李向勇 彭敬朝 劉平哲

摘要：筒形缸汽輪機由于性能良好、運行穩(wěn)定性優(yōu)異，在火電工程中的應(yīng)用前景十分廣泛。一般筒形汽缸解體檢修必須返廠進(jìn)行，后續(xù)施工工序如果施工單位技術(shù)經(jīng)驗不足，工序銜接不合理，容易造成窩工及工期推遲。現(xiàn)對某電廠日本富士筒形缸機組檢修工作的特點和經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)，可為類似機型筒形缸汽輪機解體檢修工作的開展提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：筒形缸;解體檢修;高壓缸;中低壓缸

中圖分類號：TK268? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2022）04-0057-05

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.04.017

0? ? 引言

某電廠采用日本富士電機株式會社生產(chǎn)的HMN600 MW超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸兩排汽、凝汽式、反動式汽輪機。該機組于2011年3月1日投入商業(yè)運營，2021年首次進(jìn)行高壓缸返廠大修，累計運行超過十萬小時。筒形高壓缸現(xiàn)場整體拆除后，裝車運輸至上海汽輪機廠進(jìn)行整缸解體檢修，檢修完畢再運輸至現(xiàn)場進(jìn)行整體回裝。筒形缸機組解體檢修再回裝技術(shù)與國內(nèi)主要汽輪機制造廠家的常見檢修技術(shù)有很大的差異，本文將對其檢修工序進(jìn)行詳細(xì)分析。

1? ? 高壓缸整缸廠內(nèi)拆除施工要點分析

1.1? ? 高壓缸缸體測點管線拆除具體測點

（1）高壓汽輪機外殼金屬（100%）溫度測點。

（2）高壓汽輪機外殼金屬（50%）溫度測點。

（3）高壓汽輪機外殼金屬（上）（50%）溫度測點。

（4）高壓汽輪機外殼金屬（下）（50%）溫度測點。

（5）高壓汽機排汽蒸汽溫度測點。

（6）高壓缸外殼膨脹測點。

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，通過測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，可通過高壓缸各滑銷間隙來確認(rèn)，如圖1、圖2中S1（標(biāo)準(zhǔn)：0.10～0.15 mm）、S2（標(biāo)準(zhǔn)：0.35～0.405 mm）及T（標(biāo)準(zhǔn)：0.15～0.20 mm）所示。

1.4? ? 連接管道拆除

1.4.1? ? A/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）由上下兩個半圈組成一套，加熱時套在螺母上，然后將支撐支架架好，使燃燒嘴與螺母拉開距離，同時注意并列使用的加熱器要距離均勻，使加熱時螺母受熱均勻。加熱時同時使用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 ℃，加熱時長控制在25 min，使用測溫槍測溫;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。

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

（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。

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

發(fā)生螺母卡澀無法旋出的情況時：

方案一，使用火把持續(xù)均勻加熱，并再次嘗試旋出。

方案二，如加熱旋出無效，則破壞性拆除，并與主機廠聯(lián)系緊急采購螺母備件。

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，拆除前需測量排汽法蘭間隙，便于后續(xù)回裝測量對比（1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：由于此處管道過長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：由于此處管道過長且上法蘭處空間狹窄，未能對法蘭螺栓進(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（1處），低壓平衡管法蘭拆除（1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、材質(zhì)進(jìn)行測繪確認(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)前對油擋洼窩、油擋間隙、轉(zhuǎn)子揚度、汽封洼窩、轉(zhuǎn)子相對汽缸軸向定位等數(shù)據(jù)進(jìn)行測量記錄。

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

（3）使用長7 m的鋼絲繩（K022，直徑36 mm）2根、長2.5 m的鋼絲繩（K023，直徑26 mm）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，保證高壓缸缸體與連接管道法蘭之間約有20 mm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)放置在運輸車支架上，綁扎固定完全，高壓缸出廠，現(xiàn)場具體可參考圖7。

（8）高排法蘭口使用直徑1 100 mm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)場解體安裝要點分析

本次電廠汽輪機大修工期為68天，機組停機到高壓缸拆除完畢具備運輸條件實際需要16天，高壓缸整缸返廠實際需用時間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、對輪螺栓正式連接、高中低壓缸三缸碰缸試驗、軸瓦間隙測量調(diào)整、連通管恢復(fù)等，完成以上后期工作僅有15天時間，故合理的工序與施工安排必然起到?jīng)Q定作用?，F(xiàn)場以高壓缸返廠檢修為主線，同時兼顧中壓缸、低壓缸解體檢修工作，在高壓缸檢修完畢到達(dá)現(xiàn)場前完成中、低壓缸扣缸工作，方能滿足現(xiàn)場工期要求。以下為筒形高壓缸返廠后中、低壓缸現(xiàn)場解體安裝要點分析。

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、材質(zhì)均已確認(rèn)并試裝完畢。

（2）確認(rèn)#1、#2軸承座相對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）分別測量各U型密封環(huán)安裝槽的深度及其對應(yīng)的U型密封環(huán)厚度，確認(rèn)U型密封環(huán)的過盈量符合圖紙要求，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。

2.2? ? 高壓缸整缸就位

（1）確認(rèn)高壓缸運輸環(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10 mm時，安裝軸向位置導(dǎo)引鍵。

（3）當(dāng)高壓缸下落時，需保持中壓缸轉(zhuǎn)子與高壓缸對輪間隙大于3 mm，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0.2 mm，然后拆除運輸環(huán)下半。

（5）用轉(zhuǎn)子支撐工具提升高壓轉(zhuǎn)子約0.2 mm，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軸承裝配此時在沒有推力瓦塊的條件下進(jìn)行臨時安裝）。

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)子軸向竄動量，根據(jù)圖紙設(shè)計值確定高壓轉(zhuǎn)子與高壓缸軸向定位值。

2.4? ? 高中對輪臨時連接

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

（2）百分表架在中壓轉(zhuǎn)子指向高壓轉(zhuǎn)子，盤動高壓轉(zhuǎn)子，測量高中對輪外圓中心偏差。

（3）通過轉(zhuǎn)子支撐調(diào)整中壓轉(zhuǎn)子位置，來校正中心偏差。

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

2.5? ? 高壓缸與高調(diào)閥進(jìn)汽管道大螺母安裝

（1）通過增加臨時調(diào)整墊片，固定高壓缸前后四個貓爪及高壓缸前后兩個立銷。

（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，通過調(diào)整倒鏈實現(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);通過拉閥體來調(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)合面無間隙（注意：螺母難以擰入時應(yīng)退出查明原因并消除故障后再重新擰入，不要強行擰入，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)弧長為32 mm。

（6）冷卻后，安裝并焊接螺母止動片;松開閥門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，依次對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HMN系列汽輪機除高壓轉(zhuǎn)子和發(fā)電機轉(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、兩個低壓和發(fā)電機轉(zhuǎn)子組成整個軸系同時找中心，考慮到高壓缸整缸返廠后不能滿足整個軸系找中心，故為了節(jié)省后期軸系找中時間，現(xiàn)場通過修前全實缸中心記錄計算軸瓦調(diào)整量，并在中、低壓缸正式扣缸前完成#1～#4軸瓦調(diào)整工作，此時復(fù)查對輪中心調(diào)整量很小，能縮短后續(xù)軸系調(diào)整時間。

（2）汽輪機軸系找中心除低發(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)軸器用兩條臨時連接螺栓將它們緊固，兩條螺栓180°布置，在聯(lián)軸器上還設(shè)計有專用的頂絲，可以將兩個緊密接觸的對輪頂開一定的間隙。

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

（4）將臨時連接螺栓適當(dāng)松開一點，確保聯(lián)軸器止口有足夠的咬合深度且不能脫開，使用專用頂絲將兩個聯(lián)軸器頂開0.30 mm。

（5）手動盤車2 h，手動盤車結(jié)束后，開始進(jìn)行數(shù)據(jù)測量工作，每盤90°測一遍數(shù)，測量兩個聯(lián)軸器之間上、左、右三個間隙，同時測量聯(lián)軸器圓周晃度。汽輪機軸系找中心除低發(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）盤車時要將臨時螺栓用手緊上，頂絲也緊上，防止聯(lián)軸器脫開或間隙消失。讀取測量數(shù)時要注意將臨時的連接螺栓松開，保證連接螺栓處在自由狀態(tài)，頂絲也松開，兩者都不能抗勁。在讀表時應(yīng)泄掉頂軸油油壓，盤車時，再將頂軸油投上。

（7）盤車時要采取措施防止轉(zhuǎn)子前后竄動，以免影響數(shù)據(jù)測量甚至損傷設(shè)備。

2.8? ? 高、中、低壓缸三缸碰缸試驗

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

2.8.1? ? 碰缸試驗前準(zhǔn)備工作

（1）高中、中低對輪中心均已調(diào)整至圖紙設(shè)計值。

（2）高中、中低對輪螺栓均已緊固完成，且對輪螺栓伸長量滿足設(shè)計要求。

（3）緊固所有對輪螺栓后，聯(lián)軸器偏心滿足設(shè)計要求。

（4）各軸承箱清潔無異物且轉(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：

（1）在汽缸下側(cè)安裝4個千斤頂。

（2）去除汽缸貓爪處的4個橫銷。

（3）在缸體上架設(shè)百分表，監(jiān)視缸體的上升量。

（4）手動盤車，使用千斤頂，每隔0.10 mm提升量，聽缸體內(nèi)的聲音，并感覺盤車的力道變大。

（5）在提升量至0.70 mm左右時緩慢頂缸，聽缸體內(nèi)的聲音，并感覺盤車的力道變大。

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

汽缸向下移動：

（1）在汽缸下側(cè)安裝4個千斤頂。

（2）去除汽缸貓爪的4個橫銷。

（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個貓爪的橫銷處安裝多層不銹鋼墊片，從4個貓爪的橫銷處各抽出1個0.10 mm不銹鋼墊片，使缸體下降0.10 mm。

（6）手動盤車，使用千斤頂，每隔0.10 mm下沉量，聽缸體內(nèi)的聲音，并感覺盤車的力道變大。

（7）反復(fù)重復(fù)上述步驟，待百分表的數(shù)值變?yōu)?0.70 mm左右時緩慢下降，聽缸體內(nèi)的聲音，并感覺盤車的力道變大。

（8）直到感覺盤車的力道變大或缸體內(nèi)有摩擦聲音時，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)視缸體移動量。

（4）去除缸體的兩個立銷，并清理結(jié)合面的雜質(zhì)。

（5）使用千斤頂將汽缸向左移動，每次移動0.10 mm。

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

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

（8）使用千斤頂將汽缸向右移動，每次移動0.10 mm。

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

（10）直到感覺盤車的力道變大或缸體內(nèi)有摩擦聲音時，記錄缸體向右移動的數(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

某電廠按照上述施工要點及注意事項已順利完成汽輪機解體檢修工作，施工保質(zhì)保量完成且工期提前，汽輪機沖轉(zhuǎn)一次成功，各項運行參數(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。

收稿日期：2021-10-11

作者簡介：李向勇（1979—），男，河北石家莊人，高級工程師，中國電建集團(tuán)河北工程有限公司安裝公司工程部部長，研究方向：筒形缸機組解體檢修施工工序的分解優(yōu)化。

彭敬朝（1990—），男，河北石家莊人，工程師，中國電建集團(tuán)河北工程有限公司安裝公司工地副主任，研究方向：筒形缸機組解體檢修控制要點。

劉平哲（1990—），男，河北贊皇人，工程師，中國電建集團(tuán)河北工程有限公司安裝公司工地副主任，研究方向：筒形缸機組解體檢修施工工藝。

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