20W汽轮机发电机组汽封的车削方法

杨玉国

摘 要：汽封是发电机组上的主要部件，通过机组隔板的连接，形成32级的高中低压区的变化，对机组的高速旋转起一个稳定作用。在机组大修过程中，通过对机组各部件进行清理（喷砂和打磨），使机组各部零件达到原来的粗糙度要求，清理过程中也使各部的间隙尺寸发生了细微的变化，所以在回装过程中要进行调整。汽封隔板的调整是机组大修主要的任务之一。

关键词：汽轮机；汽封；车削

中图分类号：TK268 文献标识码：A

1.轴端汽封简介

汽轮机有静子和转子两大部分。因此转子和静子之间必须保持一定的间隙，不使相互摩擦。为了增加机组的效率，又要保证汽轮机正常安全运行，特设置了各种汽封。这些汽封可分为通流部分汽封、隔板汽封和轴端汽封三大类。就工作原理来讲，这三类汽封均属迷宫式汽封。

轴端汽封多为高低齿汽封，都设计成多段结构，每段由若干个汽封环组成，相邻两段之间设置汽室。

几种常见的隔板汽封：

（a）弹性、梳齿、曲折式；（b）弹性、镶嵌、曲折式；（c）弹性、平齿式；（d）刚性、平齿式。

2.技术分析及提出问题

间隙的调整主要是对隔板及其上的汽封进行调整。20W机组共32级，分高中低压3个区，有隔板64对，汽封400块，大尺寸3mm～1mm间隙的调整在隔板上进行，微量间隙1mm～0.2mm的调整是要通过调整汽封的背弧槽尺寸来实现的。所以说汽封的调整是大修调整的主要任务。如何高效高质量地完成汽封间隙的加工，满足机组大修的需求，是一个技术问题。

3.车削轴端汽封常规方法

3.1钳工刮削。通过刮刀对一块汽封背弧槽的双口进行刮削，达到调整间隙的目的。但大修过程中，由于汽封数量较多，质量上易受到钳工人员的技术水平和体能的影响，整体加工效率低，返工率高。

3.2钻铣削设备。通过能够自转的台式钻铣床，经过手动进刀，把已安装找正调整好的汽封的槽口铣削至间隙合格。虽然间隙质量得到有效保证，劳动强度进一步降低，加工工艺相对灵活，但依旧是单一加工，返工率高，效率仍然不高。

3.3在立式C5116车床上，利用胎具，既能单一加工，也能多件加工，甚至能够达到汽封满负荷装夹加工，加工尺寸可控，返工率低。工作效率大幅提高，整体加工质量有所改善。如图1所示。

分析：我们在加工汽封常用方法，发现都能达到最终调整汽封的目的，但我们还是总结出影响槽外口加工质量和效率的因素。

4. 槽外口加工质量和效率的因素

4.1以采用加工方式为主

4.1.1钳工

（1）刮刀材质，汽封材质；（2）刮刀手法；（3）尺寸测量；（4）操作人员体能；（5）操作人员技术水平；（6）返工率高。

4.1.2钻铣削设备方式

（1）汽封尺寸精密计算；（2）汽封在加工位置定位；（3）刀具对加工过程中变化；（4）尺寸测量；（5）返工率高。

4.1.3立式车床进行加工

（1）各种汽封尺寸精密计算；（2）胎具加工精度；（3）胎具定位精度；（4）汽封在胎具定位精度；（5）刀具在加工中对工件影响；（6）尺寸计算；（7）操作人员技术水平；（8）返工率低。

4.2总结分析

（1）尺寸测量；（2）汽封在加工中的定位精度；（3）汽封形状尺寸；（4）操作人员技术；（5）胎具加工精度、定位精度；（6）刀具在加工中影响；（7）返工率和效率。

4.2.1汽封实际尺寸表（表1）

表1

缸体 位置 级数 背弧 缸体 位置 级数 背弧

高压缸 前端

汽封 1 513 中压缸 后端

汽封 1 456

2 513 2 456

3 513 3 456

后端

汽封 1 475 4 456

2 475 低压缸 前端

汽封 1 748

3 475 2 748

中压缸 前端

汽封 1 473 3 662

2 473 4 662

3 473

4.2.2通过隔板实际测量尺寸，分析加工中定位误差对隔板汽封的实际加工尺寸的影响

（A）径向定位尺寸大时，汽封两端尺寸一定，中间尺寸超差，易造成尺寸增大，出现废品。

（B）径向定位尺寸大时，汽封两端尺寸一定，中间尺寸减小，易造成尺寸减小，出现返工。

（C）安装垂直精度小于90度时，汽封槽上口尺寸一定，槽内尺寸增大，易出现扎刀现象和废品。

（D）安装垂直精度大于90度时，汽封槽上口尺寸一定，槽内尺寸减小，易出现返工现象。

（E）汽封的形状，指边缘卷边、毛刺、汽封接头有错口、端面接触面配合不好，都要产生上述尺寸误差。

针对以上分析，我们选择隔板汽封在C5116立式车床，制作花盘胎具，加工隔板汽封，此工艺充分容纳了汽封加工影响质量和效率的因素，具体包括：胎具的粗制作、胎具的安装、胎具的精加工、胎具的使用、汽封的加工等五方面。

5.制作花盘胎具

5.1胎具的粗制作：根据设计要求，我们预先制作了一个与C5116立式车床花盘大小的胎具，如图2所示。

5.2胎具的安装：利用车床卡盘中的限位孔Φ300±0.05做定位。使粗加工的胎具定位在卡盘中，如图3所示。

5.3胎具的精加工

工艺如下：

5.3.1粗車花盘工作端面1～2mm。

粗车高压缸前段汽封1～3级，尺寸Φ513，留量1～1.5mm，深4mm，宽18mm。

粗车中压缸后端汽封2～4级，尺寸Φ513，留量1～1.5mm，深4mm，宽18mm。

粗车低压缸前段汽封1～4级，尺寸Φ78，留量1～1.5mm，深4mm，宽22mm。

粗车低压缸后端汽封1～2级，尺寸Φ78，留量1～1.5mm，深4mm，宽22mm。

粗车高压缸后端汽封1～3级，尺寸Φ475，留量1～1.5mm，深4mm，宽18mm。

5.3.2卸下花盘，消除应力1～2天，待整体尺寸稳定后再安装精车。

5.3.3精车高压缸前段汽封1～3级，尺寸Φ513研配80%，深5mm，宽20mm。

精车中压缸后端汽封2～4级，尺寸Φ513研配80%，深5mm，宽20mm。

精车低压缸前段汽封1～4级，尺寸Φ78研配80%，深5mm，宽25mm。

精车低压缸后端汽封1～2级，尺寸Φ78研配80%，深5mm，宽25mm。

精车高压缸后端汽封1～3级，尺寸Φ475研配80%，深5mm，宽20mm。

5.3.4去毛刺，倒角。备用。

5.4胎具的使用

工艺如下：

选择一组汽封，如图4所示。

5.4.1把一组待加工汽封在钳工平台上校直，对发现有毛刺、错口、卷边的汽封进行手工处理，并用高度尺测量该组汽封的高度是否一致，用角度尺测量垂直度是否合格。

5.4.2把一组校直合格的汽封放在花盘胎具上相应的槽内进行装卡，检查汽封和汽封间的连接情况，整体汽封组的垂直度情况，装卡时用力要均匀，不许使汽封产生局部变形的现象。

5.4.3用车床专用的槽刀，如图5所示。

5.4.4选用合理的切削参数，速度25r/min，走刀0.05/r。

5.4.5 A进行试车

B车削断屑槽；

C正式切削，吃刀量s=0.05；

D再车削时，吃刀量s=0.20，直至车到尺寸；

E将汽封翻转，车另一面槽，工步同ABCD；

F工作中要有两名车工相互配合操作；

G自检，测量槽内形位公差尺寸，贴好标示；

H交质检检查，做好登记。

结语

在C5116立式车床利用花盘胎具车削隔板汽封，总结了常规方法存在的不足，逐渐形成了一套有一定工艺性，安全方便的加工方法，提高车削隔板汽封的效益。在汽轮机大修汽封间隙调整上起到了很大作用。

参考文献

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[2]陈声. 汽轮机汽封间隙测量新工艺应用分析 [J].华电技术，2015（5）：46-47.

[3]段森，毕雪.汽轮机汽封間隙控制策略[J].机械工程师，2015（7）：150-151.