汽輪機(jī)的安裝要點(diǎn)及調(diào)試問題處理淺析

吳治勇

【摘 要】汽輪發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿臋C(jī)械，是汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，在使用過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)很多的問題。汽輪機(jī)是電廠中將蒸汽熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)組機(jī)械能，進(jìn)而通過發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿闹匾O(shè)備，汽輪機(jī)組安全平穩(wěn)運(yùn)行的先決條件是汽輪機(jī)組合理的安裝。本文從30 MW汽輪機(jī)組結(jié)構(gòu)出發(fā)，針對(duì)汽輪機(jī)組安裝過程中的要點(diǎn)進(jìn)行分析，并對(duì)調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及處理方案進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】汽輪機(jī)；安裝；調(diào)試；措施

汽輪機(jī)是一種將蒸汽轉(zhuǎn)化為動(dòng)力的機(jī)械，能夠?qū)⒄羝膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，因此，在很多的電廠中得到了廣泛的應(yīng)用。汽輪機(jī)在使用過程中具有很多的優(yōu)點(diǎn)，其單機(jī)的壽命非常長，在使用過程中效率非常高，而且功率也非常大。汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)的調(diào)試和安裝是保證其正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提。在汽輪發(fā)電機(jī)安裝過程中，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)主體和附屬系統(tǒng)裝備往往都比較晚到，不按照正常的安裝施工工序，對(duì)工程施工的進(jìn)度將會(huì)帶來很大的影響。根據(jù)實(shí)際施工情況，制定完善的可行安裝調(diào)試方案，能夠提高安裝和調(diào)試的質(zhì)量水平，同時(shí)，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)的安全性、可靠性以及穩(wěn)定性都能進(jìn)行保證。

一、汽輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

汽輪發(fā)電機(jī)是一種和汽輪機(jī)聯(lián)合使用的發(fā)電機(jī)，為了能夠提高使用的效率，汽輪機(jī)在轉(zhuǎn)速方面要進(jìn)行不斷的提高。在生產(chǎn)過程中，高速汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，為了能夠減少摩擦力以及機(jī)械應(yīng)力，在組裝中經(jīng)常使用比較細(xì)長的轉(zhuǎn)子，在長度上比較長，同時(shí)直徑要非常小。在高速機(jī)組中，對(duì)材料的強(qiáng)度有很嚴(yán)格的限制，因?yàn)椴牧蠌?qiáng)度出現(xiàn)問題對(duì)轉(zhuǎn)子的直徑也會(huì)產(chǎn)生很大的影響，轉(zhuǎn)子的主體長度受到臨界速度的限制，因此，在轉(zhuǎn)子到達(dá)第二臨界速度時(shí)會(huì)出現(xiàn)靠近電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的情況，因此，在運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)比較大的振動(dòng)。一些高速大型汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子在尺寸方面已經(jīng)達(dá)到了極限尺寸要求，在電機(jī)容量方面也在不斷的增加電磁負(fù)荷，因此，要對(duì)電機(jī)的冷卻效果進(jìn)行加大，為了達(dá)到冷卻效果，可以使用水冷或者是氫冷技術(shù)。發(fā)電機(jī)通常情況下由軸承、端蓋、定子以及轉(zhuǎn)子等部件組成，定子由機(jī)座線、固定、定子鐵芯、包繞組等部分組成，這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件在組成方面也有一定順序，這樣在組成過程中才能避免出現(xiàn)更多的問題。發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子要進(jìn)行連接組裝，然后轉(zhuǎn)子在定子中進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣能夠產(chǎn)生電磁感應(yīng)，在經(jīng)過接線端子引出以后接到回路中，能夠產(chǎn)生電流。

二、汽輪機(jī)安裝要點(diǎn)分析

1、機(jī)架部分。汽輪機(jī)的機(jī)架應(yīng)該能滿足設(shè)計(jì)值大于3mm 的標(biāo)準(zhǔn)，以便于日后對(duì)于墊塊修磨的設(shè)計(jì)，墊塊的材料大多選用水泥作為澆筑的原料，機(jī)架結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)要滿足抗壓強(qiáng)度，以保證墊塊的完好無損。軸系找中在汽輪機(jī)安裝中主要體現(xiàn)為半實(shí)缸與全實(shí)缸兩種方式，在選取基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)候，通常選擇低壓轉(zhuǎn)子，將其調(diào)整徑向位置，使機(jī)頭達(dá)到科學(xué)的角度，繼而再揚(yáng)起適宜角度。等到工序完成后，再按照汽輪機(jī)安裝的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相應(yīng)位置實(shí)施測量，要在保證汽輪機(jī)符合要求的同時(shí)，堅(jiān)持兩端平行的具體要求，控制中心實(shí)現(xiàn)平行。

2、汽輪機(jī)各部件安裝

（1）主閥、調(diào)閥安裝。高壓主汽閥、調(diào)節(jié)閥的布置形式，二者為一體式結(jié)構(gòu)，為合金鋼鑄件。安裝時(shí)應(yīng)注意細(xì)致檢查閥門通汽部分，并對(duì)間隙和升程進(jìn)行測量和適當(dāng)調(diào)整，測量值應(yīng)當(dāng)依據(jù)廠家給定的出廠值。

（2）轉(zhuǎn)子吊裝。轉(zhuǎn)子起吊后，對(duì)轉(zhuǎn)子水平度進(jìn)行校正，并吊入汽缸。確保轉(zhuǎn)子軸頸與軸承等接觸面的光潔度，利用透平油進(jìn)行潤滑，吊入后，進(jìn)行間隙測量和調(diào)整，確保間隙值在規(guī)定值之內(nèi)。

（3）軸承安裝。軸承上下兩部分在安裝時(shí)，首先安裝軸承下半部分，在檢查與軸承座配合無誤情況下，安裝上半部分軸承。軸承在安裝時(shí)，與各個(gè)水平面之間的接觸間隙用0.05 mm的塞規(guī)塞不進(jìn)時(shí)，方為合格。

（4）汽輪機(jī)扣裝大蓋。仔細(xì)檢查汽輪機(jī)內(nèi)部無其他殘留物后，將事先檢查過的大蓋進(jìn)行試扣，盤動(dòng)轉(zhuǎn)子情況正常后，正式扣裝大蓋。吊起的大蓋水平度誤差<0.15/1 000時(shí)為合格，檢查內(nèi)部無殘留后，扣裝大蓋，并擰緊分面螺栓以及法蘭螺栓。安裝盤車裝置安裝前要仔細(xì)檢查各零部件是否完好，活動(dòng)是否靈活，安裝完畢后搖動(dòng)手盤，檢查是否活動(dòng)無卡澀，若無卡澀，安裝完成。

（5）調(diào)整間隙。在汽輪機(jī)的主閥以及調(diào)閥的實(shí)際安裝中，閥門的布置大多體現(xiàn)為一體式結(jié)構(gòu)，安裝操作要注意閥門的合金結(jié)構(gòu)，細(xì)致檢查各個(gè)部分，對(duì)間隙等進(jìn)行測量的調(diào)整，使得測量值能夠與出廠值相互調(diào)試。轉(zhuǎn)子吊裝的安裝中，要對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行水平度校正，確保軸頸等部位的光潔度，可以通過透平油實(shí)現(xiàn)潤滑，在轉(zhuǎn)子吊入后，再實(shí)施間隙的調(diào)整，確保轉(zhuǎn)子具有的間隙始終處于規(guī)定的范圍值之內(nèi)。

三、汽輪機(jī)的調(diào)試問題分析

1、汽缸上下缸溫差過大。該機(jī)組在調(diào)試期間首次沖轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到2500r/min時(shí)，開始中速暖機(jī)，暖機(jī)時(shí)間2 min后勻速升至3000 r/min。暖機(jī)過程中發(fā)現(xiàn)汽缸上下部分溫差超過運(yùn)行規(guī)程中所規(guī)定的限值55.6 ℃。但是此時(shí)汽輪機(jī)組其他參數(shù)處于正常運(yùn)行的參數(shù)范圍之內(nèi)，機(jī)組振動(dòng)未超過0.03 mm的限值。經(jīng)初步檢查，發(fā)現(xiàn)抽汽管路并未發(fā)現(xiàn)汽水回流情況，溫度監(jiān)測點(diǎn)處并未有異常或故障點(diǎn)出現(xiàn)。為查清故障原因，對(duì)該機(jī)組進(jìn)行第二次沖轉(zhuǎn)，沖轉(zhuǎn)過程中，對(duì)平衡孔活塞進(jìn)行緊固后，發(fā)現(xiàn)上下缸溫差過大，但是情況與第一次正好相反。據(jù)此可以推測，可能是由于密封環(huán)在第一次沖轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生漏氣現(xiàn)象，高溫高壓蒸汽漏入上半部分所導(dǎo)致。解決方案：對(duì)密封環(huán)進(jìn)行緊固或者更換，以防止出現(xiàn)類似的問題。

2、汽輪機(jī)低壓軸封溫度波動(dòng)。低壓缸軸封段分布有前后布置的兩個(gè)溫度測點(diǎn)，以及一個(gè)壓力測點(diǎn)，三個(gè)測點(diǎn)均在噴水減溫噴頭遠(yuǎn)端2 m處。當(dāng)進(jìn)行正式投運(yùn)時(shí)，該段軸封溫度測點(diǎn)測量值出現(xiàn)較大范圍的波動(dòng)。對(duì)該問題進(jìn)行分析，該段軸封內(nèi)蒸汽溫度在噴水減溫后溫度下降，但是在距離噴嘴2 m的位置多為汽水混合物，其溫度受汽水比例影響有較大的波動(dòng)范圍，因此導(dǎo)致測量到的溫度波動(dòng)較大，從而加重DCS調(diào)節(jié)負(fù)擔(dān)。解決方案：將溫度測點(diǎn)設(shè)置在更遠(yuǎn)的5～6 m距離處，溫度測點(diǎn)測量純蒸汽溫度，避免了溫度的波動(dòng)。

3、主機(jī)真空差。在機(jī)組帶負(fù)荷進(jìn)行調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)負(fù)荷不變時(shí)，主機(jī)內(nèi)真空下降，且速度較快，約為每分鐘1 kPa左右，導(dǎo)致機(jī)組嚴(yán)密性測試不通過。利用真空檢漏儀對(duì)現(xiàn)場機(jī)組進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)在排汽端軸封處有漏氣情況發(fā)生，導(dǎo)致外界空氣進(jìn)入機(jī)組，降低機(jī)組真空度。對(duì)軸封進(jìn)行手動(dòng)關(guān)閉后，發(fā)現(xiàn)主機(jī)真空下降問題得到快速緩解，但仍舊未能達(dá)到機(jī)組設(shè)計(jì)真空要求。分析發(fā)現(xiàn)，軸封汽通過手動(dòng)隔離閥和孔板進(jìn)入排汽端，而使用的孔板孔徑值與設(shè)計(jì)值相比要小很多，因而推測節(jié)流孔板導(dǎo)致軸端汽封進(jìn)汽壓力降低，造成汽封效果降低。解決方案：對(duì)該機(jī)組節(jié)流孔板進(jìn)行更換，嚴(yán)格參照設(shè)計(jì)值選用孔板，更換后主機(jī)內(nèi)真空度恢復(fù)正常。

4、50%甩負(fù)荷時(shí)轉(zhuǎn)速升高過大。當(dāng)對(duì)機(jī)組進(jìn)行甩負(fù)荷50%操作時(shí)，發(fā)現(xiàn)在操作后的極短時(shí)間內(nèi)機(jī)組轉(zhuǎn)速上升，由3004 r/min上升到3151 r/min，從而導(dǎo)致動(dòng)態(tài)超調(diào)。分析導(dǎo)致此故障的原因，發(fā)現(xiàn)在DEH端存在線路接觸不良現(xiàn)象，從而影響了負(fù)荷變化信號(hào)的傳遞，造成動(dòng)態(tài)超調(diào)。解決方案：對(duì)虛接線路進(jìn)行緊固處理，并再次模擬甩負(fù)荷試驗(yàn)，問題消失。

基于C30-3.8/1.7/395型汽輪機(jī)組結(jié)構(gòu)，對(duì)汽輪機(jī)本體安裝的基本知識(shí)進(jìn)行了分析，進(jìn)而分析了在汽輪機(jī)本體安裝過程中的要點(diǎn)進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決方案。在以上分析的基礎(chǔ)上，能夠?qū)ιa(chǎn)中汽輪機(jī)組安裝及調(diào)試工作起到一定的指導(dǎo)作用。

（作者單位：中國能源建設(shè)集團(tuán)華東電力試驗(yàn)研究院有限公司）