某電廠國(guó)產(chǎn)優(yōu)化型660MW超臨界汽輪機(jī)安裝工藝探討

陳 翔

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)浙江火電建設(shè)有限公司，浙江 杭州 310016）

某電廠采用國(guó)產(chǎn)哈汽公司優(yōu)化型660MW超臨界機(jī)組，高中壓模塊采用合缸結(jié)構(gòu)，靜葉片采用預(yù)扭裝配式，高中壓葉頂汽封、隔板汽封采用小間隙汽封形式；低壓模塊采用低壓缸與軸承箱雙落地結(jié)構(gòu)，末級(jí)葉片1029mm。該機(jī)組為國(guó)產(chǎn)超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽凝汽式汽輪機(jī)，具有很高的運(yùn)行效率和可靠性。

1 主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

該汽輪機(jī)通流采用沖動(dòng)式與反動(dòng)式組合設(shè)計(jì)，包括1級(jí)反向布置的帶有部分進(jìn)汽的沖動(dòng)式調(diào)節(jié)級(jí)、9級(jí)反向布置的反動(dòng)式高壓壓力級(jí)、6級(jí)正向布置的反動(dòng)式中壓壓力級(jí)和2×2×7雙分流的低壓壓力級(jí)。高中壓外缸通過(guò)4只貓爪擱在前后軸承座上，外缸與軸承座之間通過(guò)定中心梁連接。高中壓缸內(nèi)缸支撐在外缸水平中分面處，并由上部和下部的定位銷(xiāo)導(dǎo)向。高壓汽輪機(jī)的噴嘴室采用中心線定位，支撐在內(nèi)缸中分面處。汽輪機(jī)高壓隔板套和進(jìn)汽平衡環(huán)支撐在內(nèi)缸上。該機(jī)組有2個(gè)低壓缸，為了減少溫度梯度，均由外缸、1號(hào)內(nèi)缸和2號(hào)內(nèi)缸3層缸組成；低壓缸調(diào)端第1、2級(jí)隔板安裝在隔板套內(nèi)，該隔板套支撐在1號(hào)內(nèi)缸上，第3、4、5級(jí)隔板安裝在1號(hào)內(nèi)缸內(nèi)，第6、7級(jí)隔板安裝在2號(hào)內(nèi)缸內(nèi)，內(nèi)缸支撐在外缸上；低壓缸電端第1～4級(jí)隔板安裝在隔板套內(nèi)，此隔板套支撐在1號(hào)內(nèi)缸上，第5級(jí)隔板安裝在1號(hào)內(nèi)缸內(nèi)，第6、7級(jí)隔板安裝在2號(hào)內(nèi)缸內(nèi)，內(nèi)缸支撐在外缸上。合理的汽缸結(jié)構(gòu)和支撐方式，可以保證機(jī)組在熱態(tài)時(shí)膨脹自如、熱變形對(duì)稱(chēng)。2個(gè)主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥分別布置在機(jī)組兩側(cè)，通過(guò)上下共4根導(dǎo)汽管與高中壓缸連接，蒸汽進(jìn)入4個(gè)噴嘴，進(jìn)入噴嘴室的蒸汽通過(guò)沖動(dòng)式調(diào)節(jié)級(jí)，然后流過(guò)反動(dòng)式高壓壓力級(jí)，做功后通過(guò)外缸排汽口進(jìn)入再熱器；2個(gè)再熱主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥同樣布置在機(jī)組兩側(cè)，通過(guò)上下共4根中壓導(dǎo)汽管進(jìn)入高中壓缸中部，蒸汽流過(guò)反動(dòng)式中壓壓力級(jí)，做功后通過(guò)高中壓缸外缸上半的出口離開(kāi)中壓缸，通過(guò)中低壓聯(lián)通管進(jìn)入2只低壓缸，在低壓缸中做功后排汽至凝汽器。汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子均采用實(shí)心合金鋼鍛件加工而成，高中壓轉(zhuǎn)子與1號(hào)低壓轉(zhuǎn)子之間裝有剛性法蘭聯(lián)軸器，1號(hào)低壓轉(zhuǎn)子與2號(hào)低壓轉(zhuǎn)子之間無(wú)短軸。汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子之間用剛性聯(lián)軸器聯(lián)接。單一轉(zhuǎn)速的盤(pán)車(chē)裝置（其轉(zhuǎn)速約2.9r/min）位于2號(hào)低壓轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子之間。

汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子均由前后2個(gè)軸承支撐，均為可傾瓦，分別布置在1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)軸承箱內(nèi)，軸承箱均為落地布置。推力軸承定位安裝在前軸承箱內(nèi)。5號(hào)、6號(hào)軸承座相對(duì)于軸系找中零位線在垂直方向的理想標(biāo)高值為+0m，其余分別往前后揚(yáng)。汽輪機(jī)部分軸系總長(zhǎng)度為24.295m。滑銷(xiāo)系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 滑銷(xiāo)系統(tǒng)示意圖

國(guó)產(chǎn)660MW超臨界機(jī)組廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)各大燃煤機(jī)組工程，哈汽優(yōu)化型660MW汽輪機(jī)與國(guó)內(nèi)常規(guī)660MW汽輪機(jī)對(duì)比，總結(jié)其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)如表1所示。

表1 常規(guī)（金沙茶園）汽輪機(jī)與優(yōu)化型（六枝電廠）汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)對(duì)比

2 關(guān)鍵工序安裝工藝

2.1 關(guān)鍵工序1：軸系找中

現(xiàn)場(chǎng)在進(jìn)行軸系找中時(shí)，在未把對(duì)輪螺栓的情況下，首先應(yīng)保證各軸承標(biāo)高符合圖紙廠家圖紙的要求，如表2所示；然后保證各轉(zhuǎn)子連接面處，即高中壓轉(zhuǎn)子與1號(hào)低壓轉(zhuǎn)子、2號(hào)低壓轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與勵(lì)磁機(jī)軸的連接面處兩連接面平行且同心，張口及錯(cuò)位值允差為0.02mm。如果張口及錯(cuò)位值超出允差范圍，現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)實(shí)際情況利用汽缸下的可調(diào)墊鐵及調(diào)整墊板，對(duì)1號(hào)、2號(hào)、5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)軸承標(biāo)高進(jìn)行微調(diào)。聯(lián)軸器中心張口、外圓廠家要求如表3所示。

表2 軸承標(biāo)高數(shù)值 單位：mm

表3 聯(lián)軸器中心（張口、外圓）廠家要求 單位：mm

2.2 關(guān)鍵工序2：低壓缸端部外汽封波紋節(jié)安裝

常規(guī)660MW超臨界汽輪機(jī)因低壓缸前后軸承箱與缸體一體式設(shè)計(jì)，只有一個(gè)端部汽封。該工程優(yōu)化型汽輪機(jī)低壓缸與軸承座雙落地布置，所有前后多了一個(gè)端部外汽封波紋節(jié)，其安裝步驟及要求如下：

（1）將低壓缸端部外汽封波紋節(jié)從低壓轉(zhuǎn)子端部小心穿入；落下低壓轉(zhuǎn)子，使外汽封波紋節(jié)在低壓外缸下半相應(yīng)的洼窩內(nèi)就位；將汽封體安裝環(huán)在相應(yīng)軸承箱端面上就位，旋入連接螺栓。

（2）落入汽封體下半，下部用千斤頂支撐好，并用螺栓將汽封體下半把緊在汽封波紋節(jié)端面上，要求無(wú)間隙；旋緊螺釘使波紋節(jié)內(nèi)端面與低壓外缸貼合；調(diào)整波紋節(jié)外圓與低壓缸配合面洼窩內(nèi)徑四周間隙相等，允差為0.10mm。需注意的是，波紋節(jié)的內(nèi)法蘭和外法蘭需調(diào)成同心且同面。

（3）調(diào)整汽封體下半中心，在低壓外缸兩端架上鋼絲，并使鋼絲中心與中、后軸承箱中心重合，允差為0.05mm。調(diào)整低壓缸端部外汽封使其與鋼絲同心，要求a=b，c=(a+b)/2-0.21，允差為0.05mm。

（4）調(diào)整安裝環(huán)中心，使安裝環(huán)內(nèi)孔與轉(zhuǎn)子外徑四周間隙相等，允差為0.10mm；安裝環(huán)水平中分面與軸承箱中分面齊平，允差為0.05mm；把緊與軸承箱的連接螺栓，放入偏心套，旋轉(zhuǎn)偏心套方向，裝入偏心銷(xiāo)，合格后對(duì)偏心套進(jìn)行斂縫；把緊汽封體下半與安裝環(huán)的配合螺栓，放入偏心套，旋轉(zhuǎn)偏心套方向，裝入偏心銷(xiāo)，合格后對(duì)偏心套進(jìn)行斂縫。

（5）落入汽封體上半，打入水平中分面定位銷(xiāo)，水平中分面要求在自由狀態(tài)下0.05mm塞尺不入；把緊水平中分面螺栓；把緊汽封體上半與波紋節(jié)配合面上的螺栓。

2.3 關(guān)鍵工序3：低壓轉(zhuǎn)子末級(jí)葉片現(xiàn)場(chǎng)組裝

哈汽優(yōu)化型660MW汽輪機(jī)末級(jí)葉片是自帶圍帶并帶凸臺(tái)拉筋的結(jié)構(gòu)，葉片為鍛造制成。所采用的技術(shù)依然是反動(dòng)式結(jié)構(gòu)的匹配方式，所有葉根采用樅樹(shù)形葉根，如圖2所示。高濕度區(qū)可能引起末級(jí)動(dòng)葉腐蝕，在葉片進(jìn)汽邊裝有司太立合金片具備很好的抗腐蝕性。末級(jí)葉片采用高度為1029mm的葉片，每根低壓轉(zhuǎn)子電端、調(diào)端分別各有80片，在廠家已經(jīng)組裝并經(jīng)動(dòng)平衡試驗(yàn)合格后編號(hào)發(fā)貨，現(xiàn)場(chǎng)只需按編號(hào)進(jìn)行組裝。專(zhuān)用工具有電動(dòng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子托架、保護(hù)套等。組裝時(shí)注意葉片編號(hào)以及葉片進(jìn)汽方向。

圖2 優(yōu)化型汽輪機(jī)1029mm末級(jí)葉片現(xiàn)場(chǎng)組裝圖

2.4 關(guān)鍵工序4：高中壓葉頂汽封、隔板汽封小間隙汽封調(diào)整

該機(jī)組高中壓葉頂汽封、隔板汽封設(shè)計(jì)值左右均為0.40mm，頂部為（0.41～0.48）-Z，底部（0.82～0.87）+Z，比常規(guī)機(jī)組間隙小很多。修正系數(shù)按式（1）計(jì)算。

Z=Y-X（1）

式中：Z為汽封間隙調(diào)整修正系數(shù)；X為找中后所有部套下半就位，轉(zhuǎn)子不安裝時(shí)各部套處的汽缸撓度；Y為找中后所有部套上下半均就位，緊固所有部套中分面螺栓，在轉(zhuǎn)子不安裝時(shí)各部套處的汽缸撓度。

根據(jù)廠家設(shè)計(jì)要求，通流間隙測(cè)量及調(diào)整前，汽缸內(nèi)部套應(yīng)找中心完畢，汽封齒無(wú)毛刺，汽封塊退讓靈活。

按廠家圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求進(jìn)行通流間隙測(cè)量及調(diào)整。用塞尺加量塊測(cè)量軸向通流，徑向通流通過(guò)塞尺和壓鉛絲測(cè)量上、下、左、右4個(gè)位置，在0°、90°2個(gè)位置測(cè)量2組數(shù)據(jù)。

2.5 關(guān)鍵工序5：聯(lián)軸器聯(lián)接

聯(lián)軸器聯(lián)接的最終質(zhì)量直接影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行及振動(dòng)瓦溫等運(yùn)行指標(biāo)。聯(lián)軸器聯(lián)接后確保整根轉(zhuǎn)子處于一條平滑的弧線。

聯(lián)軸器聯(lián)接前，聯(lián)軸器端面瓢偏度應(yīng)小于0.03mm，聯(lián)軸器張口值及外圓偏差符合廠家要求。按下列程序進(jìn)行聯(lián)軸器的聯(lián)接：（1）聯(lián)軸器聯(lián)接螺栓、螺母配重，各組重量偏差不大于3g；（2）安裝聯(lián)軸器墊片，用臨時(shí)螺栓緊固，測(cè)量調(diào)整聯(lián)軸器晃動(dòng)值在0.04mm以下；（3）用千斤頂將聯(lián)軸器頂至同心，拉攏；（4）對(duì)稱(chēng)位置安裝正式螺栓并把緊，按廠家要求緊固；（5）盤(pán)轉(zhuǎn)子測(cè)量靠背輪外圓晃動(dòng)值，應(yīng)小于0.03mm；（6）安裝聯(lián)軸器蓋板。

3 結(jié)論

國(guó)產(chǎn)哈汽公司優(yōu)化型660MW超臨界機(jī)組汽輪機(jī)高中壓葉頂汽封、隔板汽封采用小間隙汽封形式；低壓模塊采用低壓缸與軸承箱雙落地結(jié)構(gòu)，末級(jí)葉片高度為1029mm。其結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，與常規(guī)660MW超臨界機(jī)組汽輪機(jī)相比有著明顯的優(yōu)勢(shì)，能確保機(jī)組更加穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，值得國(guó)內(nèi)同類(lèi)型機(jī)組建設(shè)參考。