GE 7241FA燃氣輪機和發(fā)電機組安裝技術(shù)探討

中國水電第十一工程局有限公司委內(nèi)瑞拉新卡夫雷拉電廠工程項目部

摘要：本文以中水十一局承建的委內(nèi)瑞拉新卡夫雷拉電廠兩臺GE 7241FA燃氣發(fā)電機組的現(xiàn)場安裝情況，從機務(wù)、電氣、熱工、防保等專業(yè)角度簡要介紹了主要機電設(shè)備安裝的施工技術(shù)和需要注意的問題，提供了燃氣輪機發(fā)發(fā)電機組安裝的一些經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：GE 7241FA；燃汽輪機；發(fā)電機；安裝技術(shù)

1項目概述

新卡夫雷拉燃氣電廠項目應(yīng)委內(nèi)瑞拉向中國緊急求助解決委電力短缺的緊急電廠工程之一。于2010年3月26日，由中國水電建設(shè)集團SINOHYDRO與委內(nèi)瑞拉國家石油公司PDVSA正式簽署該工程項目合同，采用EPC方式承建。一期工程為兩臺GE 7241FA機組，裝機容量 2×190MW，這是中國水電首次與美國通用電氣公司合作，承建GE燃氣輪發(fā)電機組電廠項目。

該工程廠址位于委內(nèi)瑞拉瓦倫西亞湖北岸。廠址東距委內(nèi)瑞拉首都加拉加斯約120km，東距阿拉瓜州首府馬拉凱約7km，廠區(qū)利用已經(jīng)廢棄30年的原電廠場地。廠區(qū)東南側(cè)瀕臨瓦倫西亞湖，西北側(cè)緊靠小山坡；場地呈狹長帶狀，面積約45000m2（450m×100m）；場地分為兩個階梯，高差約4m。本期工程燃料為柴油和天然氣，其中柴油為汽車運輸，油罐儲存；天然氣以管網(wǎng)形式接入。機組冷卻用水：利用瓦倫西亞湖的湖水做開式冷卻，自制除鹽水做閉式水冷卻。

2機組主要參數(shù)

2.1 ISO工況性能保證參數(shù)（柴油）：發(fā)電功率：189.348 MW，發(fā)電熱耗率：10338 kJ/kW.h

發(fā)電熱效率：34.97%，燃油消耗率：0.2405 kg/kWh（燃油低位發(fā)熱量假定為42798kJ/kg），軸排列順序：燃機-壓氣機-發(fā)電機，旋轉(zhuǎn)方向：逆時針（從燃機側(cè)看），最大允許負荷運行頻率：61.2Hz，最小允許負荷運行頻率：58.8Hz，啟動時間：26.5 min，控制系統(tǒng)：SPEEDTRONIC Mark Vie，布置模式：露天布置。注：ISO工況指：海拔高度0m，環(huán)境溫度15℃，相對濕度60%。

2.2 燃氣輪機

型號：GR1232，燃料系統(tǒng)：雙燃料系統(tǒng)，驅(qū)動方式：冷端驅(qū)動，軸數(shù)：1 自持轉(zhuǎn)速：高壓透平：～8300rpm，中壓透平：～4200rpm，低壓透平：～3600rpm，滿負荷轉(zhuǎn)速：中壓透平：5228rpm，高壓透平：9099rpm，發(fā)電機軸：3600rpm，壓氣機：低壓壓氣機：6級軸流式，壓縮比3.6，高壓壓氣機：14級軸流式，壓縮比12，壓氣機總壓縮比：42，透平級數(shù)：9級，燃燒室型式：環(huán)型燃燒室（SAC）雙燃料燃燒室，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型式：多級內(nèi)嵌式（Multiple Stage Build-Up），燃燒器個數(shù)：14個，點火器個數(shù)：2個，火焰探頭：4個，透平動葉進口初溫：1300 ℃級，進氣系統(tǒng)：脈沖過濾系統(tǒng)，ISO工況燃機參數(shù)：燃機排氣溫度：～583.9 °C，燃機排氣流量：～1708.8 t/h，NOx噴水量：～48.947 t/h。

2.3 發(fā)電機

型號：7FH2，冷卻方式：氫氣——冷卻，出力（ISO）：179.349MW/211000KVA，功率因數(shù)：0.85，額定電壓：18kV，頻率：60Hz。

3機務(wù)專業(yè)安裝施工技術(shù)

3.1重點方案概述

1）燃氣輪機組的安裝要求精度高、工序性強，施工重點為：設(shè)備找平及軸系找正。2）燃氣輪機、發(fā)電機安裝的重點為：大型設(shè)備就位。本項目均使用500T大吊車進行大型設(shè)備的吊裝就位。3）燃機附屬設(shè)備均采用50t汽車吊配合就位和吊裝。4）油管道安裝重點為：清潔度，直接影響到機組的安全運行，要點是從控制其內(nèi)部清潔度入手，針對油管道施工，制定相應(yīng)的施工工藝。

3.2燃氣輪機主要安裝技術(shù)

1）燃機本體安裝方案

A、負荷分配試驗

拆除燃氣缸左右兩只支腳處的銷釘和墊片，并清理干凈和測量原始厚度。頂起燃機汽缸，將兩組墊片安放到各自的位置，將汽缸重新放下，在兩支腳處各放一只百分表，觀察并記錄相應(yīng)百分表的讀數(shù)，調(diào)整其差值到滿足設(shè)計要求。抬差試驗結(jié)束后，將汽缸放下，安裝銷釘、墊片，恢復(fù)冷卻水管，緊固支腳與汽缸的連接螺栓，調(diào)整螺栓與墊圈的間隙至設(shè)計要求。

B、燃機轉(zhuǎn)子軸向竄動

在燃機轉(zhuǎn)子近輔機端，運用此處的燃機轉(zhuǎn)子運輸保護裝置將燃機轉(zhuǎn)子向發(fā)電機方向頂，直至燃機轉(zhuǎn)子與燃機推力軸承座靠緊為止。

C、軸系滑銷系統(tǒng)配置安裝

將滑銷及銷槽表面清理干凈，接觸面應(yīng)光潔無毛刺，測量滑銷和銷槽幾何尺寸，兩者的直線度和平行度均應(yīng)滿足安裝要求。配制滑銷間隙至設(shè)計值.主機對中最終校驗，軸系中心應(yīng)滿足要求，然后將滑銷系統(tǒng)焊接牢固。

D、軸系中心找正

2）燃機輔助設(shè)備安裝方案

A、安裝前準備工作：

清理輔機基礎(chǔ)底板表面.拆除輔機的外殼板.將預(yù)先配置好的各組調(diào)整墊片放置到基礎(chǔ)相應(yīng)位置的底板上，將輔機直接用吊車吊到基礎(chǔ)上，注意輔機中心線與基礎(chǔ)縱橫中心線對齊。檢查墊片與機座接觸面情況，地板與機座焊接固定。之后按圖將其與有關(guān)系統(tǒng)管道連接。

B、進氣風(fēng)道和空氣過濾器安裝

待燃氣輪機主要設(shè)備就位的同時，進行進氣風(fēng)道鋼架的組合和吊裝固定，及時進行地腳螺栓二次灌漿。將進氣風(fēng)道分幾大件吊裝就位。按圖紙要求在地面進行組裝，利用吊車吊裝就位，及時將有關(guān)螺栓緊固，防止傾斜墜落。在安裝濾芯前應(yīng)保證進氣系統(tǒng)內(nèi)焊接工作已經(jīng)結(jié)束，內(nèi)部已經(jīng)徹底清理干凈并經(jīng)過監(jiān)理、業(yè)主的檢查認可，濾芯安裝完畢后內(nèi)部應(yīng)再次進行清理，最后進行封閉。安裝濾芯前消防系統(tǒng)應(yīng)安裝完畢并能投入運行，安裝時應(yīng)注意防火。

C、隔音外罩（燃機罩殼）安裝

在進行進氣風(fēng)道鋼架吊裝的同時，可以進行隔音外罩框架的組裝和吊裝，然后將各部位的隔音板分段安裝上，用異型板和密封硅膠進行密封，防止雨水或漏氣。

D、燃機潤滑油等系統(tǒng)安裝

燃氣輪機管道安裝的關(guān)鍵是潤滑油管的施工，其安裝的質(zhì)量和進度的好壞，是直接影響到燃氣輪機軸系振動及沖轉(zhuǎn)成功的重要環(huán)節(jié)。所有水管、油管安裝前必須進行防腐處理，密封好的管口在安裝到此管段時再拆除，安裝到位的管道及時進行臨時封閉，防止異物進入。燃氣輪機油管安裝后，確認管路安裝的正確性，并且認真清理油箱，管道內(nèi)壁清潔度，注滿油，進行油循環(huán)沖洗。在燃機潤滑油循環(huán)沖洗之前，所有軸承進油口加裝濾網(wǎng)；油循環(huán)之后，拆掉所有濾網(wǎng)。在進行油系統(tǒng)沖洗時最好能采用熱態(tài)冷態(tài)交替沖洗方式進行油循環(huán)沖洗，以確保較好的完成油系統(tǒng)的沖洗工作。

E、燃機燃料系統(tǒng)安裝

燃氣系統(tǒng)內(nèi)部清潔度是為了保證燃燒器噴嘴在運行中不出現(xiàn)堵塞及燃氣能得到充分燃燒。首先在管道安裝過程中應(yīng)確保管道內(nèi)部的清潔度，管道安裝前統(tǒng)一用預(yù)先進行吹掃過清潔的管道進行安裝，以免在系統(tǒng)安裝結(jié)束后產(chǎn)生二次污染；管段落料、熱工測點開孔、焊接坡口均采用機械加工打磨；管道安裝對口前，管內(nèi)應(yīng)進行清掃檢查，防止異物入內(nèi)；未完工作必須封口，第二次拆封由專人負責(zé)；管道焊接均采用氬弧焊打底、電焊蓋面的工藝。主要包括天然氣減壓站就位，燃料前置系統(tǒng)安裝就位，燃料控制單元的就位、安裝以及管道閥門等。

F、管道焊縫檢測

管道按照嚴格的檢驗程序?qū)缚p進行檢測，預(yù)先對焊縫進行外觀檢測，如焊縫坡口（現(xiàn)場多采用V型破口），焊縫寬度，以及焊縫余高進行測量，并滿足要求。針對燃機本體管道采用100%射線透視，燃機外圍輔助及燃料系統(tǒng)管道采用80%射線透視，20%滲透試驗檢測，對有焊接缺陷的焊縫，如氣孔，裂紋，制定嚴格的缺陷登記記錄，并進行及時的處理，處理完成的焊縫經(jīng)再次射線透視試驗，合格后，做好缺陷處理記錄。系統(tǒng)管道安裝結(jié)束后，根據(jù)管道檢測標準對管道做耐壓試驗，試驗壓力值=1.25*理論壓力值。

3.3 發(fā)電機主要安裝技術(shù)及施工步序

1）基礎(chǔ)復(fù)查：發(fā)電機基礎(chǔ)復(fù)查驗收工作可以與燃機基礎(chǔ)一同進行，基礎(chǔ)要求和復(fù)查驗收方法也與之完全相同。

2）底板安裝：配置每個墊鐵，要求標高偏差在0～-0.5mm。底板安裝標高允許偏差為-0.5mm，底板與螺栓中心線的允許偏差為±1mm，底板水平偏差不大于0.02mm/m。

3）定子就位：a.用平板車沿著規(guī)定的路線運至汽機廠房檢修場地；b.拆掉運輸框架，清理支座下端灰塵、毛刺；c.在臺板上標出縱橫中心線位置；d.利用500噸履帶吊卸車就位，發(fā)電機+底座重約235噸。

4）定子＼轉(zhuǎn)子檢查、轉(zhuǎn)子安裝、下端蓋及軸承裝配、氣隙測量等工作均在GE制造廠內(nèi)完成，無須現(xiàn)場進行：

5）發(fā)電機找正：a.首先進行發(fā)電機定子和轉(zhuǎn)子磁力中心的調(diào)整。按照GE規(guī)定值調(diào)整定子相對于轉(zhuǎn)子的磁力中心偏移值。b.測量定子和轉(zhuǎn)子的相對位置應(yīng)在定子兩端的對應(yīng)點進行，確定測量位置后應(yīng)做好標記，以保證測量和調(diào)整的準確性。c.進行發(fā)電機轉(zhuǎn)子與SSS離合器的找正。以燃氣輪機轉(zhuǎn)子中心為基準，按GE所提供的軸系找正圖中冷態(tài)找正預(yù)留量即聯(lián)軸器間的錯位值和張口值等數(shù)據(jù)進行找正。

6）燃機-發(fā)電機對輪聯(lián)結(jié)：a.復(fù)查燃機-發(fā)電機對輪中心，必要時調(diào)整。b.對輪外表面清理后測量發(fā)電機轉(zhuǎn)子前對輪晃度并記錄。c.燃機-發(fā)電機對輪按孔編號對正，用臨時螺栓對稱穿入對輪進行中心校正。d.發(fā)電機對輪晃度在臨時螺栓緊固后變化應(yīng)不大于0.02mm，螺栓按GE要求力矩緊固，并測量螺栓伸長量。e.每更換兩個螺栓后復(fù)查聯(lián)軸器的晃度，變化應(yīng)不大于0.02mm。

7）整套氣密性試驗

3.4 系統(tǒng)管道以及支吊架的安裝技術(shù)

系統(tǒng)管道包括支吊架等，無特別技術(shù)要求，常規(guī)安裝方案即可。需注意事項如下：a.管道安裝的坡度、傾斜方向應(yīng)符合設(shè)計要求，管道安裝的坐標位置與設(shè)計誤差不大于±10mm。b.管道組件的臨時封堵只有在對口前才能拆除，管道安裝時應(yīng)將管內(nèi)部清理干凈，管內(nèi)不得遺留任何雜物，禁止將工具等放入管內(nèi)存放，對待連接的接口（特別是水平或朝上的接口）要采取可靠的臨時封堵措施，防止雜物落入。c.導(dǎo)向支架和滑動面應(yīng)潔凈，活動部件與支撐件應(yīng)接觸良好，以保證管道能自由膨脹。d.油管道的安裝質(zhì)量重點在內(nèi)部清潔度。所以在管道安裝前應(yīng)對其內(nèi)部進行徹底的清理，清除內(nèi)部的油脂、灰塵等各種污物，清洗干凈后管道兩端進行有效封堵。保證系統(tǒng)清潔度。

4電氣專業(yè)安裝施工技術(shù)

4.1電纜敷設(shè)及二次接線施工要點

為了減少電纜在轉(zhuǎn)彎、十字溝口、T字溝口及盤柜入口處的交叉雜亂現(xiàn)象，在上述地方按實際適當(dāng)增加電纜支架、托架及井架，保證電纜的敷設(shè)工藝。

電纜在支架上用扎帶固定牢固，在直線段每2米，在垂直段每1米固定1處，在所有拐彎處均加以固定。

電纜敷設(shè)時，電纜兩端、轉(zhuǎn)角處做臨時標記，待全部敷設(shè)完畢后，再更換為PVC永久標識牌。

電纜二次接線：實行”樣板”先行，先進行”樣板”盤柜的施工，在取得各方的認可，規(guī)范施工工藝后進行推廣，并要求所有二次接線人員的施工要和”樣板”一致。每塊盤的接線定人定崗，掛牌作業(yè)。

為了保證電纜排列整齊美觀，統(tǒng)一采用電纜熱縮套做電纜頭。電纜頭顏色統(tǒng)一，長度為5公分（剖截面向上2公分，向下3公分）。每塊屏內(nèi)的電纜頭做在同一水平高度，且各排電纜頭間距相等。

電纜芯線采用線束法布線。芯線成束綁扎且間距相等，扎線扎緊后結(jié)頭置于線束背后。同一類盤的內(nèi)部電纜扎線使用同一種材料。

電纜芯線的各分支線與主線束成直角。芯線從線束引至端子排做到水平（或垂直）均勻排列，并統(tǒng)一采用”S”形彎曲后接入端子，備用芯線的長度以能達到盤內(nèi)最遠處接線端子為準。芯線接至端子，剝皮長度要適中，校線后接入前套上端子頭，端子頭長度一致，排列整齊，螺栓務(wù)必擰緊。

5繼電保護安裝調(diào)試

5.1裝置單體調(diào)試：調(diào)試過程嚴格遵循GE手冊及《大綱》的要求，采用微機繼電保護校驗裝置，對精度、保護動作準確度等嚴格把關(guān)。

5.2回路檢查：在確認圖紙正確的基礎(chǔ)上，遵循反措要求，認清間隔，逐芯對照，保證回路的正確性與完整性。1）控制回路檢查：保證設(shè)備對應(yīng)，出口應(yīng)對應(yīng)壓板功能。2）操作回路檢查：保證無寄生回路和電源混串現(xiàn)象。3）電壓電流回路檢查：應(yīng)保證電壓回路無短路，電流回路無開路。

6.熱工專業(yè)安裝施工技術(shù)

6.1方案概述：

熱控專業(yè)施工時間相對集中，于主要設(shè)備就位并安裝完成后，才進入施工高峰。本工程熱控安裝施工的主線是：電纜橋架安裝，電纜敷設(shè)，電纜接線，分支架安裝及保護管安裝，就地電纜接線，單體調(diào)試。

6.2控制電纜敷設(shè)方案

控制電纜敷設(shè)、接線與電纜橋架安裝、電纜保護管敷設(shè)等緊密相關(guān)。電纜通道和電纜走向的合理安排是整個電纜部分安裝工作的關(guān)鍵。

1）全封閉的電纜防護工藝

本工程電纜主通道為電纜梯架、槽盒，引出部分穿鍍鋅管保護，從鍍鋅管引出到設(shè)備的電纜采用金屬軟管保護，密封效果好，同時保證電纜外觀整齊美觀、防水防塵。

2）電纜保護管敷設(shè)

在施工時，可進行預(yù)埋安裝，確保地面上無明管敷設(shè)。電纜保護管是主電纜通道的延伸，安裝時要與橋架統(tǒng)一接地。電纜從橋架引出進入保護管再引入設(shè)備，保證電纜的全封閉。

3）計算機電纜頭接線

選用的電纜具有線芯對絞及分屏的特點，以達到抗干擾的要求。

按GE技術(shù)要求：對絞芯線分屏應(yīng)對應(yīng)于芯線在相應(yīng)板卡上接地。制作工藝為：電纜進盤柜后，在盤柜底部固定；在電纜頭相應(yīng)長度處剝?nèi)ネ馄?，打開總屏蔽層，將之與盤柜接地排用螺栓可靠連接；分屏隨對絞芯線引至板卡，在板卡接地端將分屏螺接接地。

4）電纜接線主要注意事項：

每塊盤柜按端子排出線圖中各電纜的具體位置，統(tǒng)一整理電纜，做到排列整齊、固定牢固。

6.3機柜就位安裝以及機柜內(nèi)相關(guān)組件的安裝

機柜就位采用液壓小車拖動，機柜就位于設(shè)備基礎(chǔ)前要檢查基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)尺寸，平整清潔程度，預(yù)估進入機柜的電纜走向，設(shè)備找平后，對機柜設(shè)備固定。

根據(jù)設(shè)計要求，對機柜內(nèi)的組件進行安裝，如數(shù)字信號接收卡件，脈沖信號卡件，開關(guān)量卡件，安裝過程中，為保證卡件無損，施工人員必須穿戴靜電防護服，靜電手環(huán)，同時確定卡件水平或垂直插入時的水平度和垂直度，防止卡件針腳損壞。

6.4儀表管路安裝

1）管路敷設(shè)

2）儀表管路的固定

3）儀表管路的嚴密性試驗

對風(fēng)壓、油、氣動信號的管路，單獨做管路嚴密性試驗。附本項目試驗標準如下

試驗項目試 驗 標 準

氣源閥門用1.25倍工作壓力做水壓試驗，5min內(nèi)無滲漏現(xiàn)象

氣動管路用1.5倍壓力進行嚴密性試驗，5min內(nèi)壓力降低值不大于0.5%

風(fēng)壓管路用0.15MPa壓縮空氣試驗無滲漏，然后降低至6 KPa壓力進行試驗，5min內(nèi)壓降值不大于50Pa

油管路用0.15MPa壓縮空氣試驗，15min內(nèi)壓降不超過試驗壓力的3%

4）儀表的校驗

7防保專業(yè)施工

為減少機組熱損耗，影響機組熱效率，以及對運檢人員的安全的保護，對燃機本體及外圍高溫部分作保溫防護措施，同時對現(xiàn)場管道進行防腐保護以及對管道進行介質(zhì)區(qū)分油漆標識等工作。

8結(jié)語

本期單循環(huán)工程，安裝工作主要集中在機電熱調(diào)防保幾方面。以上安裝技術(shù)的總結(jié)和探討，不但順利完成了本工程，也為二期聯(lián)合循環(huán)的機電設(shè)備安裝打下基礎(chǔ)，進一步為今后中水加強同GE公司的合作以及開拓火電市場，提供寶貴的經(jīng)驗?？ǚ蚶桌椖績膳_機組，已分別于2013年5月29日、6月28日實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，設(shè)備運轉(zhuǎn)、機組振動、排氣溫度等所有重要參數(shù)良好。截止2014年8月，機組累計運行發(fā)電量14.5億度，機組的穩(wěn)定運行使之成為該地區(qū)的主力發(fā)電機組。