第4期2020年12月
No.4
Dec.2020 DONGFANG TURBINE
D0I:10.13808/jki.issn1674-9987.2020.04.013
岳军贤
(东方电气集团东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000)
扌商要：反动式通流技术的应用可以有效减轻汽轮机的机组本身重量，还有助于降低汽轮机的热耗水平从而提高运行的经济性。文章以100MW级动动式高压内缸的制造为例，从加工制造流程、车削刀具、装配等角度入手，探究该型内缸的较为合理的制造工艺流程，以供参考。 芥川龙之介河童
关键词：汽轮机，高压内缸，动动式，制造流程
中图分类号：TG773文献标识码：A文章编号：1674-9987(2020)04-0052-03
Research on Manufacturing Process of100MW
Reaction High Pressure Inner Cylinder
咸阳偏转集团YUE Junxian
(Dongfang Turbine Co.,Ltd.,Deyang Sichuan,618000)
Abstract：The application of reaction flow passage technology can effectively reduce the weight of the steam turbine unit itself and help to reduce the heat consumption level of the steam turbine so as to improve the economy of operation.Taking the manufacture of 100MW reaction high pressure inner cylinder as an example,this paper explores the reasonable manufacturing process of the type of inner cylinder from the manufacturing process,turning tools and assembly,for reference.
Key words:steam turbine,high pressure inner cylinder,reaction,manufacturing process
0引言
余热发电主要是指利用钢铁、煤矿、化工等企业生产过程中所产生的多余热能转化为电能。该发电技术不仅节能，还能实现清洁环保。数据显示现阶段中国一次能源利用率约30%，比世界平均水平低3个百分点左右，存在着巨大的能源浪费，因此提高能源利用率成为当前国家节能环保的重要手段，余热发电市场前景相对可观。本文选取100MW级超高温亚临界机组高压内缸的制造流程来探讨制造成本
及效率问题。
1100MW级反动式高压内缸的结构特点
100MW级超高温亚临界机组采用高压、低压
第一作者简介：岳军贤(1985-)，男，本科，工程师，毕业于四川理工学院，现从事工业小机静子件加工工作。-52・
東于比輪＜•
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第4期2020年12月
No.4Dec.2020
及后缸三缸结构，高低压部分均为双层缸结构， 采用反动式通流技术。从电厂运行情况以及理论
推算反动式通流技术在额定工况下气耗相比冲动 式通流技术低8%~10%，且热能转换更加充分、
热利用率更高，被广泛应用于钢铁、建材、化工
行业。
与常规冲动式机组不同，此类机组均采用反
动式汽轮机技术设计。在相同的蒸汽参数和容量
等级条件下，反动式的级数较冲动式多，汽缸更
长、内腔更小且全为加工面。其高压内缸内孔尺
寸就更加狭小，加工难度相对较大。图1所示是 高压内缸的毛坯轮廓图。
图1高压内缸毛坯轮廓图
高压内缸具体结构如下：
(1) 汽缸为上下半合缸结构。材质为
ZG15Cr1Mo1V，上下半毛坯的重量都为6 000 kg, 缸体的外形轮廓长2 031 mm 、最大外径准1 620 mm 、内孔直径准735 mm 〜准820 mm，静叶围带车
削后内孔直径准660 mm 。
(2) 内腔结构包含12级静叶安装T 型槽及12 根槽底敛缝片槽，各级静叶安装槽之间4根汽封
片槽共计48槽，分为高低齿，高压端开档槽及内
缸定位环槽；外部结构包含上下半各2个进汽管 及定位键。
(3)中分面通孔背部是很狭窄的法兰结构，法
兰与非加工面过渡复杂；中分面连接孔采用6个
4-8un 、14 个 3-8un 、6-M60x4、4-M52x3 等 4 个
规格的螺孔组成；同时布局有4个准30锥销孔、2 导柱孔及2顶开孔。
2高压内缸制造工艺流程设计
2.1总体加工方案制定
闫世可100 MW 级反动式高压内缸为上下半结构，主
要加工的部位有：中分面、中分面各孔及背部刮
面、内腔开档槽、T 型槽、敛缝片槽、汽封片安装 槽、背部定位环槽、悬挂销槽、背部进汽管等。
高压内缸经铸造、热处理、粗加工合格后转
入精加工工序。主要加工设备有：XKA2840*100 数控龙门铳、RFH100摇臂钻床、CKX5250数控5
米立车、TK6916数控落地镗铳床。
2.2高压内缸制造工艺流程
相较于冲动式筒形内缸，应将该反动式汽轮
机内缸在自由状态下中分面的接触间隙设计在
0.03 mm 之内。加工过程中需要保证汽封齿片安装
槽、敛缝片槽及静叶安装槽完全符合设计要求。 结合该高压内缸的结构特点、加工流程的顺畅性
以及加工效率，初步考虑设计2种加工工艺流程
进行加工对比，见图2o
(a)第1种
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经热处理1按图进
一-一丄、职冲心_2、龙门铣
粗加工完匸=>行毛坯检粗铣中分二^…八面各孔
石龙二中成的毛坯查并划线
5、龙门铳
下半螺纹旋风铣、上半通孔精镗，精铣面及铣车削正用等高
3、摇臂钻床
a、上半钻孔中
分面各孔
b、下半钻疏水
孔及其余小孔4、数控镗铳小青龙汤证
铣上半背部刮面
0.
@7、立车8、镗床
半精车+精车缸转镗床加工
11、立车
车齿、清理完工
汽封1片安装清理回静叶装配
(b)第2种
图22种加工流程
2.32种制造工艺流程优缺点分析探讨
2.3.1第1种加工流程分析
第1种加工流程即是传统的加工流程，工步之间就存在弊端。实际操作发现先转镗床进行多余金属去
除经常存在部分位置铳削不到位至刮面无法进行，又得再次上镗床，如此来回重复动作会造成吊车转运、各机床重复装夹及正、机床资源处于被动状态等，有很大程度的等待浪费，仅仅钻镗工序就让加工周期加长；接着车床序要求粗车完成后拆开进行消缺后再精车，此工序也对产品加工周期造成一定影响，实际加工中发现该步仅需进行目视检查再进行临床消缺即可。
2.3.2第2种加工流程图分析
结合实际加工情况及第1种流程的弊端经验形成第2种加工流程，对第1种加工流程中部分工序进行优化并合并，2种流程对比主要变化的地方在第2种加工流程二中用蓝字体进行区别。
(1)在龙门铳粗铳阶段就将中分面各孔利用复合钻调整好钻头直径至目标孔直径，直接在粗铳时将中分面孔镗铳到位且深度超过刮面要求深度；
(2)直接转至钻床将上半中分面孔利用约准30的钻头钻通并钻完其余图纸要求的小孔、下半中分面钻疏水孔及钻攻其余各孔，对于上半钻床无需进行背部刮面工序；
(3)上半在转到镗床进行背部刮面铳削；
(4)转龙门铳精铳面及等高即可；
(5)车削工序半精车后不在拆缸处理，而是通过目视检查后进入精车工序；
(6)针对汽缸不同关键部位加工所应用到的刀具进行精细化设计。女口：背部刮面铳削时设计了专用铳面刀具，很大程度上降低了刀片消耗(粗步测算节省费用为2.1万元/台次),T型槽车削选用锋钢R刀、锋钢左右R刀，汽封片安装槽选用机架刀，有效提高了加工质量与加工效率。第2种加工流程无需考虑多余金属影响钻床反刮面而来回重复动作的等待浪费，同时铳出的刮面粗糙度远好于钻床刮面的粗糙度。经过调整改进后加工的流畅性上明显提高，同时将周期缩短近三分之一，加工制造成本每台次可降低近10万元。因此，在该型高压内缸的实际制造过程中倾向于第2种加工流程，同时推广于类似气缸加工。
3结论
当前低能耗、可循环的节能环保型汽轮机组的加工生产已成为各大汽轮机制造企业的主要发展方向，而反动式通流技术的应用能够更好提升机组运行的稳定性与经济性。依托工业厂矿、城市供暖、垃圾发电实现汽轮机的余热循环利用，进一步为汽轮机加工制造流程优化提供重要的指导意义。对于企业而言降低制造成本势在必行，通过100MW级高压内缸制造流程的探索，总结出了一套完整、高效且成本低廉的制造流程方案，同样可适用于各类相似结构的汽缸制造加工过程中达到降本提质的作用。为后续市场订单打下坚实的基础。
参考文献
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[2]柯素芳.中国预热发电行业发展现状及市场前景分析余
热发电大有可为.[N/OL]前瞻产业研究院，2019-03-12 [2019-3-13].www.qianzhan analyst/detail/ 20190311-3f38edbe.html.
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东方汽轮机，201&(2):41-44.
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