660 MW汽輪機組國內(nèi)大修方案分析

姜麗濤，王振成，趙毅

(華能邯峰發(fā)電廠，河北邯鄲056200)

摘要：針對某電廠進(jìn)口660 MW汽輪機組運行時間、年限和廠家的規(guī)定，結(jié)合汽輪機結(jié)構(gòu)特點，提出該型汽輪機現(xiàn)場揭缸大修方案，從高壓筒型缸解體檢修、回裝和現(xiàn)場機加工等方面對該方案進(jìn)行分析，說明方案實施效果，并提出相關(guān)建議及經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：600 WM汽輪機；筒型缸汽輪機；解體檢修

收稿日期：2014-09-04

作者簡介：姜麗濤(1963-)，男，高級工程師，主要從事汽輪機檢修和運行維護(hù)工作。

中圖分類號：TK268

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1001-9898(2015)01-0044-03

Abstract：Combined with performance period and manufacturers stipulation and constructiono of 660 MW import turbine,this paper puts forwards overhaul scheme,analyzes the scheme from the high-pressure cylinder disintegration and installing,machine work,and so on,explains implementation effect,advances suggestion.

Analysis of 660 MW Turbine of Overhaul on Site of China

Jiang Litao，Wang Zhencheng，Zhao Yi

(Huaneng Hanfeng Power Plant，Handan 056200，China)

Key words: 600 WM turbine;cylinder cylinder steam turbine;disintegration recondition

1概述

某電廠目前安裝有2臺西門子股份公司HMN系列660 MW汽輪機。1號汽輪機組自2001年1月投入商業(yè)運行以來，已運行超過101 000 h，共啟停146次，其間共完成了汽輪機組的2次B級檢修和9次C級檢修。按照汽輪機廠的規(guī)定，該汽輪機累計運行10萬h或運行12年就要進(jìn)行揭缸大修。

2汽輪機結(jié)構(gòu)特點

該電廠1號汽輪機為亞臨界、單軸、四缸四排汽、雙背壓、反動式純凝汽輪機。HMN系列汽輪機型號分別為高壓缸H30-100-2、中壓缸M30-63、低壓缸N30-2×10。

2.1　高壓筒型缸結(jié)構(gòu)

a. 高壓缸由外缸和內(nèi)缸組成，外缸為筒型缸結(jié)構(gòu)，內(nèi)缸由左右兩半缸組成，兩半內(nèi)缸用高壓螺栓緊固在一起整體穿入筒型高壓外缸內(nèi)。高壓缸在排汽側(cè)內(nèi)外缸體之間采用“I”型密封環(huán)結(jié)構(gòu)，進(jìn)汽側(cè)內(nèi)外缸之間采用“U”型環(huán)密封結(jié)構(gòu)。高壓內(nèi)缸由設(shè)置在高壓內(nèi)外缸之間進(jìn)汽端和排汽端的滑銷(平行鍵)支撐，在進(jìn)汽側(cè)用一個大端蓋將內(nèi)缸軸向固定在外缸中(見圖1)。

圖1　高壓缸剖面

b. 高壓外缸左右側(cè)各設(shè)置一個由高壓截止閥和高壓調(diào)節(jié)閥組成的聯(lián)合閥門組，聯(lián)合閥門組與高壓外缸為整體鑄造。新蒸汽由外缸進(jìn)入內(nèi)外缸之間的空間，內(nèi)缸進(jìn)汽端左右側(cè)各設(shè)置一個進(jìn)汽孔，內(nèi)外缸之間的新蒸汽由此進(jìn)入高壓內(nèi)缸作功。

c.高壓缸上設(shè)置有2個內(nèi)窺鏡檢查孔，在停機后不解體高壓缸的情況下，可以通過內(nèi)窺鏡檢查內(nèi)缸內(nèi)部動靜部分的狀況。

2.2　汽輪機支撐和膨脹系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

a. 汽輪機高壓轉(zhuǎn)子為雙軸承支撐，中低壓轉(zhuǎn)子為單軸承支撐。汽輪機軸系共由5個圓筒型軸瓦組成，5個軸承座與基礎(chǔ)澆鑄在一起，在運行中它們之間不發(fā)生相對位移(見圖2)。

b. 高中壓缸之間設(shè)置的聯(lián)合推力軸承是汽缸和轉(zhuǎn)子的軸向膨脹死點。高壓缸向汽側(cè)膨脹，中壓缸及2個低壓內(nèi)缸通過滑銷系統(tǒng)向發(fā)電機側(cè)膨脹，中壓缸和2個低壓內(nèi)缸的膨脹傳遞由設(shè)置在缸體水平結(jié)合面兩側(cè)的推拉桿完成。

圖2　汽輪機剖面

3汽輪機大修方案

該機組投產(chǎn)以來已運行近13年的時間，大修前各項主要運行指標(biāo)良好，也未發(fā)生過設(shè)備狀況異常的現(xiàn)象。但經(jīng)過十幾年的運行也存在缺陷：個別軸承出現(xiàn)振動值超過50 μm的現(xiàn)象；個別軸瓦運行中溫度達(dá)到108 ℃；末級葉片有水蝕現(xiàn)象但不影響運行；中壓調(diào)門密封面有缺陷，嚴(yán)密性試驗值不合格；大修前機組熱耗約7 922 kJ/kWh，比考核熱耗7 817 kJ/kWh高約105 kJ/kWh。

本次汽輪機第1次揭缸大修，在我國尚屬首次。在檢修前，通過與廠家專家多次交流溝通，制定了詳細(xì)的汽輪機現(xiàn)場大修方案，主要內(nèi)容如下：

a. 確認(rèn)汽輪機大修所需要的檢修工藝、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)資料要滿足大修要求。

b. 確認(rèn)電廠汽機房應(yīng)具備高壓筒型缸揭缸大修條件。如：汽機房天車的起吊質(zhì)量和高度要滿足高壓缸整體質(zhì)量和抽出尺寸的要求；機房運轉(zhuǎn)平臺要有專用的筒型缸檢修場地和專用支架。

c. 汽輪機大修的備品備件和所需材料要滿足大修要求。

d. 現(xiàn)場要具備一定的機加工能力。本次大修聘請了相關(guān)廠家專家作為技術(shù)指導(dǎo)，負(fù)責(zé)高壓筒型缸現(xiàn)場機加工工作(包括機加工設(shè)備和操作人員)。

e. 電廠負(fù)責(zé)具體的檢修工作。

4汽輪機大修實施情況及效果

4.1　大修實施情況

4.1.1高壓筒型缸解體檢修

a. 用專用的固定環(huán)把高壓轉(zhuǎn)子軸向、徑向固定在高壓外缸上，使高壓轉(zhuǎn)子與高壓外缸形成一個整體，割開與高壓缸相連的管道。

b. 將高壓缸整體從運行位置上吊出，放置在專用的檢修支架上。將高壓缸從水平位置變換成垂直位置。

c. 進(jìn)汽側(cè)大端蓋拆下后拆除轉(zhuǎn)子和外缸固定裝置，再安裝一套高壓內(nèi)缸和轉(zhuǎn)子軸向、徑向固定裝置，目的是使高壓轉(zhuǎn)子和高壓內(nèi)缸成為整體(防止起吊中動靜碰撞)，用天車吊住電側(cè)高壓轉(zhuǎn)子就可將高壓內(nèi)缸及轉(zhuǎn)子一同從外缸中抽出。高壓內(nèi)缸抽出后，翻轉(zhuǎn)至水平，放置在專用的水平支架上。

d. 高壓內(nèi)缸及轉(zhuǎn)子的檢修與常規(guī)檢修相同。

圖3　高壓缸吊裝及檢修

4.1.2高壓筒型缸回裝

高壓內(nèi)缸及轉(zhuǎn)子檢修結(jié)束后，可以按照與解體相反的步驟將內(nèi)缸放進(jìn)高壓外缸中，并將整體高壓缸回裝到運行位置。

4.1.3高壓筒型缸現(xiàn)場機加工

筒型缸在生產(chǎn)現(xiàn)場檢修，有一道關(guān)鍵步驟就是對高壓內(nèi)缸與外缸進(jìn)汽側(cè)和排汽側(cè)密封面進(jìn)行現(xiàn)場機加工，該工作在國內(nèi)屬于首次開展。廠家專門設(shè)計了一系列現(xiàn)場高精度數(shù)控機加工設(shè)備(見圖4)來滿足筒型高壓缸現(xiàn)場機加工的需要。本次檢修租用廠家相應(yīng)的專用工具和機加工操作人員，順利完成了高壓缸進(jìn)汽側(cè)密封面的機加工工作，由于排汽側(cè)“I”型環(huán)沒有損壞，廠家專家確認(rèn)無需更換。如果“I”型環(huán)損壞需要更換，則必須將“I”型環(huán)配合的內(nèi)外缸密封槽進(jìn)行表面機加工。內(nèi)外缸機加工結(jié)束后，根據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)，確定“I”型環(huán)加工尺寸。新的“I”型環(huán)和槽裝配后測量及重新配制內(nèi)缸和外缸的滑銷(定位鍵)以及大蓋的水平定位鍵。

圖4　現(xiàn)場機加工示意

4.2　大修后效果

機組一次啟動成功，機組并網(wǎng)后汽輪機本體及輔機運行情況良好，汽輪機各瓦振動情況良好，大修后的熱耗率7 855 kJ/kWh，較大修前降低67 kJ/kWh。

5經(jīng)驗及建議

由西門子股份公司生產(chǎn)的HMN系列660 MW純凝汽式汽輪機，其高壓缸為筒型缸設(shè)計。目前，在國內(nèi)首次完成了揭缸大修，填補了國內(nèi)的一項空白?，F(xiàn)在上海汽輪機廠已經(jīng)與西門子股份公司合作生產(chǎn)類似HMN系列的汽輪機，這種大型的汽輪機已安裝在國內(nèi)外許多電廠中。該次汽輪機大修的可借鑒經(jīng)驗如下：

a. 高壓內(nèi)缸抽出后，采用上下、左右整體移動

內(nèi)缸(轉(zhuǎn)子緩慢盤動)來測量通流部分最小間隙。上下間隙為1.3 mm(標(biāo)準(zhǔn)1.2 mm)，左右間隙為0.92 mm(標(biāo)準(zhǔn)1.2 mm)，軸向間隙為4 mm(標(biāo)準(zhǔn)6 mm)。經(jīng)分析認(rèn)為高壓缸靜葉圍帶存在變形，造成3個方向的間隙超標(biāo)。變形的原因是由于內(nèi)缸變形和靜葉安裝緊力共同作用形成，變形量小于0.5 mm不需要處理，如超標(biāo)必須將高點車掉。

b. 檢查發(fā)現(xiàn)內(nèi)缸結(jié)合面存在外張口，從進(jìn)汽側(cè)到排汽側(cè)逐漸增大，排汽側(cè)外張口最大0.6 mm(未貫通)。高壓內(nèi)缸解體后發(fā)現(xiàn)且排汽側(cè)結(jié)合面局部產(chǎn)生了腐蝕，清理氧化皮后最大間隙達(dá)到1.0 mm以上。對此處進(jìn)行補焊研磨處理來保證排汽側(cè)“I”型密封環(huán)密封效果。

c. HMN系列汽輪機的進(jìn)汽側(cè)“U”型密封環(huán)必須更換，“U”型密封環(huán)相應(yīng)結(jié)合面必須機加工處理，所以“U”型密封環(huán)備件是毛坯料，待結(jié)合面加工完畢測量出“U”型密封環(huán)最終加工尺寸。“I”型環(huán)是否更換需要根據(jù)表面檢查情況來確定。

d. 西門子股份公司具備現(xiàn)場加工、更換高壓缸“U”型密封環(huán)和“I”型密封環(huán)的能力。如高壓缸運輸至國內(nèi)有加工實力的汽輪機廠也能夠完成此項工作。

e. 中壓缸和低壓缸的檢修與傳統(tǒng)檢修工藝相同，最終的動靜間隙確認(rèn)以碰缸為準(zhǔn)。

本文責(zé)任編輯：羅曉曉