孫建濤

摘 要：筆者及同事在汽輪機(jī)本體檢修中汽封間隙的調(diào)整工作方面進(jìn)行了有益的探索，由原來的手工操作到后來的胎具調(diào)整再到后來的汽封調(diào)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(fèi)力、費(fèi)時(shí)的手工調(diào)整困擾、影響著檢修工期和檢修質(zhì)量，改進(jìn)工藝勢(shì)在必行，由筆者及同事設(shè)計(jì)制造的汽封調(diào)整胎具，經(jīng)過改進(jìn)和完善，最終實(shí)現(xiàn)了汽封間隙調(diào)整機(jī)械化，快捷、精確的汽封間隙調(diào)整提高了汽輪機(jī)本體的檢修工藝，隨著工藝的不斷改進(jìn)，汽封調(diào)整小銑床應(yīng)運(yùn)而生，在目前的汽輪機(jī)檢修中已普遍采用。

關(guān)鍵詞：汽封 間隙 調(diào)整 工藝 改革

中圖分類號(hào)：TK263 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（a）-0121-02

1 汽封工作原理

汽輪機(jī)主要由轉(zhuǎn)動(dòng)部分（轉(zhuǎn)子）和靜止部分（汽缸）組成。鍋爐產(chǎn)生的蒸汽在汽缸內(nèi)沖動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生電能。為了避免磨擦，汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子與汽缸之間必須留有一定的間隙。間隙的存在又會(huì)導(dǎo)致汽缸內(nèi)高壓側(cè)的蒸汽向外泄漏，低壓側(cè)空氣向汽缸內(nèi)泄漏。為此，汽輪機(jī)設(shè)計(jì)、安裝了汽封裝置（如圖1所示），汽封裝置對(duì)汽輪機(jī)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。汽缸的兩端，在轉(zhuǎn)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(gè)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(gè)彈簧片將汽封彈性的壓向轉(zhuǎn)子中心，使汽封掛耳與汽封槽道緊貼（如圖1b所示）。整個(gè)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(zhuǎn)子上也車制有與汽封齒對(duì)應(yīng)的高低凸肩（如圖1b所示）。汽封的高低齒與轉(zhuǎn)子上的高低凸肩之間有0.40～0.60 mm（設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值）的徑向間隙（如圖1b所示），它們共同組成了迷宮結(jié)構(gòu)，當(dāng)高壓側(cè)蒸汽向汽缸外泄漏或外界大氣向汽缸內(nèi)泄漏時(shí)就必須通過迷宮結(jié)構(gòu)。而汽流通過迷宮結(jié)構(gòu)時(shí)，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(diào)整汽封間隙的目的

經(jīng)過一個(gè)大修周期的運(yùn)行，由于軸承烏金面的磨損、軸承基礎(chǔ)經(jīng)過長期運(yùn)行產(chǎn)生的不均勻下沉，汽輪發(fā)電機(jī)組各轉(zhuǎn)子的中心狀態(tài)勢(shì)必要改變，因此每次機(jī)組大修都必須對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組各轉(zhuǎn)子進(jìn)行找中心。要進(jìn)行找中心，就必須調(diào)整各轉(zhuǎn)子的位置，從而引起汽封間隙變化（間隙變大或變小）。若轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子下落，則情況相反。同樣轉(zhuǎn)子向左移動(dòng)，則左側(cè)的（圖1a中C處）汽封間隙變小，右側(cè)的（圖1a中D處）汽封間隙變大。反之則反。

汽封間隙過大會(huì)造成泄漏；汽封間隙過小則會(huì)造成汽封與轉(zhuǎn)子磨擦，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子彎曲。因此必須保證汽封徑向間隙在合適的范圍內(nèi)（0.40～0.60 mm）。因此，必須對(duì)間隙不合格的汽封進(jìn)行調(diào)整。

3 調(diào)整汽封間隙的傳統(tǒng)方法

間隙偏小汽封的調(diào)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(dá)到使間隙變大的目的。間隙偏大汽封的調(diào)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(zhuǎn)子中心壓進(jìn)，從而達(dá)到使間隙變小的目的。用拉刀操作時(shí)需將汽封塊固定在臺(tái)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(dá)到調(diào)整精度，費(fèi)事、費(fèi)力的手工調(diào)整困擾、影響著汽輪機(jī)的檢修工期和檢修質(zhì)量。由上文可以看出，間隙偏小汽封的調(diào)整比較簡單、省力，間隙偏大汽封的調(diào)整就困難、費(fèi)力得多。

4 大膽設(shè)想 初次改革

（1）為提高汽封間隙調(diào)整的效率和精度，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，筆者及同事大膽實(shí)施了改革。

（2）筆者及同事設(shè)計(jì)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(zhuǎn)直徑1000 mm）。

（3）槽道內(nèi)側(cè)加工有一圈（共16個(gè)）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(shù)量同時(shí)充分考慮強(qiáng)度，胎具正反兩面車槽。

（5）胎具上的放置汽封塊槽道依據(jù)設(shè)備圖紙和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量綜合考慮。

（6）經(jīng)過試驗(yàn)確定槽道外徑比Φ1（見圖6所示）大0.05 mm；槽道內(nèi)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(cè)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(nèi)。此時(shí)就可以對(duì)汽封塊進(jìn)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(shí)確保汽封塊斷面間的接觸嚴(yán)密，保證汽封塊間間隙符合標(biāo)準(zhǔn)，汽封塊之間圓滑過渡、沒有臺(tái)階。

5 推廣應(yīng)用

這一工藝先后在安陽電廠、林州電廠、河南省內(nèi)多家電廠進(jìn)行推廣應(yīng)用。

6 總結(jié)經(jīng)驗(yàn) 完善工藝

（1）在推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)上對(duì)本工藝進(jìn)行了改進(jìn)采用合并同類項(xiàng)方法，把調(diào)整量相同的汽封塊兒放在一起加工，事先選號(hào)編組，對(duì)應(yīng)胎具，減少更換胎具次數(shù)。

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

（3）汽封塊左右兩側(cè)分別裝入槽道加工時(shí)，不僅偏心變化，而且塊與塊之間安裝位置也應(yīng)相應(yīng)改變。否則，會(huì)出現(xiàn)汽封塊兩側(cè)掛耳調(diào)整方向相反，造成報(bào)廢或返工。因此汽封塊180度換位裝入加工另一側(cè)時(shí)要特別注意，防止調(diào)錯(cuò)。

（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(nèi)，應(yīng)做到先裝入5塊，按調(diào)整量調(diào)好后取出，將剩下的一塊汽封裝入，單獨(dú)調(diào)整。

（5）機(jī)械化調(diào)汽封工作經(jīng)歷了由單塊調(diào)整、半圈調(diào)整，發(fā)展到整圈調(diào)整，從同心調(diào)整發(fā)展到偏心調(diào)整，快捷、精確的汽封調(diào)整，提高了汽輪機(jī)的檢修工藝，為縮短汽封調(diào)整工期、確保汽封調(diào)整質(zhì)量、降低操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

7 汽封調(diào)整小銑床在電廠中的應(yīng)用

汽封調(diào)整小銑床小巧靈活，操作簡單方便，在大修現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)可以加工。該裝置可加工汽封環(huán)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(dá)0.01 mm。每塊汽封環(huán)固定在裝置上可根據(jù)間隙值的大小隨意加工，也可進(jìn)行單支汽封環(huán)兩側(cè)的不等量加工，加工進(jìn)刀量自動(dòng)顯示在光柵尺讀數(shù)盤上。該裝置可隨時(shí)測(cè)量隨時(shí)調(diào)整。該裝置代表目前汽封調(diào)整工藝的最高水平，由于其方便、精度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低的特點(diǎn)，已在電廠中得以普遍采用。汽封調(diào)整胎具作為汽封調(diào)整小銑床的雛形，為小銑床的設(shè)計(jì)制造提供了基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支撐。

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