1000MW超超临界汽轮机安装工艺探讨

2023-01-18

1000MW汽轮发电机组是我国目前安装的火电设备中单机容量最大的机组。泰州电厂一期工程汽轮机由哈尔滨汽轮机有限公司与东芝公司联合设计制造的超超临界, 一次中再热, 四缸、四排汽, 单轴, 凝汽式汽轮机。型号:CLN1000-25.0/600/600, 机组外型尺寸 (长、宽、高) :40×10.1×7.5m, 安装在17.0m平台上。

1 汽轮机本体概况

机组由高、中压缸及两台低压缸组成。高压缸为单流式, 包括1个双向流冲动式调节级和9个冲动式压力级, 缸体为双层缸结构, 高压内缸支撑在外缸内, 通过调整支撑垫块上的调整垫片来确保内缸垂直对中的准确性, 高压外缸由延伸到轴承座上的汽缸猫爪支撑;中压缸为双流式, 每个流向包括7个冲动式压力级, 其缸体结构及支撑方式同于高压缸;低压缸为钢板焊接结构, 低压上下外缸都分成三段在现场对垂直面法兰面进行组合, 低压外下缸的就位是通过四周的支撑脚座落在分段条型台板上, 两台低压缸排汽室各与一台凝汽器用膨胀节相连, 二个低压缸均为双流4×6级, 低压转子末级叶片长:1219.2mm (48英寸) 。

机组大部分采用一次预埋地脚螺栓, 台板均为薄型钢结构。前轴承座及2、3号轴承座均采用落地式箱体, 4、5、6、7号轴承座与对应低压缸组合焊接在一体, 并支承在对应的基础台板上。

汽轮机四个转子均为整锻结构, 各转子之间全部采用刚性联轴器连接, 高、中;中、低;低、低三联轴器之间皆设有调整垫块。每个转子有两个支持轴承, 高压转子后轴承及中压转子前轴承都安装在2号轴承座内。根据轴承的载荷选用采用可倾瓦轴承或椭圆瓦轴承, 为此, 高、中压转子#1~#4轴承均为可倾瓦, 每个可倾瓦轴承带有6个独立垫块, 所有垫块通过支点定位在轴承环上, 可以根据转子的情况自动对中。2个低压转子#5~#8轴承为椭圆瓦, 椭圆轴承在轴承体和轴承环之间采用球面接触。另外装配主油泵叶轮和机械超速跳闸装置的接长轴通过螺栓紧固到高压转子前端。

转子的轴向位置由斜面式推力轴承决定, 该装置位于2号轴承座内, 推力轴承表面镶巴氏合金, 由径向油槽分割成许多瓦块。推力瓦块由内径向外径做成楔面, 其轴承刚度好, 具有较长的使用寿命。

机组的通流部分结合了冲动式结构, 为了使机组有足够的运行灵活性, 整个通流部分的轴向间隙都设计得较大, 而各级围带的径向汽封齿数多间隙小。

2 汽轮机安装工艺简介

2.1 垫铁安装

本机组全部采用的可调式楔形垫铁 (固定器) , 安装前应清理垫铁并去除防锈油, 调整到调整垫铁高度的中间位置 (垫铁水平位置调节高度为5mm) , 通过调整垫铁上的预调螺钉进行调整台板的标高与水平度, 满足机组安装要求后吊开台板, 对楔形垫铁进行拦模灌浆 (灌浆前必须对框模与基础之间存在的缝隙, 用普通水泥进行勾缝以防灌浆时灌浆料向外渗漏, 造成垫铁底部出现空隙) , 灌浆料高度应灌到每付楔形垫铁底板上棱边下2 m m~3 m m为宜, 注意调整螺母处的灌浆高度不得影响后续的调整工作。

2.2 低压外缸拼装

低压外缸拼装前应采用红丹粉检查汽缸底脚与台板、汽缸垂直中分面的接触情况, 合格后翻转低压外下缸中段, 翻转后割除排汽口处的吊耳, 缓慢就位于对应的台板上, 当其支撑脚离台板面约300mm左右时, 在台板面及支撑脚底面薄涂透平油。拉钢丝进行低压中段的纵、横向定位, 然后将外下缸前、后两段进行外下缸拼装, 检查水平中分面水平均应在0.03mm/m以内, 电调端横向水平偏差方向应一致;横向调节#1低压缸前后段缸体, 前段:#5轴承外油挡洼窝 (调阀端及发电机端) ;后段:#6轴承外油挡洼窝 (调阀端及电机端) ;要求前后外油挡洼窝水平中心差值:<0.05mm。拼好后还应复测低压缸四周支撑脚底板与对应台板接触是否良好, 且间隙应<0.05mm。若未达到要求, 可微量调整台板下的可调式楔形垫铁或局部用螺丝千斤顶作调节, 以消除台板间隙。

2.3 低压内缸安装

低压内缸共分低压Ⅰ内缸、低压Ⅱ内缸 (进汽分流环) 、排汽导流环三部分。将工艺支撑垫片置于低压外缸中分面左右用于支撑低压Ⅰ内缸的平面上, 吊入低压Ⅰ内缸下半, 保证工艺支撑垫片与内缸撑脚及外缸下半均匀接触, 且结合面处0.02mm塞尺不入, 在电、调端外挡油环洼窝处拉钢丝, 通过增减工艺支撑垫片厚度调整低压Ⅰ内缸径向定位, 测量点位在低压正反向第20级隔板洼窝内圆处进行;轴向定位在低压正反向第23级隔板出汽侧端面至低压外缸电调端挡油环端面尺寸一致, 允差为1mm, 两端都测左、右两点, 平行度允差0.50mm;把合低压Ⅰ内上缸, 复测中心合格后配制所有“L”键。采取同样的方法进行低压Ⅱ内缸的安装工作, 径向调整在低压正反向第19级隔板洼窝内圆处测量。

2.4 轴系找中

轴系找中按半实缸与全实缸两种状况下进行, 以#1低压转子为基准, 将该转子调节到#5轴颈向机头扬起0.34mm/m, #6轴颈向电机方向扬起0.02mm/m。然后按哈汽的按设计要求分别测量、调整低低、中低、高中联轴器中心。除中、低联轴器中心要求值两端面平行, 中心错位值:中压转子中心低于#1低压转子中心0.56mm外, 其它联轴器中心要求值两端面平行, 中心同心。

2.5 汽封间隙调整

通流间隙测量的方法:轴向通流间隙用塞尺或塞尺加量块测量;径向通流间隙左﹑右用塞尺测量, 顶部、底部采用压铅丝的方法进行测量。由于低压缸体积大刚性弱, 汽封的径向间隙必须考虑全实缸状态下内缸的下沉量, 下层量的测量方法是先将所有隔板下半全部就位, 扣上外上缸, 用真转子测量出各叶片叶顶与围带的间隙值, 然后就位隔板上半, 扣上外上缸, 再次测量叶片叶顶与围带的间隙值, 两者的变化值加上设计值才是汽封间隙的最终目标值。

3 安装难点与问题处理

3.1 由于机组是哈汽从东芝引进的首台百万机组

图纸资料较多, 部分资料不全, 份数与张数均不能满足施工需要, 已有图纸资料又很不规范, 没有签发、转化的电子图占有了较大比例, 在施工过程中还经常发现有部分图纸已改版, 加上电子图的来源混乱, 只能要求技术员与班组长安装人员花费大量的时间细看图, 根据自身经验要求业主提供必须的正确版本的图纸资料, 及早发现问题及时提出, 加强与业主和现场工代沟通, 重要数据由现场工代证明后方进行施工, 防止因图纸升级造成返工。

3.2 低压外缸清理检查时发现两处缺陷

一是垂直法兰面存在大约6处加工过程中的接刀刀痕, 有两处刀痕高低差大约0.05mm, 二是低压外缸调端垂直法兰面有两处刮伤, 在面积200×200mm区域内, 有多条宽度约5mm、最深处约1.0mm左右沟槽。经与业主及工代协商, 接刀刀痕委托现场对接刀处进行手工打磨, 打磨至平滑过渡即可。关于划痕的处理措施:只对刮痕区域内长度超过50mm的沟槽进行补焊并刮研。其余刮痕只将高点去除即可, 焊接要求对补焊区域及附近30mm~50mm范围之内, 打磨光滑、清理干净污物及铁锈, 使露出金属光泽。采用H08A焊丝或J422焊条清除药皮做焊丝、氩弧焊接方式。为防止中分面变形, 在保证熔合良好的情况下, 尽量选用较小的焊接电流, 已减少焊接产生的应力, 焊接完毕, 用砂轮将焊肉打磨光滑, 进行着色探伤, 确认无裂纹, 咬边等缺陷, 再进行研磨, 使中分面间隙达到要求。

3.3 当每块台板下的可调式楔形垫铁安装完毕, 便可对垫铁拦模灌浆, 注意事项如下

(1) 灌浆料:MASTERFLOW870C。 (2) 流体灌浆水灰比约为:使用每袋为25kg的水泥, 其加水量应控制在4.1至4.5kg。 (3) 灌浆前基础垫铁位置用水浸泡24小时后方可灌浆。 (4) 灌浆前必须清除垫铁位置表面所有的积水。 (5) 在搅拌灌浆料时, 要尽量地把灌浆料中的空气赶跑, 灌浆料入模时, 用预先准备好的小木条搅动灰浆赶出空气, 以免空气存留在可调式楔形垫铁底面形成气孔, 浇灌时的气温应≮5℃、≯25℃。 (6) 灌浆后外露的灌浆料应覆盖湿布条, 以防灌浆料中的水份快速蒸发 (视周围气温情况, 必要时需覆盖塑料布和草垫) , 并经常浇水养护 (一周内) 。 (7) 垫铁灌浆时, 应同时浇灌6块试块并与垫铁水泥衬垫同等养护 (做砼试块强度试验) 。

待灌浆料保养期满后 (一般时间为:5至7天后) , 吊开各台板并拆除垫铁栏模, 清扫基础面上的杂物。

3.4 由于激光找正仪从未在1000MW机组上使用过

因为其部分构件不能满足现场实际需要, 我们提出了以下几点改造的建议:一是发射器的架设:低压缸轴瓦的内径为φ600mm, 发射器的固定爪的直径尺寸必须超过此6 0 0 m m, 才能满足要求;二是接收靶的架设:低压缸末级隔板内径约为4000mm, 长度必须满足要求, 与此同时必须考虑接收靶的横担架的刚度, 防止横担架中部垂弧过大, 产生测量偏差;三是发射器和接收靶之间的距离:泰州现场实际使用状况, 两者距离均在10米以内。这点原先就能满足要求, 无须改进。

3.5 汽轮机汽封间隙采用φ1.5 m m铅丝进行测量

由于现场购买的铅丝非100%纯铅丝, 硬度偏大, 而机组轴封处的齿型设计为斜齿, 非以往机组的垂直高低齿, 在压铅丝测量间隙的过程中, 发现部分实际间隙比测量的间隙偏小, 决定将轴封间隙做至设计的上限, 并采用贴胶布法进行了复测, 确保机组的安全稳定运行;在间隙处理方面, 使用了专用的修齿机进行汽封间隙的调整, 避免了以往人工修齿外观难看, 圆弧不圆的缺点。

泰州电厂一期工程#2汽轮发电机组在整套启动试运行期间从启动到升负荷、满负荷, 运行工况正常。机组热膨胀、上下汽缸温差、排汽缸温度、超速试验、主汽门、调门严密性试验、真空系统严密性试验等均在正常范围内;汽轮机调节系统、安全检测保护装置投用正常;推力瓦和各轴瓦瓦温、回油温度以及进回油温差值在允许范围内;机组各轴瓦轴振均小于40μm, 均达到优良标准。

摘要：1000MW超超临界汽轮发电机组是我国目前安装的火电设备中单机容量最大的机组, 汽轮机安装工作在火力发电厂建设中是一项十分重要的工作, 它直接关系到发电机组的安全稳定运行和经济效益, 因此汽轮机安装工艺尤为重要。本文根据泰州电厂一期工程汽轮机具体情况对1000MW超超临界汽轮机安装工艺进行了一些探讨。

关键词：汽轮机,安装,工艺,探讨