引言

某電廠采用日本富士電機(jī)株式會(huì)社生產(chǎn)的HMN600MW超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸兩排汽、凝汽式、反動(dòng)式汽輪機(jī)。該機(jī)組于2011年3月1日投入商業(yè)運(yùn)營(yíng),2021年首次進(jìn)行高壓缸返廠大修,累計(jì)運(yùn)行超過(guò)十萬(wàn)小時(shí)。筒形高壓缸現(xiàn)場(chǎng)整體拆除后,裝車運(yùn)輸至上海汽輪機(jī)廠進(jìn)行整缸解體檢修,檢修完畢再運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行整體回裝。筒形缸機(jī)組解體檢修再回裝技術(shù)與國(guó)內(nèi)主要汽輪機(jī)制造廠家的常見(jiàn)檢修技術(shù)有很大的差異,本文將對(duì)其檢修工序進(jìn)行詳細(xì)分析。

1高壓缸整缸廠內(nèi)拆除施工要點(diǎn)分析

1.1高壓缸缸體測(cè)點(diǎn)管線拆除具體測(cè)點(diǎn)

(1)高壓汽輪機(jī)外殼金屬(100%)溫度測(cè)點(diǎn)。

(2)高壓汽輪機(jī)外殼金屬(50%)溫度測(cè)點(diǎn)。

(3)高壓汽輪機(jī)外殼金屬(上)(50%)溫度測(cè)點(diǎn)。

(4)高壓汽輪機(jī)外殼金屬(下)(50%)溫度測(cè)點(diǎn)。

(5)高壓汽機(jī)排汽蒸汽溫度測(cè)點(diǎn)。

(6)高壓缸外殼膨脹測(cè)點(diǎn)。

1.2附屬設(shè)備鎖固

(1)高壓缸進(jìn)汽閥組支撐彈簧鎖固(A/B側(cè)各3根,共6根,做好原始記錄)。

(2)高排管道支吊架彈簧標(biāo)定鎖固。

1.3高壓缸定位測(cè)量

(1)高壓缸缸體與軸承座的軸向定位:高壓缸保溫拆除后,通過(guò)測(cè)量軸封體外部端蓋到軸承油擋之間的距離確定修前定位。

(2)高壓缸缸體與軸承座的徑向定位:高壓缸缸體與軸承座的徑向定位,可通過(guò)高壓缸各滑銷間隙來(lái)確認(rèn),如圖1、圖2中s1(標(biāo)準(zhǔn):0.10~0.15mm)、s2(標(biāo)準(zhǔn):0.35~0.405mm)及T(標(biāo)準(zhǔn):0.15~0.20mm)所示。

1.4連接管道拆除

1.4.1A/B側(cè)高調(diào)閥進(jìn)汽管道大螺母拆除

(1)丙烷加熱器(環(huán)型加熱器)由上下兩個(gè)半圈組成一套,加熱時(shí)套在螺母上,然后將支撐支架架好,使燃燒嘴與螺母拉開(kāi)距離,同時(shí)注意并列使用的加熱器要距離均勻,使加熱時(shí)螺母受熱均勻。加熱時(shí)同時(shí)使用4組丙烷火焰加熱器,均勻加熱高調(diào)閥與高壓缸連接螺母至200℃,加熱時(shí)長(zhǎng)控制在25min,使用測(cè)溫槍測(cè)溫:溫度達(dá)到要求后,使用鉤子將加熱器向調(diào)閥側(cè)快速拉出,如圖3所示。

圖3連接螺母加熱

(2)安裝環(huán)形扳手(K336)及吊耳,使用鋼絲繩將吊與行車掛鉤相連,緩慢起吊,螺母緩慢松開(kāi),如圖4、圖5所示。

圖4連接螺母拆除

圖5環(huán)形扳手(K336)

(3)拆除環(huán)形扳手后,使用行車將螺母旋轉(zhuǎn)工具(K335)吊至連接螺母下方,使螺母旋轉(zhuǎn)工具與連接螺母接觸且有支撐力,確保閥組與缸體水平連接,如圖6所示。

圖6螺母旋轉(zhuǎn)工具(K335)

(4)使用撬棒插入連接螺母表面孔洞,繼續(xù)旋轉(zhuǎn)連接螺母直至旋開(kāi)為止。

發(fā)生螺母卡澀無(wú)法旋出的情況時(shí):

方案一,使用火把持續(xù)均勻加熱,并再次嘗試旋出。方案二,如加熱旋出無(wú)效,則破壞性拆除,并與主機(jī)廠聯(lián)系緊急采購(gòu)螺母?jìng)浼?

1.4.2其他附屬管道拆除(共22處)

(1)A/B側(cè)一抽出口法蘭拆除(2處)。

(2)高排法蘭拆除,拆除前需測(cè)量排汽法蘭間隙,便于后續(xù)回裝測(cè)量對(duì)比(l處)。

(3)后軸封蒸汽管道法蘭拆除(2處),后軸封圍帶蒸汽管道法蘭拆除(2處)(注意:由于此處管道過(guò)長(zhǎng)且每根管道僅與高壓缸有一處法蘭連接,此處法蘭處空間狹窄,未能對(duì)法蘭螺栓進(jìn)行拆除,故應(yīng)在管道中間合適焊口位置處進(jìn)行切割,待高壓缸整缸拆除后對(duì)未拆除法蘭螺栓處進(jìn)行拆除,后期高壓缸整缸就位前應(yīng)提前將此處法蘭螺栓進(jìn)行正式連接)。

(4)前軸封蒸汽管道法蘭拆除(底部2處),前軸封圍帶蒸汽管道法蘭拆除(底部2處)(注意:由于此處管道過(guò)長(zhǎng)且上法蘭處空間狹窄,未能對(duì)法蘭螺栓進(jìn)行拆除,故應(yīng)在管道中間合適焊口位置處進(jìn)行切割,待高壓缸整缸拆除后對(duì)未拆除法蘭螺栓處進(jìn)行拆除,后期高壓缸整缸就位前應(yīng)提前將此處法蘭螺栓進(jìn)行正式連接)。

(5)高壓缸底部高壓平衡管法蘭拆除(l處),低壓平衡管法蘭拆除(l處)。

(6)前軸封低壓平衡管道法蘭拆除(4處)。

(7)A/B側(cè)高調(diào)進(jìn)汽法蘭泄漏蒸汽管道拆除(2處)。

(8)A/B側(cè)一抽法蘭漏汽管道法蘭拆除(2處)。

(9)高壓缸底部疏水法蘭拆除(1處)。

注意:高壓缸整缸返廠后應(yīng)對(duì)以上法蘭位置處金屬纏繞墊片、八角墊片、橢圓墊片規(guī)格、型號(hào)、材質(zhì)進(jìn)行測(cè)繪確認(rèn),以免影響后期高壓缸整缸就位。

1.5高壓缸整缸拆除

(1)作業(yè)前對(duì)油擋洼窩、油擋間隙、轉(zhuǎn)子揚(yáng)度、汽封洼窩、轉(zhuǎn)子相對(duì)汽缸軸向定位等數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量記錄。

(2)電端、調(diào)端運(yùn)輸環(huán)安裝完畢(電端運(yùn)輸環(huán):K130:調(diào)端運(yùn)輸環(huán):K128),并檢查固定情況。

(3)使用長(zhǎng)7m的鋼絲繩(K022,直徑36mm)2根、長(zhǎng)2.5m的鋼絲繩(K023,直徑26mm)2根,專用工器具K024、K025以及K026,將高壓缸綁扎完畢。

(4)使用千斤頂將A/B側(cè)進(jìn)汽閥組向兩側(cè)頂開(kāi),保證高壓缸缸體與連接管道法蘭之間約有20mm間隙。

(5)緩慢起吊高壓缸,將高壓缸調(diào)平。

(6)高壓缸綁扎,具備起吊條件。

(7)將高壓缸平穩(wěn)放置在運(yùn)輸車支架上,綁扎固定完全,高壓缸出廠,現(xiàn)場(chǎng)具體可參考圖7。

圖7高壓缸出廠

(8)高排法蘭口使用直徑1100mm的木板進(jìn)行遮蓋,高壓缸吊出后的孔洞使用腳手架隔離完全,防止人員跌落。

2筒形高壓缸返廠后中低壓缸現(xiàn)場(chǎng)解體安裝要點(diǎn)分析

本次電廠汽輪機(jī)大修工期為68天,機(jī)組停機(jī)到高壓缸拆除完畢具備運(yùn)輸條件實(shí)際需要16天,高壓缸整缸返廠實(shí)際需用時(shí)間37天,后期工作步驟包括高壓缸整缸就位、高壓缸接口管道恢復(fù)、高壓缸進(jìn)汽大螺母連接、軸系找中心、對(duì)輪螺栓正式連接、高中低壓缸三缸碰缸試驗(yàn)、軸瓦間隙測(cè)量調(diào)整、連通管恢復(fù)等,完成以上后期工作僅有15天時(shí)間,故合理的工序與施工安排必然起到?jīng)Q定作用?，F(xiàn)場(chǎng)以高壓缸返廠檢修為主線,同時(shí)兼顧中壓缸、低壓缸解體檢修工作,在高壓缸檢修完畢到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)前完成中、低壓缸扣缸工作,方能滿足現(xiàn)場(chǎng)工期要求。以下為筒形高壓缸返廠后中、低壓缸現(xiàn)場(chǎng)解體安裝要點(diǎn)分析。

2.1高壓缸整缸就位前準(zhǔn)備工作

(1)確認(rèn)高壓缸管道法蘭面已清理打磨完成,高壓排汽法蘭環(huán)墊圈安裝及接觸面已清理打磨完成,管道法蘭金屬纏繞墊片、八角墊片、橢圓墊片規(guī)格、型號(hào)、材質(zhì)均已確認(rèn)并試裝完畢。

(2)確認(rèn)#1、#2軸承座相對(duì)高壓缸橫縱立銷定位鍵結(jié)合面均已完成清理工作。

(3)確認(rèn)高調(diào)閥進(jìn)汽管道大螺母已完成清理工作(包括大螺母內(nèi)螺紋和汽缸上的外螺紋),去除毛刺,分別在內(nèi)螺紋和外螺紋上噴涂耐高溫防咬劑。

(4)分別測(cè)量各U型密封環(huán)安裝槽的深度及其對(duì)應(yīng)的U型密封環(huán)厚度,確認(rèn)U型密封環(huán)的過(guò)盈量符合圖紙要求,然后將各U型密封環(huán)裝至進(jìn)口蒸汽連接法蘭處,使用深頭螺釘固定牢靠,沖鉚固定深頭螺釘。

(5)在汽缸進(jìn)汽口處安裝騎縫定位銷,沖鉚固定。

(6)確認(rèn)#1、#2軸承座已完成清潔工作。

(7)將A/B側(cè)高調(diào)閥進(jìn)汽管道大螺母分別旋至最外側(cè),保證高壓缸下降時(shí)進(jìn)汽連接管左右方向有足夠的間隙。

(8)高壓缸前后軸封圍帶蒸汽管道法蘭、軸封蒸汽管道法蘭(共8處)均已正式連接完成,如圖8所示。

圖8高壓缸整缸就位前軸封管道已安裝完畢

2.2高壓缸整缸就位

(1)確認(rèn)高壓缸運(yùn)輸環(huán)固定完好,高壓缸吊起并進(jìn)行調(diào)平。

(2)將高壓缸吊至就位位置處,下落高壓缸,距安裝位置約10mm時(shí),安裝軸向位置導(dǎo)引鍵。

(3)當(dāng)高壓缸下落時(shí),需保持中壓缸轉(zhuǎn)子與高壓缸對(duì)輪間隙大于3mm,然后將高壓缸最終下落至#1、#2軸承座。(4)拆除高壓缸前后運(yùn)輸環(huán)上半,用轉(zhuǎn)子支撐工具(圖9、圖10)將高壓轉(zhuǎn)子抬升約0.2mm,然后拆除運(yùn)輸環(huán)下半。

圖91瓦轉(zhuǎn)子支撐工具

圖102瓦轉(zhuǎn)子支撐工具

(5)用轉(zhuǎn)子支撐工具提升高壓轉(zhuǎn)子約0.2mm,并將#1、#2軸承的下半部分安裝至工作位置,如圖11所示。然后僅用軸承支撐高壓轉(zhuǎn)子(注意:#2軸承裝配此時(shí)在沒(méi)有推力瓦塊的條件下進(jìn)行臨時(shí)安裝)。

2.3高壓轉(zhuǎn)子與汽缸軸向定位

高壓缸正式就位后,基于返廠檢修安裝數(shù)據(jù)復(fù)查高壓轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)量,根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)值確定高壓轉(zhuǎn)子與高壓缸軸向定位值。

2.4高中對(duì)輪臨時(shí)連接

(1)確認(rèn)高壓缸與高壓轉(zhuǎn)子定位尺寸,緩慢移動(dòng)缸體與轉(zhuǎn)子,移動(dòng)轉(zhuǎn)子2mm,移動(dòng)缸體2mm,重復(fù)以上步驟,直到緩慢移動(dòng)至中壓轉(zhuǎn)子。

(2)百分表架在中壓轉(zhuǎn)子指向高壓轉(zhuǎn)子,盤(pán)動(dòng)高壓轉(zhuǎn)子,測(cè)量高中對(duì)輪外圓中心偏差。

(3)通過(guò)轉(zhuǎn)子支撐調(diào)整中壓轉(zhuǎn)子位置,來(lái)校正中心偏差。

(4)安裝臨時(shí)對(duì)輪螺栓,采用緊固臨時(shí)對(duì)輪螺栓的方式使高壓轉(zhuǎn)子拉入中壓轉(zhuǎn)子對(duì)輪止口。

2.5高壓缸與高調(diào)閥進(jìn)汽管道大螺母安裝

(1)通過(guò)增加臨時(shí)調(diào)整墊片,固定高壓缸前后四個(gè)貓爪及高壓缸前后兩個(gè)立銷。

(2)清理檢查進(jìn)口連接管法蘭面,準(zhǔn)備螺母旋轉(zhuǎn)工具和環(huán)形扳手。

(3)使用行車和倒鏈將高壓缸聯(lián)合進(jìn)汽閥組懸掛起來(lái),通過(guò)調(diào)整倒鏈實(shí)現(xiàn)缸體與連接管套筒的相互匹配,這樣連接管就可以嵌入缸體側(cè):通過(guò)拉閥體來(lái)調(diào)整法蘭結(jié)合面的平行度。

(4)使用行車將螺母旋轉(zhuǎn)工具吊至進(jìn)汽管道大螺母下方,使螺母旋轉(zhuǎn)工具與連接螺母接觸且有支撐力,確保閥組與缸體水平連接:使用環(huán)形扳手緊固螺母,直至法蘭結(jié)合面無(wú)間隙(注意:螺母難以擰入時(shí)應(yīng)退出查明原因并消除故障后再重新擰入,不要強(qiáng)行擰入,以防咬死)。

(5)使用火焰加熱器加熱進(jìn)汽管道大螺母至150℃,使用行車?yán)o環(huán)形扳手,使得進(jìn)汽管道大螺母旋轉(zhuǎn)弧長(zhǎng)為32mm。

(6)冷卻后,安裝并焊接螺母止動(dòng)片:松開(kāi)閥門(mén)支架的固定螺釘鎖緊裝置。

2.6高壓缸附屬管道連接

參考高壓缸附屬管道拆除要點(diǎn),依次對(duì)高壓缸所有連接管道法蘭進(jìn)行恢復(fù),此處不再贅述。

2.7聯(lián)軸器找中心

(1)日本富士1MN系列汽輪機(jī)除高壓轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是雙支撐外,中壓轉(zhuǎn)子和低壓缸均為單支撐。軸系找中心方法要求由高壓、中壓、兩個(gè)低壓和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子組成整個(gè)軸系同時(shí)找中心,考慮到高壓缸整缸返廠后不能滿足整個(gè)軸系找中心,故為了節(jié)省后期軸系找中時(shí)間,現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)修前全實(shí)缸中心記錄計(jì)算軸瓦調(diào)整量,并在中、低壓缸正式扣缸前完成#11~#4軸瓦調(diào)整工作,此時(shí)復(fù)查對(duì)輪中心調(diào)整量很小,能縮短后續(xù)軸系調(diào)整時(shí)間。

(2)汽輪機(jī)軸系找中心除低發(fā)聯(lián)軸器外其他聯(lián)軸器都是用塞尺塞聯(lián)軸器上、左、右間隙,最后算出張口。每組聯(lián)軸器用兩條臨時(shí)連接螺栓將它們緊固,兩條螺栓680°布置,在聯(lián)軸器上還設(shè)計(jì)有專用的頂絲,可以將兩個(gè)緊密接觸的對(duì)輪頂開(kāi)一定的間隙。

(3)將頂軸油泵開(kāi)啟,調(diào)整每個(gè)軸瓦的頂起高度,確保每一個(gè)軸頸的頂起高度滿足圖紙要求。

(4)將臨時(shí)連接螺栓適當(dāng)松開(kāi)一點(diǎn),確保聯(lián)軸器止口有足夠的咬合深度且不能脫開(kāi),使用專用頂絲將兩個(gè)聯(lián)軸器頂開(kāi)0.30mm。

(5)手動(dòng)盤(pán)車2h,手動(dòng)盤(pán)車結(jié)束后,開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量工作,每盤(pán)90°測(cè)一遍數(shù),測(cè)量?jī)蓚€(gè)聯(lián)軸器之間上、左、右三個(gè)間隙,同時(shí)測(cè)量聯(lián)軸器圓周晃度。汽輪機(jī)軸系找中心除低發(fā)聯(lián)軸器外,其他聯(lián)軸器都是用塞尺塞聯(lián)軸器上、左、右間隙,最后算出上下和左右張口數(shù)。

(6)盤(pán)車時(shí)要將臨時(shí)螺栓用手緊上,頂絲也緊上,防止聯(lián)軸器脫開(kāi)或間隙消失。讀取測(cè)量數(shù)時(shí)要注意將臨時(shí)的連接螺栓松開(kāi),保證連接螺栓處在自由狀態(tài),頂絲也松開(kāi),兩者都不能抗勁。在讀表時(shí)應(yīng)泄掉頂軸油油壓,盤(pán)車時(shí),再將頂軸油投上。

(7)盤(pán)車時(shí)要采取措施防止轉(zhuǎn)子前后竄動(dòng),以免影響數(shù)據(jù)測(cè)量甚至損傷設(shè)備。

2.8高、中、低壓缸三缸碰缸試驗(yàn)

徑向間隙檢查包含上下間隙及左右間隙,是通過(guò)頂缸螺栓和液壓千斤頂改變汽缸水平位置和垂直位置來(lái)完成。軸向間隙檢查是通過(guò)盤(pán)動(dòng)并移動(dòng)轉(zhuǎn)子碰撞汽缸來(lái)完成的。

2.8.1碰缸試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作

(1)高中、中低對(duì)輪中心均已調(diào)整至圖紙?jiān)O(shè)計(jì)值。

(2)高中、中低對(duì)輪螺栓均已緊固完成,且對(duì)輪螺栓伸長(zhǎng)量滿足設(shè)計(jì)要求。

(3)緊固所有對(duì)輪螺栓后,聯(lián)軸器偏心滿足設(shè)計(jì)要求。

(4)各軸承箱清潔無(wú)異物且轉(zhuǎn)子頂軸油油質(zhì)合格。

2.8.2徑向方向碰缸汽缸向上移動(dòng):

(1)在汽缸下側(cè)安裝4個(gè)千斤頂。

(2)去除汽缸貓爪處的4個(gè)橫銷。

(3)在缸體上架設(shè)百分表,監(jiān)視缸體的上升量。

(4)手動(dòng)盤(pán)車,使用千斤頂,每隔0.60mm提升量,

聽(tīng)缸體內(nèi)的聲音,并感覺(jué)盤(pán)車的力道變大。

(5)在提升量至0.70mm左右時(shí)緩慢頂缸,聽(tīng)缸體內(nèi)的聲音,并感覺(jué)盤(pán)車的力道變大。

(6)直到感覺(jué)盤(pán)車的力道變大或缸體內(nèi)有摩擦聲音時(shí),記錄缸體上升的數(shù)據(jù)。

汽缸向下移動(dòng):

(1)在汽缸下側(cè)安裝4個(gè)千斤頂。

(2)去除汽缸貓爪的4個(gè)橫銷。

(3)在缸體上架設(shè)百分表,監(jiān)視缸體的下降量。

(4)在汽缸貓爪處分別安裝頂升螺栓。

(5)在4個(gè)貓爪的橫銷處安裝多層不銹鋼墊片,從4個(gè)貓爪的橫銷處各抽出6個(gè)0.60mm不銹鋼墊片,使缸體下降0.60mm。

(6)手動(dòng)盤(pán)車,使用千斤頂,每隔0.60mm下沉量,聽(tīng)缸體內(nèi)的聲音,并感覺(jué)盤(pán)車的力道變大。

(7)反復(fù)重復(fù)上述步驟,待百分表的數(shù)值變?yōu)?0.70mm左右時(shí)緩慢下降,聽(tīng)缸體內(nèi)的聲音,并感覺(jué)盤(pán)車的力道變大。

(8)直到感覺(jué)盤(pán)車的力道變大或缸體內(nèi)有摩擦聲音時(shí),記錄缸體下降的數(shù)據(jù)。

2.8.3左右方向碰缸

(1)在汽缸的貓爪處安裝頂缸的專用工具。

(2)在貓爪的專用工具處架設(shè)千斤頂。

(3)在汽缸的前后左右安裝4塊百分表,監(jiān)視缸體移動(dòng)量。

(4)去除缸體的兩個(gè)立銷,并清理結(jié)合面的雜質(zhì)。

(5)使用千斤頂將汽缸向左移動(dòng),每次移動(dòng)0.10mm。

(6)反復(fù)重復(fù)上述步驟,待百分表的數(shù)值變化量為0.70mm左右時(shí)緩慢推缸,聽(tīng)缸體內(nèi)的聲音,并感覺(jué)盤(pán)車的力道變大。

(7)直到感覺(jué)盤(pán)車的力道變大或缸體內(nèi)有摩擦聲音時(shí),記錄缸體向左移動(dòng)的數(shù)據(jù)。

(8)使用千斤頂將汽缸向右移動(dòng),每次移動(dòng)0.10mm。

(9)反復(fù)重復(fù)上述步驟,待百分表的數(shù)值變化量為0.70mm左右時(shí)緩慢推缸,聽(tīng)缸體內(nèi)的聲音,并感覺(jué)盤(pán)車的力道變大。

(10)直到感覺(jué)盤(pán)車的力道變大或缸體內(nèi)有摩擦聲音時(shí),記錄缸體向右移動(dòng)的數(shù)據(jù)。

碰缸結(jié)束并整理數(shù)據(jù),拆除腳手架,移除專用工具。

3結(jié)語(yǔ)

某電廠按照上述施工要點(diǎn)及注意事項(xiàng)已順利完成汽輪機(jī)解體檢修工作,施工保質(zhì)保量完成且工期提前,汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)一次成功,各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)良,得到業(yè)主與監(jiān)理方一致認(rèn)可,施工單位和發(fā)電企業(yè)均取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。