密封瓦加工经验浅谈

摘要： 大唐湘潭发电有限责任公司二期2*600MW汽轮发电机组使用双流环式密封瓦，在本次#4机大修中对该瓦进行更换，本文主要探讨双流环密封瓦加工的工艺方法。

关键词： 双流环；密封瓦；加工；工艺

中图法分类号：TK 文献标识码：A

一、基本情况

大唐湘潭发电有限责任公司二期2*600MW机组系国产超临界汽轮发电机组，其发电机为上海汽轮发电机有限公司引进西门子公司技术制造的QFSN-600-2型设备，氢气密封油系统采用双流环式结构，其使用的双流环式密封瓦是指瓦的氢侧与空侧各自形成独立的循环油路，由油压平衡阀控制空、氢侧密封油压相对平衡，避免两路油相互串流，防止氢气从发电机内溢出，从而维持发电机内氢气纯度。

二、问题介绍

#4机大修解体发电机密封瓦后，发现密封瓦乌金面有较深刮痕，汽端空侧、汽端氢侧、励端空侧、励端氢侧四圈密封瓦圆环内径椭圆度超标，最大差值达0.17mm（圆环与轴颈的配合间隙差值仅为0.05mm），需要对所有密封瓦进行更换。

新更换的密封瓦为原厂家检修备品瓦，圆环内孔尺寸及瓦块轴向厚度需按照现场发电机转子直径和支座内密封瓦安装槽的轴向尺寸来配，现对待换上的新瓦、转子、安装槽的各数据测量如下：

（一）发电机转子密封瓦安装位置的直径

励端转子直径平均值为499.96mm，

汽端转子直径平均值为499.96mm，

测量时现场环境约28℃

（二）支座内密封瓦安装槽的轴向尺寸

励端支座槽长47.65mm

汽端支座槽长47.66mm

（三）待换密封瓦尺寸，将密封瓦圆环内孔分为8等分，测量每点外缘的瓦块厚度以及对应两点之间的内孔直径

1、空侧密封瓦，汽、励端都由备件半成品瓦加工

2、氢侧密封瓦，励端利用以前检修中换下的旧瓦采用“旧配新”的方法搭配使用，汽端由新备品瓦加工

三、数据分析及解决思路

由以上数据我们可以得出，先前励端氢侧的旧密封瓦加工尺寸基本符合间隙要求，不进行加工处理，而汽端空侧、汽端氢侧、励端氢侧三圈密封瓦则需要进行圆环内径及厚度加工，其中同侧空氢侧瓦总厚度按间隙标准去配，图纸具体要求如下：

由以上加工要求可以得出，我们此次加工所需要的尺寸如下：

综合考虑密封瓦及进油槽的各轴向数据及加工精度的考虑，我们选择单面加工，即选择空氢侧瓦非接触的那一面作为加工面。

另外，汽端氢侧由于是新瓦胚，其表面进油槽未开，需要自行在尺寸加工完毕后车制，如图3中所示加工面2、加工面3。

四、加工过程实施

（一）加工尺寸的复核

加工前应反复对发电机转子轴颈、内油挡里密封瓦槽的轴向长度再次测量，对每圈密封瓦胚的厚度与圆环内径进行测量，最终按照间隙范围复核加工方案中的加工尺寸

（二）加工方式的选择及工装的制作

由于密封瓦精度要求高，不允许变形。但该部件直径大、圆环壁相对很薄，属于薄壁类短轴套零件，非常容易变形。为了消除装夹加工过程中自身重力引起的变形，我们选择主轴为立式的液压机械式立车KV-1000ATC+C；考虑到内孔和上下端面需要同时加工，并保证轴心与两端面的垂直度要求，设计了专用夹具，以达到减少工装位次数、方便测量、保证加工精度的目的：

设计该套专用夹具时，我们考虑到该密封瓦本体材质为铸青铜，内圈镶巴氏合金，在工装底板上钻眼攻丝，分多点对密封瓦径向边缘凹槽位置进行夹装（见图7右），既消除了装夹误差又优化了加工工艺（内孔和两端面可在同一工装位加工），为了方便测量加工过程中密封瓦的厚度，提高测量精度，在夹具上多个位置铣槽以方便外径千分尺测量读数（见图7左）。

（三）加工步骤

1、工件的装夹

工件的装夹对加工精度影响至关重要，在加工之前应分别确保夹具、加工件与车床工作台的平行度不大于0.02mm，确保加工件内孔与立车工作台的同心度在不大于0.02mm。

2、确定基准面

为确保加工精度达到要求，先以车床工作台为基准对夹具进行找正，再以夹具端面为基准对密封瓦轴向非加工面进行车削，随后将加工件反向放置，两端面互为基准反复修正，确保密封瓦两端面平行度不大于0.02mm。

3、半成品的粗车与精车

由于半成品厚度（约1mm）、内孔直径（约4.8mm）均有一定的加工余量，在车削过程中吃刀深度不宜过大，应采用小吃刀深度的方法降低切削力，减少其对瓦体的外力作用，同时车削过程中还应对瓦体瓢偏密切关注，尽可能减少车削对加工件造成的变形。

4、要点注意

（1）瓦体的变形问题

密封瓦本体的变形包括加工及存放、组装、机加工、运输等多个环节带来的变形：

在加工及存放过程中可能存在应力未释放完全的现象，应在加工前将定位销拆出，让两半瓦块自由放置一段时间直到消除应力即可；

在两半瓦块组装过程中，很有可能因为两定位销孔中心距存在误差而导致“憋力”现象，建议在机加工前重新将毛坯拆装一遍，既对定位销孔的情况进行了检查，又确保两半瓦块加工前后在组装上不会产生偏差，避免加工完毕回装时发现瓦体瓢偏达不到要求的现象产生；

机加工过程中产生的变形主要是由于加工工艺、装夹、切削力、切削热等方面的影响；

瓦块的运输及存放环节，应用专门的密封瓦保护板将组装好的整圈密封瓦紧固夹装，并在解除位置用橡皮垫好，严防该过程中产生变形。

（2）消除温度产生的影响

温度对密封瓦加工产生的影响可分为密封瓦体受热变形与量具受热变形两方面：

由于密封瓦对温度变化十分敏感，在现场测量过程中要充分考虑并记录即时环境温度，在加工前后测量时应尽可能保证温度接近以减小误差，特别是在每一步车削后，应严格保证瓦体温度冷却至常温后方可进行测量工作，经测量证明，温度未充分冷却时测量结果与真实结果相差最大达0.02mm，将对最终数据造成非常大的影响。

值得指出的是量具受热变形亦对测量结果将造成一定的影响，特别是使用内径千分尺测量内孔直径时，手指不应直接接触到量具上，以免手的温度经一段时间后传递到千分尺上导致其受热变形，经测量证明，同一测量者在相同位置用捂热后的内径千分尺测量的数据与初始数据相比差值约0.005～0.01mm，因此在测量时我们需要注意。

五、结语

总的来讲，密封瓦的加工精度要求较高，瓦胚返厂加工费用昂贵且需要较长的时间，电厂就近加工能够很好的控制资金和时间的问题，但存在一定的加工风险。就我厂#4机目前的来看，更换密封瓦之后密封油系统工作正常，达到了检修的初衷，本文就此次加工中的总体思路、加工步骤、经验教训等作了初步的总结。

参考文献

[1]李然. 600MW汽轮发电机密封瓦修复工艺探讨[J].神华科技，2010，（3）：62-65