe hở hướng tâm.

Khe hở của răng khuất khúc quá nhỏ hay không đủ.

 Phân bố khe hở không đúng do chỉnh tâm trục/rotor sai.

Các vật lạ bên ngoài rơi vào trong buồng hoặc ống dẫn hơi làm kín (phoi kim loại, vẩy hàn kim loại v.v...còn sót lại).

 Tổ hợp các răng khuất khúc không đúng.

 Kim loại không đáp ứng đươc điều kiện cơ nhiệt.

 Vòng răng khuất khúc bị cong vênh hoặc bị xê dịch do thân máy bị biến dạng.

 Có vết cắt ở chân răng, làm cho răng bị gãy khi bị cọ nhẹ trong lúc làm việc.

4. Kiểm tra khe hở làm kín

Khe hở hướng kính trong các bộ làm kín khuất khúc này phải lấy theo số liệu của nhà máy chế tạo và thường khoảng 0,4-0,6 mm, trong một số tuabin có khi đến 1-1,3 mm.

Khe hở trong các răng khuất khúc bánh tĩnh thường lấy 0,1-0,2 mm, lớn hơn khe hở ở bộ làm kín khuất khúc ở hai đầu tuabin, vì các răng làm kín trung gian này nằm cách xa hai ổ đỡ, cho nên phải tính đến độ võng của trục.

Thường tiến hành đo khe hở hướng kính (2 bên trục) bằng thước nhét hay thước căn mẫu dài. Ðể xác định khe hở ở phía dưới đáy (nửa dưới) hoặc đỉnh (nửa trên) bộ làm kín bằng dây chì.

Kiểm tra khe hở labyrinth

Nếu đặt khe hở không đúng hoặc khe hở không đủ, thì có thể gây nên cọ xát và tăng nhiệt cục bộ, độ rung sẽ tăng lên, làm tăng ma sát và tăng nhiệt thêm ở vị trí ấy. Kết quả là làm biến dạng các phần tĩnh và phần quay (trục bị cong, các đỉnh răng bị mài mòn, trục bị khía/cắt sâu, cánh quạt bị cọ xát).

Khi có cọ xát trong bộ làm kín khuất khúc và xuất hiện rung động nhiều phải ngừng ngay tuabin lại.

Từ đó thấy rằng khi sửa chữa cần biết thông số khe hở cho phép tối thiểu và tối đa của các khe hở trong bộ làm kín khuất khúc ở trên cánh tĩnh và hai đầu máy và phải kiểm tra cẩn thận.

Related Posts by Categories