[发明专利]一种用于汽轮机通流部位的汽路封严方法

说明书

技术领域

本发明属于汽轮机通流部位的汽路封严技术领域。

背景技术

汽轮机通流部分的封严技术多采用静子部套(气缸、隔板)上镶嵌或加工汽封齿控制通流间隙，转子在高转速、高温下运行时，会发生跳动和膨胀，因此导致转子与汽封齿发生对磨刮擦，这种汽路封严方法的缺点是：为了避免转子在刮擦过程中发生损伤，尽量牺牲汽封齿，从而保护转子，汽封齿在刮擦过程中高度发生损失，通流间隙变大，机组效率降低。

发明内容

本发明是为了解决现有汽路封严方法中，汽封齿在刮擦过程中高度发生损失，通流间隙变大，机组效率降低的问题，现提供一种用于汽轮机通流部位的汽路封严方法。

一种用于汽轮机通流部位的汽路封严方法，该方法为：

在汽轮机高、中、低压通流部分的静子部套上封涂可磨耗封严涂层，在汽轮机相邻的两级动叶之间和端部汽封位置设置汽封齿。

汽轮机高、中、低压通流部分的静子部套为：隔板静叶叶顶围带、汽封环和汽封弧段。

可磨耗封严涂层包括NiCrAlY底层和NiCrFeAl/hBN/SiO₂面层。

在汽轮机高、中、低压通流部分的静子部套上封涂可磨耗封严涂层的具体方法为：

步骤一：分别将NiCrAlY粉末和NiCrFeAl/BN·SiO2粉末置于干燥箱内，在70℃～90℃的烘干条件下，烘干1h～2h，烘干后将热状态下的两种粉末分别装入两个送粉器料斗中；

步骤二：采用大气等离子喷涂方式将NiCrAlY粉末喷涂在静子部套顶端内径表面，形成厚度为0.1mm～0.2mm的NiCrAlY底层；

步骤三：利用火焰喷涂方式将NiCrFeAl/BN/SiO2粉末喷涂在NiCrAlY底层表面，形成厚度为1.5mm～2.5mm的NiCrFeAl/hBN/SiO₂面层，NiCrAlY底层和NiCrFeAl/hBN/SiO₂面层共同构成可磨耗封严涂层。

步骤一结束至步骤三开始的时间间隔小于4h。

本发明的有益效果是：采用火焰喷涂方式获得的NiCrFeAl/hBN/SiO₂可磨耗封严涂层具有优异的耐高温性能、抗腐蚀性、可磨耗性和抗冲蚀性，能够在蒸汽轮机通流环境下长期服役。且通过高温高速刮擦试验表明，硬度为HR15Y 54-58的涂层，在服役环境下与汽封齿对磨后，汽封齿高度损失IDR值为10.0％以下，即理想状态下，汽封齿高度损失降低了至少90％以上，同时涂层部位刮磨后产生的刮痕槽与汽封齿形成迷宫式汽封通流结构，更加有利于提高蒸汽做功效率。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式所述的一种用于汽轮机通流部位的汽路封严方法，该方法为：

在汽轮机高、中、低压通流部分的静子部套上封涂可磨耗封严涂层，在汽轮机相邻的两级动叶之间和端部汽封位置设置汽封齿。

本实施方式为了提高汽轮机通流部分汽路封严效率，改善通流间隙，达到提高机组效率的目的，在汽轮机高、中、低压通流部分的静子部套应用可磨耗封严涂层，转子上镶嵌或车削加工出汽封齿。这种方式在机组运行时，可磨耗封严涂层与汽封齿刮擦对磨，二者刮擦后，可磨耗封严涂层除对磨位置发生磨耗外其他位置仍保持原有结构，且汽封齿的磨损量大大减小，齿高几乎不发生变化。因此通流部分保持原有的设计间隙，从而提高机组效率。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于汽轮机通流部位的汽路封严方法作进一步说明，本实施方式中，汽轮机高、中、低压通流部分的静子部套为：隔板静叶叶顶围带、汽封环和汽封弧段。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于汽轮机通流部位的汽路封严方法作进一步说明，本实施方式中，可磨耗封严涂层包括NiCrAlY底层和NiCrFeAl/hBN/SiO₂面层。

本实施方式通过在汽轮机通流部分静子部套上喷涂NiCrAlY底层和NiCrFeAl/hBN/SiO2面层，在通流位置设计合理的涂层厚度，计算并定义涂层硬度、结合力和孔隙率等性能指标，核算预留间隙，使机组在运行环境下涂层与汽封齿刮擦后仍保持较小间隙，同时可磨耗涂层系统不被剥落、腐蚀和氧化。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于汽轮机通流部位的汽路封严方法作进一步说明，本实施方式中，在汽轮机高、中、低压通流部分的静子部套上封涂可磨耗封严涂层的具体方法为：