1、330MW机组汽轮机简介
大唐宝鸡热电(2×330MW)新建工程,本期工程装设2台330MW燃煤汽轮发电机组,机组型号为NC330-17.75/0.4/540/540型,亚临界蒸汽参数、一次再热、单轴、三缸双排汽采暖抽汽凝汽式机组,由北京北重汽轮电机有限责任公司供货。本机由高压缸模块,中压缸模块及低压缸组成。其中高中压缸采用双层缸结构,发往现场后内部的工作已全部完成,主要进行中心的复查工作,及最终的负荷分配工作;低压缸由于占用的空间较大,在厂家试装后发往现场进行组装。低压缸台板采用顶丝顶在锚固板上调整的方式进行安装调整。现对其安装技术难点及现场应对措施和实施效果做如下介绍。
2、330MW机组主要特点
①该机组采用无垫铁砂浆垫块支撑,安装时先在基础上对埋板找正及灌浆,汽缸及轴承座通过台板下顶丝支撑在基础埋板上,为便于机组检修中调整及报废后拆装,地脚螺栓孔及埋板以上部位全部不做灌浆。②该机组轴承调整垫块采用有别于传统球面接触的平面接触,轴承自身无任何自位能力。③该机组高压缸、中压缸以封装形式发往现场,内部工作由制造厂完成,在现场安装过程中不要求解体,主要进行整体就位、中心的调整及最终的负荷分配工作。④该机组低压缸以散件形式供货,外缸分为前后两段,缸内部套厂内未进行任何总装,故缺陷非常多。⑤低压缸隔板底健及挂耳厂家只提供毛胚,且不允许安装中对毛胚底健及挂耳进行补焊及加减垫片,现场安装时必须先使用临时底健及挂耳对隔板找正,待汽封间隙及通流间隙符合要求后,再按临时底健及挂耳尺寸加工正式底健及挂耳。⑥该机型高、中压缸、低压内缸(及推力轴承壳体)均采用上缸(轴承座)猫爪支撑,汽缸(轴承座)重量通过上汽缸(轴承座)猫爪支撑外缸或轴承座上。⑦该机型所有轴承座除自身膨胀外,不随汽缸膨胀滑动,高中压缸及轴系死点位于中压缸后部固定点位置。机组启动时,中压缸由固定点横键及前后立键引导向前膨胀,通过高中压缸之间推拉杆推动高压缸沿前后立键向前继续膨胀,高压缸通过与推力轴承之间推拉杆拖动转子一起向前,同时转子沿推力盘向前后方向膨胀。
3汽轮机安装技术难点
根据机组特点,我总结出该该型号汽轮机安装有如下技术难点:①埋板灌浆质量要求高。传统无垫铁砂浆垫块支撑,砂浆垫块只是替代了垫铁的作用,设备调整完毕后还要对台板上表面2cm以下再进行一次灌浆。该机型由于汽缸及轴承座通过台板下顶丝支撑在基础埋板上,而地脚螺栓孔及埋板以上全部不做灌浆,这就给埋板灌浆质量提出很高要求;绝不永允许存在空洞、气孔、分层、裂纹和与一次灌浆层不粘合等现象;②该机组轴承调整垫块采用平面接触,自身无任何自位能力。这就对轴承安装提出了更高要求;③该机组高压缸、中压缸以封装形式发往现场,内部工作由制造厂完成,在现场安装过程中不要求解体,主要进行整体就位、中心的调整及最终的负荷分配工作。高、中压转子由运输环支撑置换为轴承支撑是个难点;④由于该机型高、中压缸、低压内缸及推力轴承均采用上猫爪支撑,故由安装垫片置换为正式垫片是个难点;⑤汽轮发电机轴系轴向定位是个难点;⑥该机型对汽缸负荷分配要求很高,与汽缸连接管道安装时如何消除应力是个难点。
4应对措施
4.1改进施工工艺,加强监督检查,配合土建单位提高基础埋板灌浆质量。
4.1.1在基础埋板安装过程中,在总结同类型机组安装经验的基础上,我们对埋板安装工艺作了一些改进,取得了很好的效果。a、为保证低压缸后部大埋板二次浇灌密实,我们在大固定板上钻10个φ27的通孔,作为二次浇灌时的排气孔。b、为防止土建单位二次灌浆时对埋板磕碰、踩踏、挤压,使已调好的埋板发生标高、杨度、定位尺寸的变化,除发联系单再三提醒外,我们用角钢、槽钢等对调好的固定板进行临时点焊固定,固定框架生根在基础埋件、地锚套管、地脚螺栓套管上,并焊接牢靠,确保万无一失。c、为防止二次灌浆时将灌浆料漏入各地脚螺栓孔及基础地锚套管,我们在交付二次灌浆前用高密泡沫塑料将各地脚螺栓孔堵严,并用白铁皮封堵好基础地锚套管,还对低压缸后部大固定板上的8个螺栓孔(发电机纵向键安装用)进行防护,防止灌浆时漏浆。
4.1.2埋板就位调整完毕并经验收后,交付土建单位进行二次浇灌工作,我们通过联系单向施工单位提醒以下注意事宜:a、灌浆前应对埋板和混凝土进行彻底清理,确保无污垢、杂物。b、在支好的模板内部灌水,将灌浆的混凝土表面养护48小时,然后用压缩空气将积水吹去,使其表面无积水。c、灌浆采用麦思特870的专用灌浆料,其配比及使用方法应严格按厂家说明书进行。d.垫块模板使用泡沫板支模,这样既利于模板裁剪,使模板能与台板结合紧密,便于施工,提高垫块合格率,而且节约成本。e、正式浇灌前,应按照厂家要求的技术条件制作混凝土试块,满足要求后再进行正式灌浆工作。f、灌浆时应从埋板一侧连续灌注,并用竹片疏导,以便于空气排出,确保灌浆密实。灌注砂浆及振捣过程中应特别注意不得使埋板位置发生变化,不得发生地脚螺栓孔漏浆现象,不得污染台板。g、灌浆料在和好后30min内必须灌注完毕。h、灌浆完毕12小时后对灌浆层表面浇水养护,在养护期14天内,浇灌层表面要保持一定水作为软养护并派专人监护。i、养护期满拆模后,对灌浆质量进行检查,应达到厂家要求。拆模7天以后,方可进行设备就位等无冲击载荷的工作。
4.2改进轴承检修工艺,确保冷态安装结果满足热态运行要求①轴承底部调整垫块安装位置等高检查。为保证轴承安装后轴径接触良好,轴承就位前必须对轴承底部调整垫块安装位置进行等高检查,确保其四角各点处于同一等高层。鉴于低压缸在厂内未进行任何总装,低压缸轴承底部调整垫块安装位置偏斜非常严重,此项工作调整量很大。修刮时必须由有经验工人实施,并使用合像水平反复校核。在该机组安装时我们还采用分度为0.02mm的精密水准仪对低压缸前后轴承座等高检查。②低压缸轴承螺栓紧固。低压缸轴承瓦枕螺栓采用圆头螺母,必须使用厂供专用工具紧固,紧固时必需对称均匀进行,液压泵每次升压10kg,直至达到厂家要求紧固力矩,紧固时同时兼顾螺栓伸长量在设计范围。低压缸轴承紧力及间隙测量时也必须按上述方法对螺栓进行紧固。③低压缸轴承底部调整垫块改进。由于该机型低压外缸整体强度偏软,运行工况下低压缸在抽真空等因素影响下,轴承内侧标高低于外侧,厂家建议在轴系对轮连接后,油循环结束翻瓦时将低压缸轴承底部调整垫块加工出一个中心偏差0.03~0.06mm斜面,即内侧加工量为0mm,外侧为0.06~0.12mm,由于厂家不愿承认是设计原因,不出具正式文件确认。但根据经验,此项工作必须进行,且在垫块修刮完成后,必须给轴承底部调整垫块加上0.03~0.06mm的垫片以保证低压缸轴承运行工况中心标高不发生改变。
4.3合理安排工序,精心施工,准确完成高压缸、中压缸转子支撑方式转换;
4.3.1中(高)压模块就位前必需做好以下工作①测量中(高)压缸前后运输环定位尺寸,并与厂内测量数据进行比较;②检查中(高)压缸前后猫爪与轴承座前后左右方向膨胀间隙满足机组运行工况要求;③检查高、中压缸前后立键顶部与键槽距离满足机组运行工况膨胀要求;在略阳工程,以上提到的三项均出现问题。先是发现中压前侧运输环径向定位尺寸没有钢印标识;接着是中压缸后部因下猫爪凸台顶住放不下去;然后是中压前猫爪及高压后猫爪与高中压轴承座膨胀间隙不够甚至贴死;还发现中压前、高压前后立键与键槽膨胀间隙均偏小,现场全部进行了打磨处理。
4.3.2转换方法(以中压缸为例)
①从3、4号瓦套底部抽出0.50mm厚的垫片,将瓦套重新装入。
②测量下缸支承面与轴承座上顶起小平台之间高差h,并以四处h为高度分别加工四个临时垫块。
③将中压模块吊至基础上方,平稳落钩,当汽缸距离其最终位置50mm时,按照上图所示位置安放临时垫块,将汽缸落在临时垫块上。
④微调汽缸轴向位置,使转子轴颈与轴瓦位置对正。
⑤检查确认3、4号轴承乌金清洁无异物,将下半轴瓦扣在对应轴颈上;轻轻旋转轴瓦,将轴瓦翻入轴承支座。如果将轴瓦翻入轴承支座时遇到阻碍,可以适当调整汽缸位置。
⑥按照下图所示,测量猫爪下衬套与轴承座之间的间距A,并以此配好滑板及垫片厚度。
⑦用千斤顶顶起汽缸,装入左右侧滑板及垫片,抽掉临时垫块。然后落下汽缸,使汽缸转移到由滑垫及垫片支承(即上猫爪支承)。
⑧用塞尺测量轴颈与轴瓦乌金之间间隙a。
⑨用千斤顶顶起汽缸,依次翻出轴承下半及瓦套下半,在瓦套底部加装厚度为a的垫片。
⑩装入轴承下半及瓦套下半。
拆除运输定位环上半。在汽缸与转子之间架设百分表。
松掉左右侧千斤顶,使转子轴颈落在轴瓦乌金上;用塞尺检查转子轴颈与轴瓦乌金之间应小于0.03mm不入;不允许在汽缸前后端同时进行调整,调整过程中应监视百分表读数变化不应大于0.10mm。
拆除运输定位环下半。转换结束。
4.4架表监护与和增设参考点,确保下猫爪转换成上猫爪支撑绝对准确。①为保证正式垫片安装后接触良好,安装前必须对正式垫片安装位置进行等高修刮,方法参照4.2第①条。②为提高测量精度,我们建议沿长宽方向等距多点测量。③为防止调整时将正式件破坏,必须先照正式件尺寸加工一套临时垫片,先用临时垫片调整,最后以临时垫片尺寸一次加工正式垫片。加工时正式垫片厚度适当加大0.01~0.03mm(接触不良时现场微量修刮量)。④正式垫片置换前,测量低压缸末级叶片顶部间隙、油挡间隙等参考点,做翔实记录,置换时在上汽缸(轴丞盖)垂直方向架2块以上百分表监护,同时在汽缸(轴丞盖)前后左右方向架表。确保正式垫片置换前后百分表变化值≤0.02mm。⑤整个置换过程一旦出现人为磕碰百分表,正式垫片置换后必须复测参考点尺寸未发生变化。
4.5制定测量程序,测量环定位尺寸复测与转子推拉同时进行,确保轴系轴向定位准确无误。
4.5.1为保证测量数据准确,我们要求测量时遵守以下程序:①测量前必须对内径千分尺和外径千分尺进行校核,确认满足测量要求。决不允许使用不合格量具;测量辅助工具误差不能≥0.02mm;②测量位置必须与厂家钢印位置一致,并标识清楚,保证每次测量均在同一位置;③每次测量使用同一套量具由同一个人完成,不允许中途更换量具或测量人;④测量数据比较应尽量考虑时间、温度、湿度、气压影响。
4.5.2鉴于测量环径向实测数据与厂内总装值一致,测量环径向调整完毕我们要求立即配制所有汽缸前后立健。
4.5.3鉴于测量环轴向实测数据与厂内总装值不一致,除要求厂家来人重定测量环轴向定位尺寸外,我们在安装中采用既测量测量环轴向数据,又实推转子的双保险方案。
4.5.4鉴于推力轴承弹性环自身收缩量较大,安装中很难靠死工作侧瓦块,我们在推力轴承安装中推拉转子时除保证推拉力量(≌5t)符合要求外,在轴承座与外瓦套、轴承座与内瓦套、轴承座与汽缸、汽缸与转子相对位置全部架表,反复推拉,直至满足要求。
4.6制定预防措施,全程质量监控,尽最大可能减少管道安装时对汽缸产生附加应力。
4.6.1由于该机型设计的独特性,厂家对汽缸负荷分配要求很高:
①厂家要求低压内缸负荷分配共进行四次:空缸、全实缸、抽汽管道连接前、连接后;高、中压缸负荷分配也进行四次:抽、导汽管道连接前、抽汽管道连接后、导汽管道连接后、保温前。
②汽缸负荷分配必须采用测力法。要求低压内缸四个猫爪负荷之和应与计算出的总重量相符,汽缸中心线两侧对称位置的负荷差应不大于两侧平均负荷的5%;高、中压缸四个猫爪负荷之和应与计算出的总重量相符,前后方向同一侧负荷差应不大于两侧平均负荷的5%。
③厂家特别要求汽缸负荷分配时必须拆除汽缸前后立键、固定点横键、推拉杆,可能对汽缸产生外力的脚手架等,负荷分配时架表监护,前后百分表变化值在0.05mm以内。
如果管道安装时对汽缸附加应力,负荷分配时做不好的,蒲城的教训就很深刻。
4.6.2为消除管道安装时对汽缸产生附加应力,我们制定了详细预案:
①我们要求与汽缸连接的所有管道施工前交底时必须再三强调不得进行强制性对口。不得将起吊管道的倒链钢丝绳直接悬挂在汽缸、轴承座上。导汽管道安装时我们还专门制作了吊装托架。
②管道对口及焊接前管道安装人员必须通知本体施工人员在汽缸四个猫爪处(轴向、横向和垂直方向)架设百分表,全程监护对口及焊接过程中汽缸的变化和位移,当汽缸猫爪处任何一块百分表位移变化超过0.05mm时,立即暂停焊接,待恢复原状后再行施焊。
③我们要求高、中压缸导汽管安装时汽缸左右侧对口、焊接及热处理必须同时对称进行。不允许将管道各种应力集中在与汽缸连接的最后一道焊口处。
④我们要求导汽法兰螺栓紧固工作应在与汽缸连接的最后一道焊口焊接前完成。
4.6.3我们还要求所有与轴承座连接的管道安装时也必须架表全程监护确保不对轴承座产生附加应力。
4.6.4工地还要求所有与汽缸轴承座连接管道安装过程中质检员全程旁站监督。
5实施效果
在总结我公司承建的陕西蒲城、陕西略阳同类型机组安装经验的基础上,我们在陕西宝热工程同类机型机组汽轮机安装中优化了施工措施,大胆调整了施工工序,并在施工中得以有效实施,取得了可喜的成绩,从安装质量上讲,机组运行指标可以说明一切:
汽轮发电机组第一次冲机至3000r/min时,汽轮机各轴承瓦温及振动情况:
标准:瓦温优良90C°报警110C°轴振优良76μm报警140μm
从机组动态运行指标看,该机组从整套启动、冲机、并网、168小时试运行到达标投产各阶段瓦温、轴振指标均达到优良标准,为同类型机组先进水平。
该机组从整套启动、冲机、并网、168小时试运行仅用11天,从未出现过因主机原因造成的意外停机现象,安装质量属同类型先进水平。
参考文献:
[1]孟献兵.哈汽引进型300MW机组中压缸温差大原因分析及处理[J].科技致富向导,2011(23).
[2]许坚毅,魏敬举.300MW汽轮机冷态启动探讨[J].华东电力,1988(10).
[3]查治龙.提高哈汽300MW汽轮机效率的几项技术措施[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2007(01).
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