切向進汽型汽輪機主汽門安裝施工工法

楊學(xué)志 張慶泉

（山東電力建設(shè)第二工程公司 山東濟南 250100）

切向進汽型汽輪機主汽門安裝施工工法

楊學(xué)志 張慶泉

（山東電力建設(shè)第二工程公司 山東濟南 250100）

切向進汽型汽輪機主汽門與高壓缸通過鎖緊螺母直接連接，無導(dǎo)汽管，具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、汽流流動損失小等優(yōu)點，得到推廣與應(yīng)用。

鎖緊螺母體積大，重量大，其內(nèi)螺紋與高壓缸外螺紋連接精確，主汽門與鎖緊螺母在旋合鎖緊過程中易出現(xiàn)因中心偏差傾斜咬絲現(xiàn)象，所以主汽門、鎖緊螺母的定位與調(diào)平是施工的重點和難點。山東電建二公司通過分析主汽門結(jié)構(gòu)特點、研究安裝工藝并進行技術(shù)攻關(guān)，總結(jié)形成了本工法，并在天津北疆電廠一期2×1000MW工程2號機組、安徽華電六安電廠2×600MW擴建工程3號機組成功應(yīng)用。工法關(guān)鍵技術(shù)已通過中國電力建設(shè)專家委員會評審，達到國內(nèi)先進水平。

切向進汽型汽輪機；主汽門安裝；施工工法；經(jīng)濟效益

1 工程案例

（1）天津北疆電廠一期2×1000MW工程2號機組為例，汽輪機是由德國西門子公司設(shè)計，上海汽輪機有限公司制造。汽輪機主汽門通過鎖緊螺母與高壓缸連接。本工程2號機組主汽門安裝在2009年7月10日開始，7月17日順利安裝完成，用時8d。因為提前組織，科學(xué)管理，整個安裝過程順利平穩(wěn)，充分證明了提前設(shè)計的安裝工藝流程是合適的，過程質(zhì)量控制是有效的。

（2）安徽華電六安電廠二期2×600MW擴建工程3號機組，汽輪機型號為：N660-25/660/600型660MW超超臨界中間再熱凝汽式汽輪機，由上汽集團采用西門子技術(shù)制造。汽輪機主汽門通過鎖緊螺母與高壓缸連接。本工程3號機組主汽門安裝在2014年1月20日開始，1月24日順利安裝完成，用時5d。安裝過程嚴格遵守安全規(guī)程、按照施工工藝流程，強化過程控制，確保了順利安裝。

2 工法特點

（1）使用激光水平儀外引主汽門及高壓缸接口水平中心線，并在高壓缸與主汽門接口兩側(cè)分別標識2點，以便于在旋合鎖緊螺母過程中精確定位兩接口中心標高一致。

（2）使用液壓張緊裝置拉緊主汽門與高壓缸結(jié)合面，左右方向間隙均勻，確保了主汽門與高壓缸進汽管中心線在左右方向正確對中。

（3）通過測量鎖緊螺母在進汽方向上的水平度，保證螺母水平，確保螺母與高壓缸進汽管段始終保持對中，避免了螺紋咬扣。

（4）使用五組環(huán)形燃燒環(huán)加熱鎖緊螺母，鎖緊螺母表面均勻受熱，確保了鎖緊螺母的熱緊到位。

3 工藝原理

用行車配合手拉葫蘆調(diào)平主汽門后，吊裝到位。安裝U型環(huán)及液壓張緊裝置，使用液壓張緊裝置拉緊主汽門。邊拉緊，邊調(diào)整主汽門，直至塞尺測量結(jié)合面四周間隙均勻、合格。利用激光水平儀外引高壓缸進汽口中心線并在主汽門上標識。旋合鎖緊螺母，利用激光水平儀及標識點調(diào)整主汽門與高壓缸中心線標高保持一致。旋緊結(jié)束后，利用環(huán)形燃燒環(huán)熱緊螺母。

熱緊完成后，安裝主汽門彈簧支架。根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)計算的值，加工主汽門與油動機聯(lián)軸器墊片，安裝墊片，完成油動機安裝。主汽門布置如圖1。

圖1 主汽門布置圖

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖2。

圖2 切向進汽型汽輪機主汽門安裝施工工藝流程圖

4.2 操作要點

4.2.1 施工準備

（1）施工基礎(chǔ)準備

①技術(shù)準備：對施工人員進行交底，掌握主汽門安裝工藝方案及安裝要點。

②工器具準備：準備所需工器具及量具，并校驗合格。

③材料準備：準備齊全措施性材料及消耗性材料。

（2）安裝前準備

①拆除主汽門及油動機的運輸固定裝置，拆除油動機運輸用蓋子。

②檢查并恰當準備好基礎(chǔ)預(yù)埋板，安裝臨時支架。

③檢查鎖緊螺母支架上的螺栓、套筒及接觸面清潔度，應(yīng)無油污、銹蝕。

④鎖緊螺母支架拉到行車吊鉤上，找中并固定到位。

⑤清理主汽門出汽口、高壓缸進汽口結(jié)合面、U型環(huán)及U型環(huán)安裝槽，并檢查是否有損壞，接觸面上的凸起要使用油光銼修整一下。

⑥使用外徑千分尺測量U型環(huán)全周厚度，確保在圖紙要求范圍內(nèi)；使用深度游標卡尺測量U型環(huán)安裝槽全周深度，確保在圖紙要求范圍內(nèi)。這樣，U型環(huán)全周壓縮值a=d-c在圖紙要求范圍內(nèi)（圖3）。

圖3 測量U型環(huán)數(shù)據(jù)

4.2.2 主汽門就位

（1）使用行車、手拉葫蘆、鋼絲繩和鎖緊螺母支架等吊起主汽門，在框式水平儀輔助下，利用手拉葫蘆調(diào)平汽門。

（2）將閥體移至安裝位置并放低它與汽缸進汽口平行，直到出汽口與高壓缸進汽口處于相同高度。

（3）拿下高壓缸螺紋上的橡膠皮墊，在螺紋上均勻涂抹二硫化鉬。

（4）安裝U型環(huán)，如碰到卡澀，則用銅棒輕輕敲入。擰上固定螺釘，確保沉頭螺釘?shù)陀赨型環(huán)平面。

4.2.3 拉緊結(jié)合面

（1）安裝液壓張緊裝置的主汽門端，并與高壓缸端連接。

（2）將主汽門出汽口與高壓缸進汽口結(jié)合面對準，使用液壓張緊裝置拉緊，直到進汽口結(jié)合面全周0.05mm塞尺不進為止，關(guān)閉液壓裝置上油槍的閥門。此時主汽門處于水平狀態(tài)。

（3）在主汽門前方設(shè)置激光水平儀，調(diào)水平。以高壓缸上標識的C、D點為基準，將水平激光線投射到主汽門上，在出汽口外表面標識A、B兩點（如圖4）。

圖4 外引高壓缸進汽口中心線

4.2.4 冷緊鎖緊螺母

（1）調(diào)節(jié)連接鎖緊螺母支架的手拉葫蘆，調(diào)平鎖緊螺母。轉(zhuǎn)動鎖緊螺母，確定可以自由轉(zhuǎn)動后，水平推動到安裝位置處開始旋合。

（2）待確認旋入后，用長約1m短管插入觀察孔，兩人均勻用力開始旋合。在高壓缸連接螺紋的前三級做標記，以確認剛開始的旋入是否為假嚙合。待確定鎖緊螺母旋入后，逐步擰緊，擰緊時應(yīng)輕松自如。

（3）在鎖緊螺母旋合過程中，專人觀察A、B兩點連線表示的主汽門出汽口中心線與激光線是否重合，以確定主汽門是否水平；若不水平，應(yīng)立即調(diào)整手拉葫蘆至主汽門水平為止。同時觀察測量鎖緊螺母在進汽方向上的水平度應(yīng)不大于0.03mm，以確保螺母與進汽管段始終保持對中。

（4）如果在緊固過程中兩人感覺吃力時，應(yīng)立即停止螺母的旋進。檢查上述數(shù)據(jù)以判斷主汽門或鎖緊螺母是否傾斜。如有傾斜，應(yīng)立即調(diào)整，使其達到與高壓缸進汽管段對中狀態(tài)。切忌在感覺擰緊吃力時，盲目無限制地加大力矩使其轉(zhuǎn)動。

（5）待通過觀察孔用塞尺測量汽門與高壓缸的結(jié)合間隙為0時（0.02mm塞尺不進），繼續(xù)旋緊鎖緊螺母，繼續(xù)旋緊弧長大概在15～20mm，冷緊結(jié)束。

（6）冷緊結(jié)束后，松開行車將主汽門落到臨時支架上，此時應(yīng)用百分表監(jiān)視主汽門下降的量，然后再用螺紋千斤頂將主汽門抬高其下降的高度。

4.2.5 熱緊鎖緊螺母

（1）移除鎖緊螺母支架，清理現(xiàn)場。用記號筆在鎖緊螺母及高壓缸進汽短管處標出扭轉(zhuǎn)尺寸，準備熱緊。

（2）將5組環(huán)形燃燒環(huán)布置在鎖緊螺母表面。燃燒環(huán)也可能要相互之間旋轉(zhuǎn)180°安裝。

（3）準備15～20瓶壓力為7～8bar的丙烷氣，其中的5瓶用金屬套的高壓管與燃燒環(huán)連接，其它氣瓶備用。

（4）將氣瓶出口壓力整定為4bar，打開丙烷瓶閥，打開隔絕閥，遠程點火加熱鎖緊螺母。待每個燃燒環(huán)火焰快熄滅時，更換備用氣瓶。

（5）加熱時間為30～32min。加熱結(jié)束后，關(guān)閉氣瓶出口閥門，關(guān)閉隔絕閥，讓火焰自行熄滅。用一個插入到鎖緊螺母觀察孔內(nèi)長約1m的短管進行擰緊操作，標記的轉(zhuǎn)動弧長為熱緊到位的唯一標準。

（6）拆除燃燒環(huán)，用銅棒將鎖緊螺母止動銷輕輕敲入。

（7）安裝主汽門彈簧支架，拆除臨時支架。彈簧支架與主汽門之間安裝硅酸鋁材料。彈簧支架與基礎(chǔ)預(yù)埋板焊接。彈簧支架保險銷在保溫完成后拔出。

4.2.6 安裝油動機

（1）清理油動機與汽門接觸面、止轉(zhuǎn)元件、閥桿、活塞桿上的螺紋，檢查所有元件是否損壞。

（2）測量主門與調(diào)門預(yù)啟閥及主閥閥桿行程，記錄數(shù)據(jù)，核對圖紙檢查。

（3）汽門閥桿與油動機活塞桿之間墊片需加工?，F(xiàn)場測量主汽門及油動機操縱座實際尺寸a、b。再根據(jù)圖紙上標注的閥桿預(yù)留行程c計算墊片厚度T=a-b+c，按此厚度T加工墊片，用螺釘將調(diào)整墊片擰到閥桿上。

（4）使用行車及手拉葫蘆等吊起油動機，用框式水平儀調(diào)準使之水平。

（5）移動油動機到安裝位置，插入接合套以使活塞桿與閥桿接觸。安裝三或四個螺母及墊片使圓周上間隙均勻。

（6）檢查聯(lián)軸器間隙的平行情況，并用交叉擰緊螺母的方法使間隙總保持平行。

（7）安裝主汽門與油動機操縱座其它的連接螺栓，御下行車，并取下起吊裝置。按照圖紙標注力矩擰緊聯(lián)軸器螺栓并鎖住止動墊片，安裝止轉(zhuǎn)裝置。

（8）按照與上述相同方法，安裝調(diào)門油動機。

5 效益分析

（1）以天津北疆電廠一期2×1000MW工程2號機組為例，本工法的成功應(yīng)用，使我們避免了安裝過程中出現(xiàn)螺母咬死等施工難點，大大縮短了施工周期、節(jié)省了人工成本；用來支撐的臨時支架簡易有效，使我們避免了制作及拆除復(fù)雜支撐結(jié)構(gòu)所需的材料與人工，總共節(jié)省如下：

人工成本：6人×5d×200元/人工日=6000元

節(jié)省材料成本：3880元/t×4t=15520元

共節(jié)省成本：6000元+15520元=21520元

但增加了16瓶丙烷氣體的成本：

300元/瓶×16瓶=4800元

則最后計算節(jié)省成本為21520元-4800元=16720元。

（2）以安徽華電六安電廠二期2×600MW擴建工程3號機組例，本工法的成功應(yīng)用，使我們避免了安裝過程中出現(xiàn)螺母咬死等施工難點，大大縮短了施工周期、節(jié)省了人工成本；用來支撐的臨時支架簡易有效，使我們避免了制作復(fù)雜支撐結(jié)構(gòu)所需的材料與人工，總共節(jié)省如下：

人工成本：6人×8d×220元/人工日=10560元

節(jié)省材料成本：3680元/t×4t=14720元

共節(jié)省成本：10560元+14720元=25280元

但增加了15瓶丙烷氣體的成本：

280元/瓶×15瓶=4200元

則最后計算節(jié)省成本為25280元-4200元=21080元。

6 總結(jié)

本工法技術(shù)先進、成熟可靠、提高了汽門安裝的安全系數(shù)，保證了安裝工藝質(zhì)量，具有廣泛的推廣應(yīng)用價值。

U664.1

A

1004-7344（2016）20-0226-02

2016-7-1

楊學(xué)志（1972-），男，助理工程師，哈爾濱工業(yè)大學(xué)熱能動力設(shè)備與應(yīng)用?？飘厴I(yè)，主要從事火力發(fā)電廠工程管理和施工技術(shù)工作。