張 胤，劉偉平

（上海上電漕涇發(fā)電有限公司，上海201507）

隨著國內(nèi)電力制造技術(shù)及水平的提高，以及響應(yīng)節(jié)能減排的要求，大容量的汽輪機組越來越多地被采用。同時，按制造廠家的要求汽缸的解體檢修周期相比以前延長了很多，以西門子公司1 000MW汽輪機為例，高、中壓缸大修年限為10年左右，低壓缸為6年左右。然而機組從冷態(tài)安裝完成后到熱態(tài)的運行會存在一定的熱變形，導(dǎo)致動靜間隙的變化，碰缸就是在不開缸的情況下的對動靜間隙進行調(diào)整最好的方法。下面以上海上電漕涇1 000MW汽輪機為例，介紹其高、中、低壓缸進行的碰缸過程。

1 汽輪機結(jié)構(gòu)簡介

上海上電漕涇電廠2臺1 000MW汽輪機為N1000－26．25／600／600型，超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、凝汽式、八級回?zé)岢槠啓C，由上海汽輪機有限公司和德國西門子公司聯(lián)合設(shè)計制造。機組采用HMN型積木塊組合串聯(lián)布置，包括1個單流圓筒型H30高壓缸，1個雙流M30中壓缸，2個N30雙流低壓缸。汽輪機4根轉(zhuǎn)子分別由5個徑向軸承來支承，除高壓轉(zhuǎn)子由2個徑向軸承支承外，其余3根轉(zhuǎn)子，即中壓轉(zhuǎn)子和2根低壓轉(zhuǎn)子均只有1個徑向軸承支承。5個軸承均為橢圓瓦，分別位于5個軸承座內(nèi)（見圖1）。

圖1 1 000MW汽輪機結(jié)構(gòu)剖面圖

整個高壓缸靜子件和整個中壓缸靜子件由它們的貓爪支承在汽缸前后的2個軸承座上。而低壓部分靜子件中，外缸與其他靜子件的支承是分離的，即外缸完全由與其焊在一起的凝汽器頸部承擔(dān)，其他低壓部件通過低壓內(nèi)缸的貓爪由其前后的軸承座來支承。所有低壓內(nèi)缸貓爪與軸承座之間的滑動支承面均采用低摩擦合金。

2 碰缸的原因

汽輪機在安裝過程中都需進行碰缸，將動靜間隙按設(shè)計要求調(diào)整到最佳值。但是機組經(jīng)過一段時間的熱態(tài)運行，由于基礎(chǔ)沉降的不均勻以及汽缸的熱變形等情況，造成轉(zhuǎn)子與汽缸的徑向間隙發(fā)生變化；而滑銷系統(tǒng)的卡澀或磨損也會導(dǎo)致軸向間隙的變化，從而影響到機組的安全與經(jīng)濟運行。所以在機組運行一段時間后，必須要對所有的汽缸再次進行碰缸，檢查轉(zhuǎn)子與汽缸的最小間隙及相對位置是否符合設(shè)計要求，并將軸向及徑向間隙調(diào)整到設(shè)計范圍內(nèi)［1］，調(diào)整后機組運行的安全性及經(jīng)濟性將得到一定的提高。通常在安裝或檢修過程中所說的碰缸分為三個部分，分別為上下碰缸、左右碰缸及軸向碰缸，用來檢查和調(diào)整汽封的上下和左右間隙及軸向間隙。

3 碰缸方法

以上海上電漕涇電廠1號機組1 B 0 1檢修中的碰缸過程為例，介紹碰缸流程及過程中的注意事項。

因該次檢修汽輪機側(cè)的高壓轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)子及兩根低壓轉(zhuǎn)子的靠背輪不解列，通過對軸承座標(biāo)高的復(fù)測，發(fā)現(xiàn)軸承座的相對標(biāo)高變化不大，符合設(shè)計要求，所以直接按高壓缸、中壓缸和低壓缸的順序進行碰缸試驗。

3．1 碰缸前的準(zhǔn)備

在碰缸前首先打開頂軸油泵，做抬軸試驗，保證軸系上各道軸承的轉(zhuǎn)子抬高量達到0．1 0mm，然后盤動手動盤車，應(yīng)能輕松盤動轉(zhuǎn)子，在盤動轉(zhuǎn)子時，頂軸油泵應(yīng)始終處于運行狀態(tài)。

3．2 上下碰缸

上下碰缸主要是通過上下移動缸體來確定轉(zhuǎn)子與汽缸的實際相對位置，并最終通過調(diào)整，將轉(zhuǎn)子和缸體找中。

通過在低壓內(nèi)缸及高、中壓缸的貓爪下方放置的液壓千斤頂來對汽缸進行移動及調(diào)整，同時在貓爪上安裝百分表，用于監(jiān)視汽缸的移動量（低壓缸的百分表安裝在外缸壁上，指針指向內(nèi)缸貓爪；高、中壓缸則固定在軸承座上，指針指向貓爪）。

上下碰缸時在缸體下方放置4個液壓千斤頂，將一側(cè)的2個千斤頂（調(diào)閥端）同時頂起，每次頂起0．1 0mm，并時刻注意百分表的讀數(shù)。當(dāng)接近上次碰缸的數(shù)據(jù)時，改為每次頂起0．0 5mm，在這個過程中，每次頂起結(jié)束后盤動轉(zhuǎn)子：當(dāng)感到轉(zhuǎn)子盤不動時，將高度放下0．0 5mm，再次盤動轉(zhuǎn)子；若轉(zhuǎn)子可以盤動，則當(dāng)前讀數(shù)即為一端（調(diào)閥端）轉(zhuǎn)子下部與汽缸的最小間隙，然后將該側(cè)2只千斤頂泄壓，將高度放低0．4 0mm。在這個過程中要時刻注意百分表的讀數(shù)，防止汽缸突降，碰壞汽封齒，然后將另一側(cè)的2只千斤頂同時頂起，測量底部最小間隙；對于碰頂部間隙，先將貓爪墊片抽掉，然后將千斤頂慢慢泄壓，各百分表保持每次的下降量在0．1 0mm，在接近上次碰缸數(shù)據(jù)時，改為每次降0．0 5mm，盤動轉(zhuǎn)子，判斷是否達到最小間隙的方法和碰下部間隙的方法相同。

在千斤頂慢慢泄壓的過程中，需要嚴(yán)格控制汽缸的下降量，防止千斤頂突然完全泄壓，導(dǎo)致汽缸下降過多，碰壞汽封。所以，通過泄壓的方式來碰頂部間隙不是很安全，可以通過抽去部分貓爪墊片，然后加入0．0 5mm厚的不銹鋼墊片，將汽缸調(diào)整到原始位置，然后通過每次頂起汽缸，抽掉不銹鋼墊片的方法來逐步降低汽缸位置，這樣就排除了汽缸突然驟降導(dǎo)致碰壞葉片的可能。

在頂部和底部的徑向最小間隙數(shù)據(jù)都得到以后，根據(jù)設(shè)計要求，通過調(diào)整貓爪墊片的厚度來調(diào)整，在調(diào)整完成后，要對汽缸進行負荷分配來最終確定貓爪墊片的調(diào)整量。

以該次檢修高壓缸上下碰缸為例，在上下碰缸完成后，對貓爪墊片進行了調(diào)整，調(diào)閥端（T E）的A、B排貓爪墊片都增加了0．5 5mm，以達到設(shè)計要求的T E側(cè)底部間隙0．5～0．5 5mm的設(shè)計要求，然后又對汽缸進行了負荷分配（見圖2和圖3）。由于西門子公司1 0 0 0MW汽輪機的高、中、低壓內(nèi)缸均是承載在4個貓爪之上，所以要對貓爪的承載負荷進行分配，保證貓爪的受力均勻，避免機組因負荷不均勻?qū)е缕自谑軣崤蛎浐蟛荒芫鶆蚺蛎浖耙苿?，增加機組的振動，影響到機組的長期安全運行。

圖2 碰缸前最小動靜間隙（單位：mm）

圖3 碰缸后最小動靜間隙（單位：mm）

按照負荷分配的要求，以汽缸中心線為界的兩側(cè)對稱的2個貓爪的負荷偏差應(yīng)該不大于2個貓爪的平均負荷的5%。

主要采用的方法是：依次將每個千斤頂頂起0．3 0mm，并讀出千斤頂?shù)膲毫?，并通過調(diào)整貓爪墊片來分配負荷（見圖4和圖5）。

圖4 負荷分配前

圖5 負荷分配后

負荷分配結(jié)束后，在A排貓爪下增加0．0 5m m墊片，在B排貓爪下減去0．0 5mm墊片，重新做負荷分配并達到要求。最終該次檢修高壓缸碰缸在調(diào)閥端A排貓爪下增加墊片0．6 0mm，在調(diào)閥端B排貓爪下增加墊片0．5 0mm。

3．3 左右碰缸

左右碰缸的方式基本與上下碰缸相似，區(qū)別在于通過千斤頂左右推動汽缸來確定最小間隙，并調(diào)整汽缸與轉(zhuǎn)子的相對位置。需要注意的是，在左右碰缸時，將汽缸中心導(dǎo)桿左右的墊片拆除，并最終通過調(diào)整該處墊片來最終定位汽缸位置。

3．4 軸向碰缸

軸向碰缸是通過軸向推動汽缸確定轉(zhuǎn)子的軸向總竄動值，并對照上次碰缸的記錄及設(shè)計要求進行調(diào)整。

在碰缸前，先將4號軸承座兩側(cè)汽缸推拉桿聯(lián)接器室蓋板打開，翻平兩推拉桿併帽保險墊圈，并松開推拉桿上3個螺母，松到汽缸移動至碰擦?xí)r不受影響，然后在汽缸兩端立銷處放置千斤頂（見圖6），將汽缸進行前后推動直到汽缸碰到轉(zhuǎn)子為止，并記錄下前后軸向的最小間隙及總的竄動值。

圖6 軸向放置千斤頂?shù)奈恢?/p>

在推動汽缸前，先對汽缸與轉(zhuǎn)子的相對位置L A值進行復(fù)測，以確定汽缸與轉(zhuǎn)子的相對位置已回復(fù)到安裝時的冷態(tài)位置，然后再進行軸向碰缸。

該次檢修軸向碰缸時將轉(zhuǎn)子靠足G E端，防止在碰缸過程中轉(zhuǎn)子發(fā)生竄動。檢修后的推力間隙為0．3 9mm，所以需要考慮在最終調(diào)整汽缸及轉(zhuǎn)子的相對位置，轉(zhuǎn)子的最終位置會向調(diào)閥端移動0．2 0mm。

在對低壓缸進行軸向碰缸前，首先對內(nèi)缸的貓爪軸向間隙進行復(fù)測，與前次碰缸的數(shù)據(jù)進行比較，以確定汽缸是否回復(fù)到原始的冷態(tài)位置。由于該次檢修是在機組安裝完成后第一次進行碰缸，對貓爪軸向間隙的復(fù)測發(fā)現(xiàn)，汽缸并未回復(fù)到冷態(tài)的安裝位置，這是由于在冷態(tài)安裝完成后，經(jīng)過一段時間的熱態(tài)運行，汽缸發(fā)生了熱變形的情況；同時由于低壓缸的貓爪墊片采用純金屬的墊片（高、中壓缸均采用金屬復(fù)合石墨墊片），摩擦系數(shù)較大，導(dǎo)致了汽缸并未完全回復(fù)到位。所以在不開缸的情況下，必須要進行碰缸才能復(fù)測到調(diào)閥端的軸向最小間隙（K值），并保證機組的最小軸向間隙。

先將汽缸從調(diào)閥端推向發(fā)電機端，直至汽缸與轉(zhuǎn)子相碰時，這時所測得的數(shù)據(jù)即是發(fā)電機端的最小軸向間隙；同時，再測量貓爪的軸向間隙，復(fù)測汽缸的位移量。

再按同樣的方式測得調(diào)閥端的最小軸向間隙，并以調(diào)閥端的軸向最小間隙（K值）為準(zhǔn)，調(diào)整汽缸與轉(zhuǎn)子的相對位置，確保K值在設(shè)計的范圍內(nèi)。

需要注意的是，在對低壓內(nèi)缸進行軸向碰缸時，由于軸向位移量比較大，要密切關(guān)注低壓缸至7號及8號低加的抽汽口波形節(jié)的變形量，防止造成波形節(jié)永久變形甚至損壞波形節(jié)，在該次檢修中對低壓缸進行軸向碰缸時就發(fā)現(xiàn)了波形節(jié)變形的情況。為防止波形節(jié)損壞，對連接短管割斷（注意切割時禁止使用風(fēng)焊切割，防止凝汽器內(nèi)鈦管發(fā)生火災(zāi)），在碰缸完成后，對短管重新焊接。

4 結(jié)語

對于上海電氣電站設(shè)備有限公司上海汽輪機廠生產(chǎn)的1 0 0 0MW的汽輪機，高、中壓缸的開缸大修年限均為8～1 2年，低壓缸檢修周期為4～6年，在不開缸的情況下通過碰缸確定轉(zhuǎn)子與汽缸的最小間隙，并能按設(shè)計要求對轉(zhuǎn)子與汽缸的相對位置進行調(diào)整，有助于機組安全、高效地長期運行。

［1］孫晨杰．9 0 0MW機組汽輪機碰缸工藝［J］．電力技術(shù)，2 0 0 9（5）：5 1－5 3．