燃机联合循环低压缸加工工艺技术分析

【摘要】燃气轮机在与循环发电设备的联合应用中表现出了较好的应用效果，成为现代清洁能源发电技术中的一种先进技术，并且具有较好的市场竞争力。为了提高低压缸的使用性能，节省生产成本，采用低压外缸则能够有效实现上述目标。

【关键词】燃气轮机；循环低压缸；加工工艺技术

本次研究中采用的是D100E型低压缸，并采用了整体焊接的模式，其主要由裙式台版支持，台板制成与气缸相连的结构，并沿着汽缸两端边缘延伸。低压内缸的支撑点在外缸中。裙式台板主要固定在基础台板上，低压缸则固定在裙式台板与基础台板的孔隙中，低压缸的装配主要是为了满足模版设计的需求。

1.低压外缸的结构分析

D100E低压缸采取了整体焊接的结构，汽缸前后部均焊接在仪器，结构刚性强，工作时震颤幅度大，且表面粗糙度以及加工质量难以控制[1]。半合缸部位则采用了多个销螺孔进行定位，从而提高了对销孔位置的控制以及汽缸形变的控制。

2.汽缸加工工艺的设计分析

2.1 加工设备的确定。为了符合汽缸加工的需求，需要选择合适的机床进行加工。250镗床配备了直角铣头，且旋转工作台的尺寸能够满足汽缸行程以及加工精度的要求[2]。汽缸的體积大，起吊困难，为了提高工作效率，汽缸的加工内容需要在250镗床的封闭空间内完成。

2.2 汽缸的加工步骤。汽缸加工的具体步骤为：首先要进料，然后划线并由电机侧朝下上，寻找正水平中分面线以及左右两端的中分线，粗铣后再进行半精铣和精铣处理，然后在中分面进行钻孔，并于内腔键槽处进行加工处理，并做好基准的标记，然后再进行粗铣、半精铣和精铣的汽封，然后将下半水平中分面朝上，寻找正位线，整合上下半合缸后进行内缘汽封，最后进行断面孔的加工，最后就是进行清理工作。

2.3 装夹找正。为了确保汽缸加工的质量，在上半部分汽缸需要加装两组工艺搭子，并采用错开结构，形成差值为1.8m且上下压紧的结构，并于背部管口使用铁支架制成，汽缸下半部可以采用高垫箱将上下个点压实。压实工件的应用都是为了保障汽缸加工的质量，能够提高汽缸加工分面的平滑度。汽缸上半部分采用角铁辅助支撑的结构，能够保障加工时汽缸的稳定性。

2.4 中分面加工。汽缸工作时会产生大量的蒸汽，因此需要保证较好的密封性，对加工精度、粗糙度以及机械间隙的要求都较高，粗糙度为Ra1.8、平滑度要求1.5，水平中分面体积为7500mm×5800mm×15mm。为了确保铣面能够连续吃铣，在精铣处理过水平中分面之后，还需要对中分面孔进行精铣处理。低压外缸的厚度较薄，体积大，尤其是在加工峰值时，容易出现震颤。粗铣刀在选择时需要考虑工作效率，采用复合粗精铣组具，转速和走刀均满足工作要求。在精加工时，切削厚度较薄，工作磨损主要发生于刀面，需要采用规格较大的刀片，为了使切削流向待加工部位，从而避免对加工工件表面的划伤，需要采用正刃倾角，这是实际工作中的常见选择[3]。为了确保水平面加工的平滑度，需要采用精铣刀，能够满足加工需求。

2.5 销螺孔加工。销螺孔加工的具体措施为：销螺孔设计粗糙度为Ra1.8，需要采用铰刀或镗刀才能够保障加工质量。铰刀的尺寸相对比较固定，铰刀加工销螺孔的速度快且走刀少，工作效率低，并且在应用铰刀时存在着许多的不确定因素。镗刀的尺寸是能够根据时机要求进行调整的，应用性能强且工作效率高[4]。铰刀只适用于长柄、薄壁件以及刚性低工件的销螺孔加工中，而其他部位的销螺孔加工都可以采用镗刀。

传统的低压空各部位的销螺孔加工是采用将零件把合后再进行钻胶的方法。汽缸的尺寸较大，不但难以确保各个部位销螺孔的加工精度，且由于汽缸下半销螺孔底部都具备螺纹，要求螺纹必须与销螺孔部分具有同心性。因此，存在着一定的加工难度。目前许多厂家采用上下部分开加工的模式，上半销螺孔采用镗刀进行加工，而下半销螺孔加则需要预钻螺纹底孔，然后在使用镗刀进行销螺孔加工，从而保障销螺孔与销孔相符。汽缸上下销螺孔所对应的位置都是根据数控图纸坐标进行加工的，PLC技术的应用能够给保障上下销螺孔位置的精度，从而有效避免错位现象的发生，能够保障汽缸的刚度。

2.6 汽封端面加工。传统汽封端面加工主要存在两方面问题：①汽封端面的光滑度难以达到设计要求；②加工效率低。因此，笔者根据多年工作经验主要针对传统汽封端面加工方法进行改进。改进后的汽封端面加工方法为：在中分面加工时加入直角铣头，并将水平面铣刀参数设置为0，汽封端面中粗加工1圈时的深度为1，通过确定左右中心零点，计算半精铣端面的余量，然后在进行合镗计算。这样能够有效确定上下部位端面以及汽缸的中心，从而保证汽缸的密封性和端面的稳定性。加工时汽缸汽封端面的稳定性好，端面的平滑度也就越高，且加工效率快。

2.7 台板加工。台板作为低压缸的支撑结构，对平面度的要求较高，为了保障平面度符合设计要求，需要在水平中分面的四个角落分别采取千斤顶作为支撑，并在左右两侧各方一个平面千斤来辅助其支撑。左右台版面需要找准加工端面，确保工作台在同一平面上加工，因此在实际工作中需要进行调试，确保加工精度符合要求。

结束语

燃气轮机在与循环发电设备的联合应用中表现出了较好的应用效果，成为现代清洁能源发电技术中的一种先进技术，并且具有较好的市场竞争力。燃机与电机在低压缸中的加工具有一定的难度，但是通过文章设计方案的应用，能够圆满实现汽缸加工，并通过一边调试一边完善设计，优化了燃机联合循环低压缸加工计划，并确定了一种有效的制造方法，为实际生产提供了可参考的经验。

参考文献

[1]姜晖.9F燃机工程汽轮机低压缸组合焊接变形控制[J].科技创新导报，2015，23（31）：104-106.

[2]王军.西门子9F燃气—蒸汽联合循环汽轮机供热模式切换试验分析[J].内蒙古电力技术，2015，33（22）：64-68.

[3]王仪田，姜国栋，叶长青等.燃气蒸汽联合循环发电装置用煤气压缩机的设计[J].流体机械，2014，32（11）：11-13.

[4]江丽霞，蔡睿贤.燃气轮机中间回热循环性能分析[J].工程热物理学报，2015，26（1）：1-5.

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