轴向排汽汽轮机安装工艺浅析武江涛

发表时间:2020/6/17   来源:《中国电业》2020年第5期   作者:武江涛
[导读] 汽轮机是发电厂三大主机之一,是电厂重要的设备
        摘要:汽轮机是发电厂三大主机之一,是电厂重要的设备,汽轮机安装工艺难度大,专业性强,对安装人员素质要求高;汽轮机安装工艺直接影响到汽轮机的运行状态,同时,也决定了汽轮发电机组能否长期安全稳定运行,是整个电厂安全稳定运行的关键。国外某生物质电厂采用C60-8.83/0.35/535型高温高压抽汽凝汽式汽轮机,此机型特点为汽轮机轴向排汽,本文对此类型汽轮机安装过程中关键控制点进行浅析,可为此类型机组的安装提供参考。
        关键词:电厂;汽轮机;轴向排汽;安装工艺;关键点
1.汽轮机基本情况
        本汽轮机为高温高压、单缸单排汽、单轴、反动式机组,机组采用单缸布置方式。进汽方式为全周进汽,顺流布置,轴向排汽。汽轮机布置在发电机和凝汽器之间,汽轮机低压端与凝汽器直连,高压端靠近发电机,汽机轴与发电机轴采用联轴器刚性连接。
2.汽轮机安装关键点
2.1 基础施工
        该机组垫铁安装与其他机组相同,安装垫铁时需要注意,在轴承座找正完毕和地脚螺栓紧固、牢靠后,汽发对轮连接前,必须将垫铁点焊完成。该汽轮机采用公共底盘的形式,可容纳汽轮机所有部件,是汽轮机运行的基座,与常规机组不同的是,该汽轮机本体靠位于公共底盘上的前轴承箱及后汽缸内轴承箱支撑。此类集装化机组的找中,是以后汽缸的支撑面为基准进行,以满足转子扬度要求,而前轴承座高度的调整,在轴承座底面加调整垫片的方式进行,如果所需垫片厚度较大,需最后调整完成后,选用厚度较大垫片,一次做准。
2.2 轴承座安装
本汽轮机一共有2个轴承座,前轴承座位于汽轮机电机端,前座内有一个径向推力联合轴承,落地滑移式布置,与常规机组区别不大,而后轴承座位于低压缸内,设有一个低压径向后轴承,通过支撑腿穿出低压缸支撑在框架基础上。各轴承均配置有高压顶轴油,在机组盘车及汽机启动时高压顶轴油投入,把转子顶起。整个轴系为汽机转子双支点支承。机组的相对死点位于前座内的径向推力联合轴承,绝对死点位于低压缸端部。
    前轴承座的结构型式为可滑动式轴承座,有台板。轴承座由上下半两个钢板焊接件组成,两部分由螺钉连接。前轴承座和台板间配有纵向键,保证前轴承座在台板上沿轴线方向自由滑动,前轴承座和其台板间配有戴维合金,以减小热胀滑移时的摩擦阻力。前轴承座两侧的压板,限制了轴承座的抬起,压板与轴承座间留有足够的间隙,以保证轴承座可以自由滑动。前轴承座的作用除了在轴承上支撑汽轮机转子外,汽轮机前汽缸的上猫爪支撑在轴承座上,为了减小摩擦力,猫爪下方设计有润滑板,这些猫爪可以在水平面内自由热胀移动;其下猫爪与轴承座下半通过轴向定位键,限制汽缸与轴承座轴向相对位置固定。前汽缸猫爪上方有挡块以限制缸体突跳。在汽缸支撑处产生的摩擦力、地震、管路振动及由于不平衡产生的力,均通过轴承座台板传递到基础上并被吸收。
2.3排汽缸
        该机组与常规机组的最大区别在于,排汽缸与凝汽器轴向相连。排汽缸为轴向排汽结构,整体采用钢板焊接。排汽缸通过垂直中分面法兰与凝汽器的波纹管补偿器连接。为了实现真空力的平衡,在凝汽器一端设置有平衡板,通过若干根平衡杆将平衡板与排汽缸垂直法兰面刚性连接。低压外缸采用裙边支撑在基础台板上,裙边采用整缸起吊吊耳隔成两个区域。

由于轴承座采用落地式支撑,轴承座与汽缸直接柔性连接,因此,排汽缸加工制造、运输等过程中均需要将轴承座与汽缸进行刚性连接,且机组安装完毕后该刚性连接需要拆除。在汽缸下半设计有轴承座中分面支撑结构,在轴承座支撑腿穿过缸的窗口处设计有轴承座固定装置,这些位置均有调整垫片,在机组安装完毕后,拆除垫片,实现汽缸与轴承座的分离。
2.4高压转子
        转子两端均有转速测量齿轮,电机端有与转子制成一体的联轴器,与发电机转子用刚性的方式进行连接,与常规机组不同,该联轴器螺栓孔无需现场铰孔,现场直接安装。汽轮机联轴器的精确对中和正确的装配方法均极其重要。转子在轴承中就位前,需用平板检查半联轴器平面。如果发现有任何擦伤和毛刺,都应该将它修刮掉,但不得用锉刀来锉平,检查所有螺栓孔,刮面等,同时除去可能发现的任何毛刺。在正确对中后,应该洗净联轴器所有零件及配合螺栓孔,移动其中一根转子来使两个半联轴器端部联在一起,禁止用螺栓将它们拉在一起,装上螺栓并用常规方法逐步紧固。
2.5内部套
        高压蒸汽室由上下两半组装,形成一个环形腔室,内有导流环,可引导汽流按既定方向流动,同时防止蒸汽直接冲击转子,对转子起到良好的保护作用,同时要注意导流环端部和转子之间的安装间隙,避免汽缸和转子在热态膨胀之后发生碰磨。蒸汽室进汽腔室底部设计疏水孔,可及时将腔室内积水排走,防止水冲击,保护汽轮机转子,安装时,注意检查管路是否通畅,以确保机组的安全性。
该机组共设计4个中压静叶持环,均采用下半持环猫爪结构,该结构的优点是消除了下半持环重量对螺栓紧力的影响,保证了中分面的汽密性。持环的水平中分面用双头螺栓连接,它们必须预紧以产生适当的应力,安装时应该严格按照厂家要求的螺栓紧力紧固螺栓,以保证安装质量。
2.6汽门安装
        主汽门控制汽轮机进汽量,在紧急时,起到快速关闭阀门的作用,该机组主汽门主汽门与调节汽阀共用阀壳,主汽门卧式布置。主汽门是一个内部带有预启阀的单阀座式提升阀。该主汽门的开关由油动机及其弹簧共同作用,油动机油取自汽轮机润滑油主油箱,在开启式,油动机在油压作用下将阀门顶开,关闭时,卸油压,由弹簧压力迅速关闭。该机组进汽方式为全周进汽,顺流布置,对应高压缸左右两侧布置,为了合理高效控制汽轮机进气量,两侧主汽门行程并不相同,单铸造体积基本相同,在安装时要特别留意,如果安装位置相反,可能会出现开关不到位及拉坏阀门的现象。
2.7 凝汽器与汽缸的连接
        该机组的最大特点是轴向排汽,低压排汽缸与凝汽器轴向相连,并在凝汽器前后两侧设置膨胀节,通过4根平衡拉杆,传递轴向推力,汽轮机产生的膨胀可背双侧膨胀节有效抵消,因为与其他机组不同,平衡拉杆的安装要注意安装时间,在凝汽器及前后膨胀节安装完成后,进行平衡拉杆的的安装。
3.总结
        该机组采用轴向排汽模式,与常规机组不同,而且采用公共底盘模式,在安装的工艺上与常规机组有不同之处,但是并没有增加安装的工艺难度,在安装过程中注意到以上安装事项,同时严格按照厂家说明书进行数据控制,该机组运行振动等指标优于同规模机组。
参考文献:
[1] 路广《电厂汽轮发电机组安装的技术管理思考》中国设备工程,2018(13)
[2] 所明义《电厂汽轮发电机组设备安装施工技术》工业建筑,2016年增刊
[3]《电力建设施工及验收技术规范》(第3 部分:汽轮发电机组)(DL5190.3-2012)
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