同步施工方法在中小型凝汽式汽輪機安裝中的運用

李焱熠，賈志強

（中冶建工集團有限公司，重慶 400084）

1 前言

根據(jù)工業(yè)和信息化部印發(fā)的《鋼鐵工業(yè)調(diào)整升級規(guī)劃（2016-2020年）》，“十三五”期間鋼鐵工業(yè)能源消耗總量將下降10%以上，節(jié)能減排技術作為綠色改造升級發(fā)展重點將全面推廣，其中利用回收的余熱進行發(fā)電是節(jié)能減排推廣運用的技術之一。

汽輪機是以蒸汽為工質(zhì)，并將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功的旋轉(zhuǎn)式機械。由于其具有單機功率大、效率較高、運行平穩(wěn)、使用壽命長等優(yōu)點，是現(xiàn)代發(fā)電行業(yè)中廣泛應用的原動機，在目前鋼鐵行業(yè)余熱余壓發(fā)電項目較為常用的是中小型凝汽式汽輪機。

中小型凝汽式汽輪機安裝工藝要求最高的是汽輪機本體設備，以單缸凝汽式汽輪機為例，本體主要由轉(zhuǎn)子部分和靜子部分組成。轉(zhuǎn)子部分包括主軸、葉輪、葉片、聯(lián)軸器、主油泵葉輪等；靜子部分包括汽缸、蒸汽室、噴嘴組、隔板、汽封、軸承、軸承座、調(diào)節(jié)汽閥等。

由于汽輪機本體部件多，裝配精度要求高，因此，為了保證汽輪機的安裝精度高，在中小型凝汽式汽輪機安裝中應通盤考慮，全面兼顧，采用同步施工方法是一個必須且比較好的方法。

本文以中小型凝汽式汽輪機安裝為例，在汽輪機軸系精度維持、裝配間隙調(diào)整、汽缸螺栓緊固、主蒸汽進管焊接等方面闡述了同步施工方法的運用。

圖1 中小型凝汽式汽輪機截面圖

2 安裝重點和難點分析

汽輪機軸系精度維持。一般汽輪機軸系調(diào)整是在扣缸前進行，但是，如果單純考慮軸系按照設計文件要求調(diào)整，在汽輪機扣缸后，由于缸體螺栓緊固帶動轉(zhuǎn)子有一定變形，難以保證汽輪機和發(fā)電機的同軸度要求，需要反復進行調(diào)整，嚴重的甚至出現(xiàn)大量返工。

裝配間隙調(diào)整。汽輪機滑銷系統(tǒng)、通流部分、汽封、靜子部分、軸承、保安裝置及傳感器等均有較高的裝配要求，控制點多、裝配精度高，安裝過程要通盤考慮，同步調(diào)整，全面兼顧，使之滿足設計要求。

汽缸螺栓緊固要使中分面得到足夠的接觸壓力，防止汽缸內(nèi)的蒸汽在滿足緊固力的要求下漏出，要求中分面左右對稱部分得到均勻的壓力。

主進汽管道直徑較大，焊接過程中由于焊接應力，容易將已調(diào)整好的汽輪機拉扯變形，需要采取措施防止該事故的發(fā)生。

3 同步施工方法在汽輪機安裝中的運用

由于汽輪機的特殊結構特點，結合設備安裝施工經(jīng)驗，在汽輪機安裝過程中運用同步施工方法能有效解決施工過程中存在的重點和難點問題，并能夠取得良好的效果。

汽輪機汽缸試扣和發(fā)電機的同軸度調(diào)整同步進行。由于汽輪機軸系調(diào)整是在扣缸前進行的，扣缸前下缸具有一定的撓度，扣缸前調(diào)整好汽輪機和發(fā)電機的同軸度后，在扣缸并緊固螺栓后，汽輪機和發(fā)電機同軸度超差，不滿足規(guī)范要求。因此，為了解決以上問題，采取扣缸與軸系調(diào)整同步進行的方法能有效解決這個問題。具體方法為在汽機各部件復查調(diào)整完畢、汽缸載荷分配和轉(zhuǎn)子揚度調(diào)整完畢、軸系找中完畢、汽封和通流部分間隙檢查調(diào)整完畢后，試扣大蓋并預緊螺栓1/3，使汽輪機處于全實缸狀態(tài)，這時同步進行汽輪機和發(fā)電機的同軸度，如需大幅度調(diào)整發(fā)電機和汽輪機的位置，松開預緊的部分螺栓即可，對螺栓無損壞，不會造成大量的返工，是一種比較經(jīng)濟的施工方法。

試裝轉(zhuǎn)子與汽缸校正同步進行。檢查轉(zhuǎn)子表面狀況及各部位尺寸，與出廠記錄比較；平穩(wěn)地吊起轉(zhuǎn)子，校正水平，慢慢放入汽缸中，嚴防轉(zhuǎn)子擺動碰撞，特別注意不要擦傷軸承瓦塊表面。軸瓦上加油潤滑，緩慢盤動轉(zhuǎn)子檢查；轉(zhuǎn)子找正后應達到：轉(zhuǎn)子的中心位置和軸頸的揚度符合要求；汽缸的負荷分配符合要求；軸瓦、軸承墊塊接觸符合要求；底板與軸承座、汽缸地腳法蘭接觸面符合要求；汽缸貓爪與橫向銷及調(diào)整墊板接觸面符合要求；主油泵葉輪找正符合要求；聯(lián)軸器找中心符合要求；轉(zhuǎn)子各部位端面跳動、徑向跳動符合要求。將斜墊鐵點牢，初緊地腳螺栓。吊出轉(zhuǎn)子，清理。

同步調(diào)整汽輪機各部分間隙提高施工效率。汽輪機的特殊結構，使其部件眾多，需要調(diào)整檢查的部位也特別多，前軸承座與前座架（底板）間縱向鍵、后汽缸導板與后軸承座間垂直鍵、后汽缸與后底板間縱向鍵（實際圓鍵）、前軸承座與底板間角銷、前汽缸貓爪間隙、后汽缸與后底板間連接螺母間隙、單列調(diào)節(jié)級間隙、11個壓力級間隙、前汽封間隙、后汽封間隙、11個隔板汽封間隙、隔板間隙、隔板軸向支承銷間隙、轉(zhuǎn)向?qū)~環(huán)間隙、推力軸承前軸承、汽輪機后軸承間隙、發(fā)電機前軸承間隙、轉(zhuǎn)子與汽缸同軸度（汽封洼窩處）、轉(zhuǎn)子與汽封同軸度、汽輪機后軸承處揚度等，這些需要調(diào)整的間隙和配合非常多，以隔板為例，每一隔板需要保證的調(diào)整精度就達9項之多，調(diào)整難度非常之大。

為了確保汽輪機各部分間隙滿足要求，就必須樹立同步調(diào)整理念，并采用同步調(diào)整方法，否則，永遠無法完成汽輪機。在調(diào)整前，先初測各部位數(shù)據(jù)，并一一記錄，并比較分析，制定調(diào)整方案，根據(jù)調(diào)整幅度和方法，最終調(diào)整至滿足設備設計要求。調(diào)整精度在0.02～2mm不等，調(diào)整方法有拉鋼絲法、壓鉛法、貼膠布法等，根據(jù)實際情況進行選用。

汽缸螺栓緊固運用同步施工方法。汽缸螺栓緊固的緊固次序?qū)ζ椎姆ㄌm變形有影響，一般先從汽缸的最大垂弧處開始，即從汽缸中部開始，左右對稱地，分別向前向后依次進行緊固，所有螺栓緊固程度應相等，緊固后汽缸水平結合面應嚴密結合。緊固時不允許用大錘進行撞擊，可用扳手加套筒管延長力臂的辦法，冷緊力距為1000～1500N·m（具體按照安裝說明書執(zhí)行），然后加熱法進行緊固，加熱溫度、轉(zhuǎn)動弧長、螺母轉(zhuǎn)交按照安裝說明書執(zhí)行（例如，M76×4×280的螺栓，螺栓加熱溫度為210℃，在冷緊基礎上螺母旋轉(zhuǎn)31.58°、轉(zhuǎn)動弧長30.32mm）。

進汽管道同步施焊，減少焊接對汽輪機安裝精度的影響。如圖2，汽輪機汽門與主蒸汽管路的焊接部位靠前且左右對稱分布，排汽接管與凝汽器焊接部位靠后。由于每次焊接都會產(chǎn)生一定的位移，而此時汽輪機試扣已經(jīng)成功，汽缸的位置將不能發(fā)生變化，所以我們一定要控制焊接時產(chǎn)生的熱位移。

具體操作如下：在汽輪機進汽管道與汽門、凝汽器與排汽接管連接施工時，為了防止進氣管道焊接引起汽輪機水平等變化超差，施工過程中，我們采取了兩側(cè)主蒸汽管道同步施焊、排汽接管與凝汽器焊接對稱同步施焊，焊接時在下汽缸前后左右設置百分表監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。同步施焊可以避免出現(xiàn)焊接熱位移影響，如果出現(xiàn)沿某一方向熱位移偏大的現(xiàn)象，立即停止使其位移偏大的熱源焊接點，并加大反向焊接熱位移熱源點的焊接，消除其較大偏差，待消除后，停止補償焊接，恢復原來的焊接形式。這樣可以避免返工作業(yè)，提高安裝質(zhì)量。

圖2 進汽管道同步施焊

4 結語

在中小型凝汽式汽輪機安裝中，運用同步施工方法能夠及時全面地保證整個系統(tǒng)的安裝質(zhì)量，能夠避免因局部超差引發(fā)全面返工，也能夠避免因為局部受力影響汽輪機的整體安裝質(zhì)量，在類似多組件、多套件的精密設備安裝中有積極的借鑒意義。