超超臨界二次再熱660 MW汽輪機(jī)本體安裝質(zhì)量控制

羅偉民，茅義軍，易明華，何勝，黃志勇（.東方汽輪機(jī)有限公司，四川德陽(yáng)，68000；.華能安源發(fā)電有限公司，江西萍鄉(xiāng)，337000）

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超超臨界二次再熱660 MW汽輪機(jī)本體安裝質(zhì)量控制

羅偉民1，茅義軍2，易明華1，何勝2，黃志勇2
（1.東方汽輪機(jī)有限公司，四川德陽(yáng)，618000；2.華能安源發(fā)電有限公司，江西萍鄉(xiāng)，337000）

摘要：國(guó)內(nèi)首臺(tái)超超臨界二次再熱660 MW機(jī)組汽輪機(jī)由超高壓缸、高中壓缸、2個(gè)低壓缸共4個(gè)汽缸組成，結(jié)構(gòu)緊湊、管系復(fù)雜、安裝要求高。文章介紹了本機(jī)型安裝質(zhì)量控制要點(diǎn)，以及嚴(yán)格流程管控的重要性。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)本體安裝，質(zhì)量控制，二次再熱

茅義軍（1971-），男，高級(jí)工程師，1990年畢業(yè)于武漢大學(xué)，現(xiàn)從事電廠建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)管理工作。

0 引言

國(guó)內(nèi)首臺(tái)超超臨界二次再熱660 MW是N660-31/600/620/620單軸、四缸四排汽機(jī)型，是在更高技術(shù)上的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，機(jī)組通過(guò)優(yōu)化熱力系統(tǒng)、提升參數(shù)、采用最新的通流設(shè)計(jì)技術(shù)、優(yōu)化汽缸及閥門布置等，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組效率大幅提升，發(fā)電煤耗、環(huán)保指標(biāo)達(dá)到世界一流水平。

機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)照片見圖1。

圖1　機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)照片

機(jī)組由1個(gè)筒型超高壓缸、1個(gè)高中壓缸、2個(gè)低壓缸組成，超高壓閥門布置在機(jī)頭前運(yùn)行平臺(tái)下方，高、中壓閥門水平布置在汽缸兩側(cè)。因其壓力高、本體尺寸變小、且管系復(fù)雜，如何確保機(jī)組有穩(wěn)定的熱態(tài)中心和合理的通流間隙成為了本機(jī)型安裝過(guò)程質(zhì)量控制的重點(diǎn)之一。為此提出了安裝控制關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、合理流程，即：確保冷態(tài)安裝時(shí)靜子死點(diǎn)牢靠、膨脹順暢；控制動(dòng)靜中心安裝偏差的疊加；閥門管系對(duì)靜子中心影響的補(bǔ)償；按確定流程安裝以準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)各部件的相互影響以及合理修正等，并與業(yè)主、電建、監(jiān)理達(dá)成共識(shí)，確保了質(zhì)量有效控制。

1 靜子死點(diǎn)牢靠、膨脹順暢

1.1 汽輪機(jī)基礎(chǔ)及預(yù)埋件控制

（1）確認(rèn)汽輪機(jī)基礎(chǔ)島的沉降狀況，安裝期間汽輪機(jī)島不均勻沉降監(jiān)測(cè)。確認(rèn)螺栓孔和各預(yù)埋件尺寸正確、位置偏差在合理范圍。

圖2　汽輪機(jī)滑銷系統(tǒng)圖

（2）確認(rèn)汽輪發(fā)電機(jī)組中心線和凝汽器的縱、橫中心線（見圖2）。

（3）按照汽輪機(jī)及其輔助設(shè)備的“基礎(chǔ)墊箱”安裝規(guī)范進(jìn)行水泥墊塊制作，水泥墊塊與基架接觸面積大于80%。

1.2 低壓缸就位與接配

低壓缸基架全采用水泥墊塊與鋼臺(tái)板結(jié)構(gòu)，1#、2#、3#軸承箱基架采用可調(diào)墊鐵方式支撐（見圖3、圖4）。1#、2#、3#軸承箱基架標(biāo)高需按揚(yáng)度確定或按制造廠總裝時(shí)標(biāo)高調(diào)整到位（見圖5）。

圖3　3#軸承箱基架可調(diào)墊鐵

圖4　前軸承箱基架可調(diào)墊鐵

為確保低壓缸接配后與基架接觸的密實(shí)性，低壓缸中分面水平應(yīng)與工廠組裝時(shí)保持一致，低壓缸各段接配盡量在其臺(tái)位基架上進(jìn)行。檢查低壓缸與基架間隙應(yīng)0.03 mm塞尺不入。汽輪機(jī)A、B低壓缸調(diào)整完畢后檢查低壓缸四周要與基礎(chǔ)島留有足夠膨脹間隙。缸體就位水平調(diào)整是此階段的控制重點(diǎn)（見圖6），如果中分面水平控制不當(dāng)，在運(yùn)行汽缸膨脹將受阻，影響機(jī)組的穩(wěn)定性。

圖5　軸承箱就位

圖6　低壓缸就位

1.3 超高壓缸就位

超高壓缸（見圖7）是我國(guó)自主研發(fā)的筒型缸（見圖8）。特點(diǎn)如下：內(nèi)外缸尺寸減小、整體發(fā)貨、現(xiàn)場(chǎng)整體就位安裝工期短、安裝質(zhì)量高；內(nèi)缸形狀簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)對(duì)稱、熱變形小；汽輪機(jī)啟停和變負(fù)荷工況適應(yīng)性好；拆裝快速方便；大修周期長(zhǎng)。

圖7　超高壓缸就位

圖8　超高壓內(nèi)缸結(jié)構(gòu)圖

確定1#、2#箱體軸向開檔尺寸合格；各油檔瓦窩中心a、b、c值合格；各基架或箱體、水平揚(yáng)度等恢復(fù)制造廠總裝數(shù)據(jù)。檢查橫向鍵、立健槽寬度、平行度并將鍵安裝到位。檢查汽缸和軸承箱的開檔以及平行度與廠內(nèi)提供的數(shù)據(jù)一致。

1.4 滑銷系統(tǒng)間隙調(diào)整

滑銷系統(tǒng)自由膨脹，且保證冷熱態(tài)中心變化在合理范圍內(nèi)是調(diào)整的關(guān)鍵。因此，各鍵的間隙、平行度、滑塊的接觸等均應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求。

2 控制動(dòng)靜中心安裝偏差的疊加

汽輪機(jī)動(dòng)、靜部分不同心度在安裝階段極值是：測(cè)量的偏心值加上臺(tái)板滑鍵、汽缸立鍵、內(nèi)外缸定位鍵、隔板定位鍵間隙的偏差疊加。因此，安裝各環(huán)節(jié)保證間隙在要求范圍內(nèi)就非常重要，如果能夠照顧到間隙疊加的方向性就可以避免最大的偏心值出現(xiàn)，這會(huì)增加不必要的工作量，本身也沒有太大的必要性。

2.1 靜子找中心的大致方法

首先找出A低壓缸的水平，以A低壓轉(zhuǎn)子相對(duì)5#、6#軸承油檔洼窩中心值為基準(zhǔn)，拉鋼絲，找出低壓內(nèi)缸中心。以此為基準(zhǔn)確定高中壓缸和后面缸的標(biāo)高。

高中壓外缸就位調(diào)整高中壓外缸水平，使其前后橫向水平方向一致，各段橫向水平差不大于0.1 mm/m，縱向水平與高中壓轉(zhuǎn)子揚(yáng)度基本一致，并滿足汽缸中心要求。

調(diào)整內(nèi)缸與鋼絲同軸度滿足證明書要求，分步找隔板、隔板套及汽封體找中心（見圖9）。

圖9　隔板中心檢查

圖10　軸系中心檢查

2.2 軸系找中心的大致方法

機(jī)組軸系是一根光滑的曲線，是根據(jù)各單根轉(zhuǎn)子動(dòng)靜撓度曲線、各軸承的冷熱態(tài)負(fù)荷確定的。安裝時(shí)需要嚴(yán)格保證聯(lián)軸器的高差和張口（見圖10），聯(lián)軸器形位偏差的補(bǔ)償是通常做法，轉(zhuǎn)子存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起的暫態(tài)彎曲需要消除。

2.3 軸承安裝質(zhì)量控制

二次再熱機(jī)組超高壓轉(zhuǎn)子和高壓轉(zhuǎn)子#1～#4軸承采用可傾瓦式，它具有良好的穩(wěn)定性。低壓缸軸承全部采用橢圓支持軸承，承載力強(qiáng)，瓦體與瓦套間采用球面接觸，自位能力好（見圖11、圖12）。

推力軸承在2#軸承箱內(nèi)，承載運(yùn)行時(shí)的軸向推力，是軸系的相對(duì)死點(diǎn)。

橢圓支持軸承的球面接觸面積、均勻度會(huì)影響其自位性能，瓦的側(cè)隙、頂隙、緊力等均是重要控制指標(biāo)。

圖11　軸承球面接觸檢查

圖12　軸承墊塊接觸檢查

3 閥門管系冷熱態(tài)對(duì)靜子中心影響

二次再熱機(jī)組閥門、管系較為復(fù)雜（見圖13），在汽機(jī)島內(nèi)的布置、支吊設(shè)置及選型均會(huì)影響到冷熱態(tài)以及松弛冷熱態(tài)的汽缸接口力，從而影響汽輪機(jī)的靜子熱態(tài)中心。雖然設(shè)計(jì)階段進(jìn)行了充分考慮，安裝階段仍應(yīng)仔細(xì)檢查其影響，以證實(shí)其結(jié)果符合設(shè)計(jì)預(yù)期，必要時(shí)進(jìn)行預(yù)調(diào)整。

超高壓聯(lián)合汽閥安裝重點(diǎn)監(jiān)測(cè)閥門就位后連接進(jìn)汽管前閥門的熱膨脹偏移量的控制，防止閥門膨脹受阻影響汽輪機(jī)膨脹。

高壓聯(lián)合汽閥與中壓汽閥安裝（見圖14）首先確認(rèn)閥門的熱膨脹偏移量以及閥門彈簧壓縮量；閥門與高中壓外缸進(jìn)汽管連接時(shí)鎖緊閥門各支撐點(diǎn)；焊接時(shí)架表檢測(cè)高中壓外缸變化量，焊接施工中要求左右同時(shí)進(jìn)行防止焊接偏移。

進(jìn)汽管全部施工結(jié)束后閥門解鎖，每個(gè)支撐點(diǎn)架表監(jiān)視變化量，調(diào)整彈簧壓縮量恢復(fù)解鎖前變化量，如果發(fā)生彈簧壓縮量與圖紙壓縮量沖突時(shí)進(jìn)行平衡評(píng)估確認(rèn)調(diào)整量（見圖15）。

閥門吹管系統(tǒng)安裝結(jié)束后，鎖緊閥門各個(gè)支撐點(diǎn)，防止吹管影響汽輪機(jī)中心變化，汽輪機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)解除支撐點(diǎn)鎖桿。

圖13　高壓、中壓聯(lián)合汽閥安裝示意圖

圖14　中壓閥芯安裝圖

圖15　閥門支撐彈簧調(diào)整

4 監(jiān)測(cè)各部件的相互影響以及合理修正

低壓缸、高中壓缸通流數(shù)據(jù)合格，對(duì)輪中心合格，全實(shí)缸狀況下進(jìn)行二次灌漿。灌漿保養(yǎng)到期后精調(diào)通流，外缸進(jìn)、排汽管道連接完成方可進(jìn)行汽輪機(jī)扣缸。這樣的安裝流程可以有效修正汽輪機(jī)部件安裝、基礎(chǔ)二次灌漿、閥門管道連接造成的中心變化。當(dāng)然，轉(zhuǎn)子動(dòng)靜撓度、冷熱態(tài)標(biāo)高變化、靜子熱態(tài)中心變化、潤(rùn)滑油膜等都應(yīng)包含在設(shè)計(jì)考慮的范疇，并最終落實(shí)到了汽輪機(jī)的各項(xiàng)安裝控制指標(biāo)中。

首臺(tái)修正：二次再熱機(jī)組閥門和管系的影響難于預(yù)先確定，在閥門解鎖結(jié)束后，檢查了高中壓缸前后端部汽封四周間隙變化量，由變化量確定抬起高中壓外缸前后貓爪抬升量，保證通流間隙尺寸。

5 結(jié)果驗(yàn)證

首臺(tái)機(jī)組已于2015年6月投入商業(yè)運(yùn)行；同年8月24日第二臺(tái)機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行。機(jī)組的振動(dòng)、瓦溫等監(jiān)視指標(biāo)優(yōu)良（見圖16），達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期效果，該機(jī)組的成功投運(yùn)標(biāo)志著二次再熱機(jī)組設(shè)計(jì)、制造、安裝取得圓滿成功。

圖16　汽輪機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行參數(shù)圖

6 結(jié)束語(yǔ)

二次再熱機(jī)組因其壓力高、本體尺寸變小、且管系復(fù)雜，通過(guò)預(yù)先分析其影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性、可靠性的重要環(huán)節(jié)，確定了嚴(yán)格的安裝流程以及重點(diǎn)控制目標(biāo)，并與業(yè)主、電建、監(jiān)理達(dá)成共識(shí)，確保了質(zhì)量有效控制。該工程在國(guó)內(nèi)首次成功投運(yùn)，證明了機(jī)組從研發(fā)、制造、安裝、試運(yùn)各個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量控制的成功。

參考文獻(xiàn)

[1]東方汽輪機(jī)有限公司.汽輪機(jī)本體安裝說(shuō)明書.

[2]DL5011-92電力建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范:汽輪機(jī)機(jī)組篇[S].北京:水利電力出版社，1992.

Turbine Installation Quality Control of Ultra-supercritical Double-reheat 660 MW Steam Turbine

Luo Weimin1，Mao Yijun2，Yi Minghua1，He Sheng2，Huang Zhiyong2
(1.Dongfang Turbine Co.,Ltd.,Deyang Sichuan ,618000; 2.Huaneng Anyuan Power Generation Co.,Ltd.,Pingxiang Jiangxi,337200)

Abstract:Domestic first ultra-supercritical double-reheat 660 MW steam turbine is made up of an UHP cylinder,a HIP cylinder,and two LP cylinders.The structure is compact,the pipe system is complex,the installation requirements are high.This paper introduces quality control points of the installation,and the importance of strict process control.

Key words:steam turbine installation,quality control,double-reheat

作者簡(jiǎn)介：羅偉民（1963-），男，高級(jí)技師，1990年畢業(yè)于東方動(dòng)力職工大學(xué)，現(xiàn)從事汽輪機(jī)安裝指導(dǎo)工作。

DOI:10.13808/j.cnki.issn1674-9987.2016.01.016

中圖分類號(hào)：TK266

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9987（2016）01-0081-04