汽轮机转子镶片工具改进

汽轮机转子镶片工具改进
摘要：与传统汽封结构不同，新型汽封结构由布置在转子上的汽封片和静子部
套的可磨损涂层组成。

涂层汽封结构汽封间隙设计较小，机组启动暖机过程中以
及正常运行过程中涂层会与汽封片发生磨损。

由于涂层结构硬度较低，发生碰磨
时不损伤汽封片，涂层磨出凹槽形状形成迷宫式密封。

关键词：冲卯，可磨损汽封
Tool For Sealing Strip In Rotor Steam Turbine Improvement
Ding Ying Wang Yue
(Harbin Turbine Company limited, Harbin 150046)
1．目的
随着可磨损汽封在汽轮机组的应用，转子镶片技术成为了一项汽轮机制造关
键技术。

汽封片在转子上冲卯牢固与否，直接影响汽轮机组安全稳定运行。

原始
手动汽封片冲卯技术冲卯效率低、质量差，自动冲卯工具能大幅提高装配效率及
质量。

2．应用背景
哈汽公司在2017年出产的深能源保定项目等机组采用了新型汽封结构：转子镶片+可磨图层（见图1）。

与传统汽封结构不同，新型汽封结构由布置在转子上
的汽封片和静子部套的可磨损涂层组成。

涂层汽封结构汽封间隙设计较小，机组
启动暖机过程中以及正常运行过程中涂层会与汽封片发生磨损。

由于涂层结构硬
度较低，发生碰磨时不损伤汽封片，涂层磨出凹槽形状形成迷宫式密封（见图2）。

汽封片硬度增加可以提高抗倒伏能力，大幅减少汽封漏汽的同时降低了汽
封片倒伏大面积漏汽的几率。

可磨损汽封有效控制汽封体长度，满足密封需求。

转子镶片采用填隙条将汽封片压紧在汽封槽内并冲卯固定，目前的冲卯工具为手动，冲卯效果差、效率低。

图1 可磨损汽封图2 磨损后的汽封
3．解决方案
手动冲卯工具结构如图3所示，设计为扁铲结构。

装配工人将尖端对准填隙
条凹槽，用3磅重的手锤敲击冲子，填隙条经过冲子冲卯变形后起到紧固作用。

汽封片需要沿圆周方向均匀冲卯，为保证紧固程度，冲卯距离一般不超过10mm。

每根转子上百圈汽封片需要冲卯，装配者长时间工作后注意力无法完全集中时，
冲尖极易损坏转子本体。

汽轮机转子在运行中处在高速旋转状态且环境温度、压
力都很高，本体任何细小损伤都可能成为影响机组安全运行的危险源。

转子本体
产生损伤后虽然对产品外观质量及性能产生一定影响，由于处理困难只能圆滑过
渡后让步使用。

转子镶片过程手动冲卯工具对装配工人熟练程度及精神状态要求
极高。

图3
为了减少转子镶片过程对转子损伤的几率，改进后的工具应该具有自定位功能，通过机械定位取代操作者目视定位。

传统冲子仅与填隙条接触，打击冲子时
易偏离位置，冲卯难度大；新型冲卯工具改进后主视及俯视图均为叉形结构，主
视叉形结构使每次冲卯点数由一点增加为2点，冲卯距离更加容易控制。

俯视叉
形结构凹槽设计与汽封片厚度相当并留有一定间隙，冲卯过程起导向作用，见图4。

改进后冲子搭在汽封齿上并以汽封齿作为定位，冲尖无需调整可以直接对准
填隙条。

传统冲子每次敲击冲卯一点，冲卯间距全靠目视保证；改进后，每次冲卯2点，2点间距离固定，容易满足图纸及工艺要求。

冲卯工具末端传统设计为圆柱结构，易于使用手锤敲打，新式冲卯工具末端是设计成与气镐连接结构,见图5。

汽镐是一种常用风动冲卯工具，通过压缩空气驱动，连接镐头后可以实现自动冲卯，气镐打击力量及频率相对稳定。

根据冲卯要求计算，每圈汽封齿需要钳工冲卯300点以上，体力消耗严重，冲卯时间长；改进后冲子冲卯次数是原来一半，且用气镐驱动，在转子盘动过程中实现连续冲卯，效率大幅提高。

图4
图5
4．取得效果
转子镶片冲卯工具改进后大大提高了镶片效率，采用传统冲卯方式一圈汽封片冲卯约30分钟，改进后一圈汽封片冲卯仅需10分钟，以保定项目中压转子（33圈汽封片）为例，每根转子节省装配周期11小时。

采用改进后冲子冲卯外观整齐、规则，比传统冲子更荣易满足图纸要求，减少了损伤转子本体的情况，有效改善了转子外观质量。

参考文献:
1.陆燕荪等.火力发电设备技术手册[M].北京：机械工业出版社，1998
作者简介：
丁莹（1986.10），男，工程师，哈尔滨汽轮机厂有限责任公司。