一種新型工業燃氣輪機尾筒刷子氣封的制作方法

本發明屬于密封設備技術領域，具體涉及一種新型工業燃氣輪機尾筒刷子氣封。

背景技術：

工業燃氣輪機運行過程中，燃氣在燃燒器中燃燒后，通過尾筒，在進入透平靜葉前，需要特殊的密封結構防止高溫氣體泄漏；而尾筒刷子氣封，既要能承受高溫燃氣的氧化腐蝕，又能在因熱應力而變形的組件之間保持較好的密封，其主要依賴于高性能刷絲的彈性及高效的阻尼效應，以及密封結構設計上的合理性，滿足機組的密封要求。

尾筒刷子氣封，由耐高溫的尾筒本體材料、刷條構成，與燃氣輪機出口的密封工作面形成接觸，刷條是由致密而富有彈性的高溫鈷基合金絲按照一定方向，緊密排列后組成的密封層，高溫氣體經過刷絲時產生擾流，因刷絲纖細而致密，氣體經過刷絲束時，由于流體的粘性，會沿著刷絲表面的運動，由于刷絲密集，數量眾多，因而氣流在刷絲束中的流動阻力增大，且方向無規則，因而泄漏量大幅降低；同時刷絲在高溫下具有較好彈性，能彌補因熱應力或振動產生的間隙，始終保持接觸密封，起到了良好的密封效果。

傳統工業燃氣輪機用刷子氣封為整體式結構，且結構復雜，一旦中間工序出錯會導致整體報廢，損失較大；且燃氣輪機的刷子氣封屬于易損件，需要定期更換，而一般尾筒刷子汽封的尾筒本體損壞可能性較小，傳統的燃氣輪機刷子汽封為整體式，一旦某個部位損壞均需要整體更換，浪費成本較大。

技術實現要素：

為了解決傳統的工業燃氣輪機用刷子氣封結構復雜，易損壞且更換成本大等問題，本發明中提供一種新型工業燃氣輪機尾筒刷子氣封及其制造方法；該一種新型工業燃氣輪機尾筒刷子氣封，能夠對燃氣輪尾筒處的高溫氣體進行有效密封，減少高溫氣體泄漏，同時簡化了密封件的結構，降低了更換成本，提高了部件的綜合使用壽命；此外，本發明能有效的密封燃氣輪機尾筒出口部分的高溫氣體，同時便于檢修更換；本發明由刷條、尾筒本體組成，通過合理的材料選擇及加工工藝，較好的控制了高溫燃氣等惡劣因素導致的密封失效問題；高性能的材料可以承受燃機高溫氣體的氧化及腐蝕。

本發明解決其技術問題所使用的技術方案是：一種新型工業燃氣輪機尾筒刷子氣封，包括：刷條，尾筒本體，裝配槽，刷絲束，保護板；一種新型工業燃氣輪機尾筒刷子氣封有一個斷面為“S”形狀的尾筒本體；尾筒本體的內側環面上設置有裝配槽，裝配槽內匹配安裝有刷條；刷條由刷絲束與保護板連接組成；刷絲束安裝在保護板中間，保護板呈左右對稱形狀，保護板的弧度與尾筒本體在圓周方向上弧度一致；刷絲束的排列方向與尾筒本體2在徑向方向呈一定角度，該角度在30～60度之間；保護板的一端安裝在裝配槽中；刷條的一側刷絲束緊貼在尾筒本體的內側環面上。

所述刷條是由前后保護板與刷絲束通過模板夾固定，之后采用高能束激光焊接而成；

所述尾筒本體的材料為哈氏合金，通過離心鑄造技術精加工而成。

所述尾筒本體上開設的裝配槽尺寸與保護板的尺寸一致。

所述尾筒本體與刷條通過裝配槽緊密配合，固定后焊接，打磨，拋光，清洗后而成。

一種新型工業燃氣輪機尾筒刷子氣封的制造方法，步驟如下：

(1)、制備保護板；

采用滾弧成型機或數控切割、激光切割、水刀切割等切割出保護板；

保護板5的形狀根據尾筒結構而定，典型結構為直線型、圓弧形；

保護板5截面典型結構為方形、或帶倒角的多邊形，厚度根據強度要求合理選取。

(2)、制備刷絲束；

制備刷絲束，將成卷的刷絲通過繞絲機和機器手斷絲裝置截取成固定長度，并按要求制成一定的根數；

刷絲材料由耐高溫材質構成，典型材料為高溫合金絲、礦物鹽絲、有機材料絲，玄武巖絲。

(3)、制備刷條；

通過自動排絲設備，將刷絲束整齊排列在前后保護板中間，通過校形設備保證刷絲束與兩個保護板的外緣端面對齊，利用焊接模板將刷絲束與保護板固定在焊接變位機上，采用高能束焊接方式焊接外緣；焊接完畢后打磨光滑，校正焊接成型的刷條；

刷條的刷絲長度必須大于尾筒本體與刷條裝配面的寬度，所有刷絲排列方向和傾斜角度與轉子旋轉方向一致；

根據設計需要，采用數控切割設備、激光切割或水切刀切割內緣，保證刷絲束的長度一致，尺寸符合要求。

(4)、制備尾筒本體；

采用離心鑄造技術將尾筒本體粗加工呈符合結構尺寸的毛坯，再用精加工設備完成尾筒本體的制造；

尾筒本體根據密封結構需要，可以是任意幾何形狀，典型結構為直線型、圓弧形；

尾筒本體材料一般為哈氏合金或其他耐高溫的合金。

(5)、裝配刷條；

將刷條通過裝配槽裝配在尾筒本體接觸面上，使得刷條的徑向、兩端與之對齊，壓緊固定；裝配好的刷條與尾筒本體連接固定點應保持盡可能的緊密接觸，接觸間隙0-0.5mm。

將刷子與密封件本體利用高能束焊接成一體，焊接完成后將焊接面打磨、拋光、最后采用超聲波清洗進行清洗，去除掉刷絲中的殘漬，得到一個完整的燃氣輪機尾筒刷子氣封。

本發明有益效果：該一種新型工業燃氣輪機尾筒刷子氣封，能夠對燃氣輪尾筒處的高溫氣體進行有效密封，減少高溫氣體泄漏，同時簡化了密封件的結構，降低了更換成本，提高了部件的綜合使用壽命；此外，本發明不僅能夠有效的密封燃氣輪機尾筒出口部分的高溫氣體，便于檢修更換，而且本發明結構簡單，加工便捷，質量易于控制，成品率高，既起到了節能降耗的目的，又能延長尾筒密封件的使用壽命，降低了成本。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是本發明中刷條結構的側視結構示意圖。

圖3是本發明中刷條結構的主視結構示意圖。

圖中：1.刷條，2.尾筒本體，3.裝配槽，4.刷絲束，5.保護板。

具體實施方式

在圖中，一種新型工業燃氣輪機尾筒刷子氣封，包括：刷條1，尾筒本體2，裝配槽3，刷絲束4，保護板5；一種新型工業燃氣輪機尾筒刷子氣封有一個斷面為“S”形狀的尾筒本體2；尾筒本體2的內側環面上設置有裝配槽3，裝配槽3內匹配安裝有刷條1；刷條1由刷絲束4與保護板5連接組成；刷絲束4安裝在兩個保護板5中間，保護板5呈左右對稱形狀，保護板5的弧度與尾筒本體2在圓周方向上弧度一致；刷絲束4的排列方向與尾筒本體2在徑向方向呈一定角度，該角度在30～60度之間；刷保護板的一端5安裝在裝配槽3中；刷條1的一側刷絲束4緊貼在尾筒本體2的內側環面上。

所述刷條1是由前后保護板5與刷絲束4通過模板夾固定，之后采用高能束激光焊接而成；

所述尾筒本體2的材料為哈氏合金，通過離心鑄造技術精加工而成。

所述尾筒本體2上開設的裝配槽3尺寸與保護板5的尺寸一致。

所述尾筒本體2與刷條1通過裝配槽3緊密配合，固定后焊接，打磨，拋光，清洗后而成。

一種新型工業燃氣輪機尾筒刷子氣封的制造方法，步驟如下：

(1)、制備保護板5；

采用滾弧成型機或線切割、水刀切割燈設備切割出保護板；

保護板5的形狀根據尾筒結構而定，典型結構為直線型、圓弧形；

保護板5截面典型結構為方形、或帶倒角的多邊形，厚度根據強度要求合理選取。

(2)、制備刷絲束4；

制備刷絲束4，將成卷的刷絲采用自動斷絲機及機器人手臂抓取裝置截取成固定長度，并按要求制成一定的根數；

刷絲材料由耐高溫材質構成，典型材料為高溫鈷基合金絲、礦物鹽絲、有機材料絲，玄武巖絲。

(3)、制備刷條1；

通過自動排絲設備，將刷絲束4整齊排列在前后保護板5中間，通過校形設備保證刷絲束4與兩個保護板5的外緣端面對齊，利用焊接模板將刷絲束4與保護板5固定在焊接變位機上，采用高能束激光焊接方式焊接外緣；焊接完畢后打磨光滑，校正焊接成型的刷條1；

刷條1的刷絲長度必須大于尾筒本體2與刷條1裝配面的寬度，所有刷絲排列方向和角度一致；

根據設計需要，采用線切割設備或水刀設備切割內緣，保證刷絲束4的長度一致，尺寸符合要求。

(4)、制備尾筒本體2；

采用離心鑄造技術將尾筒本體2粗加工呈符合結構尺寸的毛坯，再用精加工設備完成尾筒本體2的制造；

尾筒本體根據密封結構需要，可以是任意幾何形狀，典型結構為直線型、圓弧形；

尾筒本體材料一般為哈氏合金或其他耐高溫的合金。

(5)、裝配刷條1；

將刷條1通過裝配槽3裝配在尾筒本體接觸面上，使得刷條1的徑向、兩端與之對齊，壓緊固定；裝配好的刷條1與尾筒本體2連接固定點應保持盡可能的緊密接觸，接觸間隙0-0.5mm。

將刷子與密封件本體利用高能束焊接成一體，焊接完成后將焊接面打磨、拋光、最后采用超聲波清洗進行清洗，去除掉刷絲中的殘漬，得到一個完整的燃氣輪機尾筒刷子氣封。