（内蒙古大唐国际托克托发电厂 内蒙古呼和浩特市 010000）
摘要：某发电厂5号机组大修，大修前高压缸有泄漏的现象，在揭开高压缸上缸后，发现缸的结合面有蒸汽冲刷的痕迹，随即采取补焊结合面并研刮的方法，消除结合面间隙。在汽轮机组大修中，常常发现汽缸有变形泄漏的现象，通过分析研究，得出变形泄漏的原因，找到消除泄露的方法。
关键词：结合面；变形泄漏；原因；处理方法
某发电厂有8台300MW汽轮机组，其中有6台为亚临界，中间再热，两缸两排汽凝汽式汽轮机组，型号为N300——16.7/537/537——5型。其高中压缸采用合缸的形式，设计为内外双层缸，内外缸夹层有压力和温度较低的蒸汽不断的流动，使汽缸的热应力减少，有利于加快启动过程。上下汽缸是中开式，汽缸的中分面均是厚度大于缸壁的发兰，用汽缸专用的螺栓连接。5号机组在08年4月大修时因汽缸漏汽严重，漏汽点间隙达到0.50mm。决定在下缸结合面补焊两道10mm左右的焊道，再以上缸为基准，研刮下缸结合面。大修完毕后，机组投运几个月后，又发现有漏汽的现象，2009年2月5日开始揭缸检查，发现中压排汽部位有蒸汽冲刷的痕迹，分析为原来中分面研刮的工艺不精，补焊的密封带与缸面的过度不好，形成了台阶形状的漏汽部分，造成了有0.10----0.15mm的间隙，高压蒸汽顺着间隙漏出，随后采用局部补焊研刮的工艺，消除了间隙。继而还发现在高压部分的汽缸中分面有轻微的蒸汽冲刷的痕迹，分析是高压内缸猫爪压板的膨胀间隙小，运行受热膨胀，使上缸变形漏汽，随即调整压板垫片，使膨胀间隙在0.30---0.50mm要求的范围之内，汽缸运行后不在漏汽。同时在低压缸的大修中，揭缸后发现低压缸的结合面也有漏汽的痕迹，低压缸存在着变形，而且在中间的最大达到2.6mm，其原因就是缸体在出厂时内应力没有完全消失，又加上在以后运行中的高温蠕变及启动中形成热应力，造成汽缸的变形，用补焊下缸中分面，以上缸为基准面研磨的方法消除了汽缸变形。
综上所述，汽缸的泄漏多发生在上下缸的水平结合面的中部和高压轴封的两侧，因为此处的温度变化大，发兰的薄厚也不均匀，因此热应力也大，往往会使汽缸发生塑行变形造成较大的间隙而发生漏汽。
一、汽缸泄漏产生的原因
1、汽缸是铸造而成的，汽缸出厂后都要经过时效处理，就是要存放一些时间，使汽缸在住铸造过程中所产生的内应力完全消除。如果时效时间短，那么加工好的汽缸在以后的运行中还会变形，这就是为什么有的汽缸在第一次泄漏处理后还会在以后的运行中还有漏汽发生。因为汽缸还在不断的变形。2、汽缸在运行时受力的情况很复杂，除了受汽缸内外气体的压力差和装在其中的各零部件的重量等静载荷外，还要承受蒸汽流出静叶时对静止部分的反作用力，以及各种连接管道冷热状态下对汽缸的作用力。在这些力的相互作用下，汽缸发生塑性变形造成泄漏。3、汽缸的负荷增减过快，特别是快速的启动、停机和工况变化时温度变化大、暖缸的方式不正确、停机检修时打开保温层过早等，在汽缸中和发兰上产生很大的热应力和热变形。4、汽缸在机械加工的过程中或经过补焊后产生了应力，但没有对汽缸进行回火处理加以消除，致使汽缸存在较大的残余应力，在运行中产生永久的变形。5、在安装或检修的过程中，由于检修工艺和检修技术的原因，使内缸、汽缸隔板、隔板套及汽封套的膨胀间隙不合适，或是挂耳压板的膨胀间隙不合适，运行后产生巨大的膨胀力使汽缸变形。6、使用的汽缸密封涂料质量不好、杂质过多或是型号不对。涂料内有坚硬的杂质使密封面难以紧密的结合。涂料的型号都对应着汽缸结合面所承受的压力和温度及变形量的大小，如果使用有差错，就会发生泄漏。7、汽缸螺栓的紧力不足或是螺栓的材质不合格。汽缸结合面的严密性主要靠螺栓的紧力来实现的。机组的起停或是增减负荷时产生的热应力和高温会造成螺栓的应力松弛，如果应力不足，螺栓的预紧力就会逐渐减小。如果汽缸的螺栓材质不好，螺栓在长时间的运行当中，在热应力和汽缸膨胀力的作用下被拉长，发生塑性变形或断裂，紧力就会不足，使汽缸发生泄漏的现象。8、汽缸螺栓紧固的顺序不正确。一般的汽缸螺栓在紧固时是从中间向两边同时紧固，也就是从垂弧最大处或是受力变形最大的地方紧固，这样就会把变形最大的处的间隙向汽缸前后的自由端转移，最后间隙渐渐消失。如果是从两边向中间紧，间隙就会集中于中部，汽缸结合面形成弓型间隙，引起蒸汽泄漏。
二、汽缸结合面变形泄漏处理的方法
汽缸结合面产生变形和泄漏的原因不同，而且出现的部位和变形泄漏的程度不也不同，首先要用长平尺和塞尺检查汽缸结合面的变形情况，在检修中要根据泄漏的原因和变形程度采取相应的检修措施。
1、汽缸变形较大或漏汽严重的结合面，采用研刮结合面的方法。如果上缸结合面变形在0.05mm范围内，以上缸结合面为基准面，在下缸结合面涂红丹或是压印蓝纸，根据痕迹研刮下缸。如果上缸的结合面变形量大，在上缸涂红丹，用大平尺研出痕迹，把上缸研平。或是采取机械加工的方法把上缸结合面找平，再以上缸为基准研刮下缸结合面。汽缸结合面的研刮一般有两种方法，一是不紧结合面的螺栓，用千斤顶微微推动上缸前后移动，根据下缸结合面红丹的着色情况来研刮。这种方法适合结构刚性强的高压缸。另一种是紧结合面的螺栓，根据塞尺的检查结合面的严密性，测出数值及压出的痕迹，修刮结合面，这种方法可以排除汽缸垂弧对间隙的影响。2、采用适当的汽缸密封材料。在选用汽缸密封涂料时，要根据泄漏间隙的大小和压力大小以及温度的高低选用合适的汽缸密封涂料型号，以保证检修处理后汽缸的严密性。3、局部补焊的方法。由于汽缸结合面被蒸汽冲刷或腐蚀出沟痕，选用适当的焊条把沟痕添平，用平板或平尺研出痕迹，研刮焊道和结合面在同一平面内。汽缸结合面变形较大或是漏汽严重时，在下缸的结合面补焊一条或两条10—20mm宽的密消除间隙封带，然后用平尺或是扣上缸测量，并涂红丹研刮，直到消除间隙。此操作的工艺也很简单，焊前预热汽缸至150℃，然后在室温下进行分段退焊或跳焊。选用奥氏体焊条，如A407、A412，焊后用石棉布覆盖保温缓冷。待冷却室温后进行打磨修刮。4、汽缸结合面的涂镀或喷涂。当汽缸结合面大面积漏汽，间隙在0.50mm左右时，为了减少研刮的工作量，可用涂镀的工艺。用汽缸做阳极，涂具做阴极，在汽缸的结合面上反复涂刷电解溶液，涂层的厚度要根据汽缸结合面间隙的大小而定，涂层的种类要根据汽缸的材料和修刮的工艺而定。喷涂就是用专用的高温火焰喷枪把金属粉末加热至熔化或达到塑性状态后喷射于处理过的汽缸表面，形成一层具有所需性能的涂层方法。其特点就是设备简单，操作方便涂层牢固，喷涂后汽缸温度仅为70℃—80℃不会使汽缸产生变形，而且可获得耐热，耐磨，抗腐蚀的涂层。注意的是在涂渡和喷涂前都要对缸面进行打磨、除油、拉毛，在涂渡和喷涂后要对涂层进行研刮，保证结合面的严密。5、结合面加垫的方法。如果结合面的局部间隙泄漏不是很大，可用80—100目的铜网经热处理使其硬度降低，然后剪成适当的形状，铺在结合面的漏汽处，再配以涂料。如果结合面的间隙较大，泄漏严重，可在上下结合面开宽50mm深5mm的槽， 中间镶嵌IGr18Ni9Ti的齿形垫，齿形垫的厚度一般比槽的深度大0.05—0.08mm左右，并可用同等形状的不锈钢垫片做以调整。6、控制螺栓应力的方法。如果汽缸结合面的变形较小，而且很均匀，可在有间隙处更换新的螺栓，或是适当的加大螺栓的预紧力。按从中间向两边同时紧固，也就是从垂弧最大处或是受力变形最大的地方紧固螺栓。控制螺栓的预紧力可用公式d/L≤A来计算，式中d为发兰中分面外缘的最大间隙，单位是mm，L为发兰的张口度，单位是mm，A是汽缸的一个常数，与螺栓允许的最大应力、张口段螺栓的外径、发兰最大的惯性距、发兰弹性摸数、汽缸的结构和发兰的抗弯曲度有关，由于此计算的数据与测量的手段还在研究当中，目前没有达到推广，多在螺栓的允许的最大应力内根据经验而定。
图1汽缸螺栓分布和编号及紧螺栓的顺序
汽缸结合面的严密性直接影响机组的安全经济运行，检修研刮汽缸的结合面，使其达到严密，是汽缸检修的重要工作，在处理结合面漏汽的过程中，要仔细分析形成的原因，根据变形的程度和间隙的大小，可以综合的运用各种方法，以达到结合面严密的要求。
参考文献
［1］王殿武.《汽轮机设备检修》. 中国电力出版社
［2］《汽轮机设备及其系统》 中国电力出版社
作者简介
王云飞：（1974--）男，汽轮机本体检修高级技师，内蒙古大唐国际托克托发电厂设备部
论文作者:王云飞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
标签：汽缸论文; 螺栓论文; 间隙论文; 中分论文; 方法论文; 应力论文; 蒸汽论文; 《电力设备》2017年第30期论文;