阿爾斯通640MW 汽輪機低壓缸通流間隙調(diào)整方法

曾亞鵬

（貴溪發(fā)電有限責任公司，貴溪335400）

1 設(shè)備概況及低壓缸特點

本汽輪發(fā)電機組額定功率640MW 超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、凝汽式汽輪機。型號為DKY4-2ND41B。

該機組高中壓缸采用模塊化設(shè)計，通流間隙出廠前已調(diào)整完畢，安裝過程中不進行調(diào)整。低壓缸第一級噴嘴采用徑向布置，切向全周進汽。低壓缸為雙層缸結(jié)構(gòu)，內(nèi)缸分上下半缸，水平中分面采用法蘭設(shè)計，存在外張口（如圖1），收緊螺栓后張口消失（如圖2），同時內(nèi)表面由橢圓形變?yōu)閳A形。缸內(nèi)無隔板，靜葉柵直接安裝在內(nèi)缸槽道內(nèi)，通流部分的汽封設(shè)計簡單，使用J 形汽封片嵌在內(nèi)缸和轉(zhuǎn)子的汽封槽內(nèi)，所以各級通流間隙總值不可調(diào)整，只能調(diào)整水平、垂直方向間隙的分配情況。各級軸向通流間隙通過改變內(nèi)缸軸向位置進行調(diào)整，確定低壓內(nèi)缸與低壓轉(zhuǎn)子相對位置后，軸向通流間隙隨之確定。本文主要討論徑向通流間隙的調(diào)整方法。

圖1 未緊螺栓前內(nèi)缸外張口示意圖

圖2 緊螺栓后內(nèi)缸變形示意圖

2 徑向通流間隙調(diào)整方法

國產(chǎn)汽輪機調(diào)整通流間隙普遍采用隔板找中心后，汽封塊壓膠布或鉛絲，通過改變汽封塊背弧厚度調(diào)整汽封徑向通流間隙。本機組汽封齒直接嵌在內(nèi)缸和轉(zhuǎn)子的汽封槽內(nèi)，不能通過上述手段改變通流間隙。并且在未緊螺栓的狀態(tài)下水平方向間隙處于最大值，垂直方向間隙處于最小值。擰緊螺栓后水平方向間隙變小，垂直方向間隙變大，所以壓膠布或鉛絲不能真實反映螺栓達到預(yù)緊力后的通流情況。

廠家推薦外引值的方法進行間隙調(diào)整。基本步驟是：內(nèi)缸初步找正，全實缸螺栓達到預(yù)緊力后測量末級葉片根部到精加工槽的距離A 和末級動葉頂部圍帶到內(nèi)缸的距離E。當以上兩數(shù)據(jù)上下、左右的差值小于0.2mm 時，認為低壓缸內(nèi)部各間隙值合格。

調(diào)整內(nèi)缸使末級動葉頂部圍帶到內(nèi)缸的距離E 值合格后，精加工槽數(shù)據(jù)A 嚴重超標，無法同時滿足A、E 兩值（如圖3）要求。

圖 3 調(diào)端、電端 A、E 值（mm）

調(diào)整內(nèi)缸使末級葉片根部到精加工槽的距離A 值合格后，開缸檢查，通流偏差較大，差值都在1.5mm 左右（如圖4、圖5）?？梢耘袛嗑庸げ叟c內(nèi)缸不同心，所以數(shù)據(jù)A失去了參考價值，只有直接測量各級通流間隙才能從根本上保證安裝的正確性。

3 低壓缸通流間隙調(diào)整方案

通過現(xiàn)場研究討論，制定出一套實際測量通流間隙的方法來保證安裝的正確性。具體步驟如下：

圖4 A 值合格水平方向間隙圖

圖5 A 值合格垂直方向間隙圖

圖6 扣缸后調(diào)端、電端A、E 值（mm）

①將轉(zhuǎn)子吊出，在低壓內(nèi)缸拉鋼絲，使鋼絲最大限度的代替轉(zhuǎn)子?？紤]到鋼絲跨度越短，垂弧越小，采用在#1、#2 低壓缸分別拉鋼絲，獨立測量。并計算鋼絲垂弧，在計算時加以考慮。

②以鋼絲為基準，全空缸螺栓緊至額定力矩后將內(nèi)缸找正對中，并定位低壓內(nèi)缸。

③測量并記錄全空缸螺栓緊至額定力矩下各級靜葉柵圍帶到鋼絲的各方向距離記為RQ 值。

④松開中分面螺栓測量并記錄全空缸未緊螺栓各級靜葉柵圍帶到鋼絲的各方向距離記為RW 值。

⑤吊走低壓內(nèi)缸上缸測量并記錄半空缸各級靜葉柵圍帶到鋼絲的各方向距離記為RB 值。

⑥用額定力矩下到鋼絲的距離RQ 與半空缸距離RB相減，計算出內(nèi)缸各方向的變形量ΔR。

⑦吊入轉(zhuǎn)子使動葉頂部圍帶汽封、靜葉圍帶汽封處于工作位置，通過壓膠布方法測量半實缸徑向通流間隙值A(chǔ)。

⑧半實缸間隙值A(chǔ) 減去內(nèi)缸變形量ΔR 計算出全實缸螺栓緊至額定力矩下各方向間隙值B。

⑨間隙值B 與廠家規(guī)定值相比較，如在規(guī)定值范圍內(nèi)認為通流間隙合格；如不在規(guī)定值范圍內(nèi)認為通流間隙不合格，重新調(diào)整內(nèi)缸。

⑩全實缸螺栓緊至額定力矩狀態(tài)壓膠布驗證水平方向間隙計算的正確性。

調(diào)整方法及測量數(shù)據(jù)送至廠家，得到了廠家認可。機組于2012 年12 月順利通過168 投入商務(wù)運行。

4 結(jié)論

①通過上述測量可以判斷本機組精加工槽與內(nèi)缸有不同心的缺陷。缺陷可能是由于工件內(nèi)應(yīng)力未完全釋放的情況下進行精加工槽的車制工作，待應(yīng)力釋放結(jié)束精加工面與內(nèi)缸中心出現(xiàn)了偏離。

②數(shù)據(jù)A、E 作為外引值，間接反映汽輪機內(nèi)部情況，在設(shè)備加工出現(xiàn)缺陷時會導(dǎo)致通流間隙調(diào)整錯誤。通過合缸后拉鋼絲調(diào)整內(nèi)缸，可確保通流間隙調(diào)整的正確性。在實際施工過程中，合缸拉鋼絲定位內(nèi)缸能夠科學的分析汽缸的各種實際變形和通流間隙變化情況。

③此種汽輪機收緊螺栓后，汽缸內(nèi)表面形狀發(fā)生變化，壓膠布等方法不適用于此種汽輪機，但可以用于驗證間隙計算的正確性。

④緊螺栓前后頂部間隙值變化微小，分析后認為緊螺栓過程中，機組內(nèi)缸內(nèi)表面由橢圓形變?yōu)閳A形的同時內(nèi)表面圓心標高下降，此現(xiàn)象在調(diào)整通流間隙時不能忽略。