改革汽封檢修工藝實現汽封間隙調整機械化

孫建濤

摘 要：筆者及同事在汽輪機本體檢修中汽封間隙的調整工作方面進行了有益的探索，由原來的手工操作到后來的胎具調整再到后來的汽封調整小銑床，速度由慢到快、精度由低到高。手工操作拉刀的方法，費力、費時的手工調整困擾、影響著檢修工期和檢修質量，改進工藝勢在必行，由筆者及同事設計制造的汽封調整胎具，經過改進和完善，最終實現了汽封間隙調整機械化，快捷、精確的汽封間隙調整提高了汽輪機本體的檢修工藝，隨著工藝的不斷改進，汽封調整小銑床應運而生，在目前的汽輪機檢修中已普遍采用。

關鍵詞：汽封 間隙 調整 工藝 改革

中圖分類號：TK263 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（a）-0121-02

1 汽封工作原理

汽輪機主要由轉動部分（轉子）和靜止部分（汽缸）組成。鍋爐產生的蒸汽在汽缸內沖動汽輪機轉子旋轉，汽輪機轉子帶動發電機轉子旋轉從而產生電能。為了避免磨擦，汽輪機的轉子與汽缸之間必須留有一定的間隙。間隙的存在又會導致汽缸內高壓側的蒸汽向外泄漏，低壓側空氣向汽缸內泄漏。為此，汽輪機設計、安裝了汽封裝置（如圖1所示），汽封裝置對汽輪機的安全、經濟運行至關重要。汽缸的兩端，在轉子穿出汽缸處車制有安裝汽封塊的汽封槽道（如圖1b所示）。整個圓周共有6塊（如圖1a所示）長度相等的汽封（上、下半周各3塊）組成，每塊汽封背部都有兩個彈簧片將汽封彈性的壓向轉子中心，使汽封掛耳與汽封槽道緊貼（如圖1b所示）。整個圓周上每塊汽封都有形狀相同的高低齒（其斷面形狀如圖1c所示），同樣轉子上也車制有與汽封齒對應的高低凸肩（如圖1b所示）。汽封的高低齒與轉子上的高低凸肩之間有0.40～0.60 mm（設計標準值）的徑向間隙（如圖1b所示），它們共同組成了迷宮結構，當高壓側蒸汽向汽缸外泄漏或外界大氣向汽缸內泄漏時就必須通過迷宮結構。而汽流通過迷宮結構時，由于迷宮的阻礙作用，使汽流壓力逐漸減小，從而起到密封作用。

2 調整汽封間隙的目的

經過一個大修周期的運行，由于軸承烏金面的磨損、軸承基礎經過長期運行產生的不均勻下沉，汽輪發電機組各轉子的中心狀態勢必要改變，因此每次機組大修都必須對汽輪發電機組各轉子進行找中心。要進行找中心，就必須調整各轉子的位置，從而引起汽封間隙變化（間隙變大或變小）。若轉子向上抬起，則上部的（圖1a中A處）汽封間隙變小，下部的（圖1a中B處）汽封間隙變大。若轉子下落，則情況相反。同樣轉子向左移動，則左側的（圖1a中C處）汽封間隙變小，右側的（圖1a中D處）汽封間隙變大。反之則反。

汽封間隙過大會造成泄漏；汽封間隙過小則會造成汽封與轉子磨擦，嚴重時還會導致轉子彎曲。因此必須保證汽封徑向間隙在合適的范圍內（0.40～0.60 mm）。因此，必須對間隙不合格的汽封進行調整。

3 調整汽封間隙的傳統方法

間隙偏小汽封的調整方法是：用樣沖捻打掛耳處（捻打部位見圖3（b），使汽封向后退讓，從而達到使間隙變大的目的。間隙偏大汽封的調整方法是：用拉刀（如圖2所示）刮削汽封掛耳（如圖3a所示）。使汽封在彈簧力作用下向轉子中心壓進，從而達到使間隙變小的目的。用拉刀操作時需將汽封塊固定在臺虎鉗上，而且刮削單程須大于1/2弧段，又有左右之分。拉刀雖有正反之分，終因人工操作、施力不均形成刮削誤差，而拉刀需要勤磨才能鋒利，操作者要勤換才能保證精力充沛，即便如此，也很難達到調整精度，費事、費力的手工調整困擾、影響著汽輪機的檢修工期和檢修質量。由上文可以看出，間隙偏小汽封的調整比較簡單、省力，間隙偏大汽封的調整就困難、費力得多。

4 大膽設想 初次改革

（1）為提高汽封間隙調整的效率和精度，減輕操作人員的勞動強度，筆者及同事大膽實施了改革。

（2）筆者及同事設計用厚40 mm的鋼板車制胎具（胎具如圖4），選用CQ61100型車床加工（此車床的最大回轉直徑1000 mm）。

（3）槽道內側加工有一圈（共16個）M10螺紋孔（鉆Φ8.5深35 mm底孔攻絲而成）。

（4）槽道深11 mm，為充分利用材料、減少胎具數量同時充分考慮強度，胎具正反兩面車槽。

（5）胎具上的放置汽封塊槽道依據設備圖紙和現場測量綜合考慮。

（6）經過試驗確定槽道外徑比Φ1（見圖6所示）大0.05 mm；槽道內徑比Φ2（見圖6所示）小0.05 mm。

（7）車制Φ32Χ3管段，車制Φ20/Φ11Χ3平墊圈，加工壓板（如圖5所示），采用M10Χ70 mm螺栓壓緊壓板。

（8）將胎具安裝到車床卡盤上找正后，將汽封塊裝入槽道，擰上螺栓，放上壓板，壓板的一端壓住汽封塊的側面（如圖6所示），另一端壓住車制的Φ32Χ3管段，擰緊螺母，就將汽封塊壓緊在槽道內。此時就可以對汽封塊進行車削加工。

（9）把同圓周相鄰兩塊汽封偏差控制在0.03～0.06 mm范圍，同時確保汽封塊斷面間的接觸嚴密，保證汽封塊間間隙符合標準，汽封塊之間圓滑過渡、沒有臺階。

5 推廣應用

這一工藝先后在安陽電廠、林州電廠、河南省內多家電廠進行推廣應用。

6 總結經驗 完善工藝

（1）在推廣應用的基礎上對本工藝進行了改進采用合并同類項方法，把調整量相同的汽封塊兒放在一起加工，事先選號編組，對應胎具，減少更換胎具次數。

（2）也可以將整圈（6塊）汽封全部裝入胎具，找偏心后調整，我們控制偏心精度≤0.03 mm。

（3）汽封塊左右兩側分別裝入槽道加工時，不僅偏心變化，而且塊與塊之間安裝位置也應相應改變。否則，會出現汽封塊兩側掛耳調整方向相反，造成報廢或返工。因此汽封塊180度換位裝入加工另一側時要特別注意，防止調錯。

（4）新更換汽封塊備品由于沒有加工圓周膨脹間隙，6塊無法全部裝入胎具內，應做到先裝入5塊，按調整量調好后取出，將剩下的一塊汽封裝入，單獨調整。

（5）機械化調汽封工作經歷了由單塊調整、半圈調整，發展到整圈調整，從同心調整發展到偏心調整，快捷、精確的汽封調整，提高了汽輪機的檢修工藝，為縮短汽封調整工期、確保汽封調整質量、降低操作人員勞動強度奠定了堅實的基礎。

7 汽封調整小銑床在電廠中的應用

汽封調整小銑床小巧靈活，操作簡單方便，在大修現場隨時可以加工。該裝置可加工汽封環兩端不等量間隙值，工件的定位通過光柵尺完成，切削加工量可通過光柵尺顯示讀出，精度可達0.01 mm。每塊汽封環固定在裝置上可根據間隙值的大小隨意加工，也可進行單支汽封環兩側的不等量加工，加工進刀量自動顯示在光柵尺讀數盤上。該裝置可隨時測量隨時調整。該裝置代表目前汽封調整工藝的最高水平，由于其方便、精度高、勞動強度低的特點，已在電廠中得以普遍采用。汽封調整胎具作為汽封調整小銑床的雛形，為小銑床的設計制造提供了基礎技術、基礎數據的支撐。

參考文獻

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[2] 張應龍.車工（高級）[M].北京：化學工業出版社，2011.

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