600MW機組凝汽器安裝工藝實踐研究

摘要：凝汽器安裝的質(zhì)量對整個汽輪發(fā)電機組的運行有著極大影響，凝汽器的安裝工藝尤為重要，影響著600MW汽輪發(fā)電機組性能的發(fā)揮。文章結(jié)合實例首先對安裝前需考慮的問題進行了分析，其次對其實際安裝程序和質(zhì)量控制做了深入探究。

關(guān)鍵詞：600MW機組；凝汽器；安裝程序；質(zhì)量控制

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）28-0033-02

隨著經(jīng)濟技術(shù)的進步，600MW汽輪機在火電廠中的應(yīng)用愈來愈廣。作為其輔助裝置的重要組成部分，凝汽器擔負著將汽輪機排汽冷凝成水的重任。凝汽器安裝的質(zhì)量對整個汽輪發(fā)電機組的運行有著極大影響。若凝汽器出現(xiàn)故障，機組極易停止工作，甚至會引起鍋爐爆管等，嚴重阻礙電力生產(chǎn)。為此，必須高度重視600MW機組凝汽器的安裝，確保其運行的穩(wěn)定性和安

全性。

1 實例分析

某電廠于2010年進行了2臺600MW的燃煤汽輪發(fā)電機組的施工，其中包含了2臺凝汽器的安裝工作。凝汽器安裝通常有兩種方法，一是場外組合場內(nèi)安裝，二是組合安裝均在場內(nèi)。在此選擇后一種方式。凝汽器尺寸為16250mm×18000mm×11750mm，有效冷卻面積為36000m2，采用雙殼體、表面式，設(shè)備來自于某電站輔機廠。作為凝汽器的主要結(jié)構(gòu)，殼體有高壓側(cè)和低壓側(cè)兩種，內(nèi)部均設(shè)有4組管束，選用鈦管作為冷卻管，共25284根。另外，還包括斜喉部、循環(huán)水連通管、加熱器、減溫減壓裝置、疏水擴容器等部分。

低壓側(cè)殼體內(nèi)部安置有集水板，引2根凝結(jié)水回熱主管經(jīng)低壓側(cè)熱井，直至高壓側(cè)熱井，最終與其回熱管系相連。高低壓側(cè)熱井依靠凝結(jié)水連通管連接，回熱主管即在其中。關(guān)于凝汽器的布置，先找出汽輪機組的中心線，然后沿此線做縱向布置。

2 安裝前的分析

該廠選擇的是廠內(nèi)組合安裝方式，因施工單位缺乏實踐經(jīng)驗，安裝方案的可行性需要得到詳細驗證。為保證安裝工作順利完成，重點要解決以下三個問題：

2.1 焊接工作

在最初設(shè)計時，殼體與熱井組合之間采用雙面焊接的方式。但因廠內(nèi)沒有足夠的焊接空間，難以按照設(shè)計要求完成相應(yīng)的工作。經(jīng)過多方查詢了解，可將雙面焊接改為單面焊接，前提條件是不破壞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時，保證焊縫的嚴密性。

2.2 組合順序

凝汽器的組合工作十分關(guān)鍵，需要有特定的順序，否則會影響到作用發(fā)揮。在組合過程中，板件可能會發(fā)生一定程度的變形，也是要解決的問題。在初期階段，汽機設(shè)備和管道材料還未運輸?shù)綀觯詿o需占用太多的空間，這就緩解了施工場地狹窄的困境。在汽機房結(jié)構(gòu)尺寸能夠基本滿足喉部整體及殼體成型板件的拼裝組合要求的前提下，可趁此機會在其他空閑場地提前開展殼體、喉部的組合工作。施工場地不容忽視，決定著拼裝的自由度，進而影響到拼裝質(zhì)量，而且在后續(xù)施工中，可降低風險，減少材料花費。

2.3 板件變形

拼裝組合過程較為復(fù)雜，稍有不慎，極易出現(xiàn)質(zhì)量上的問題。當殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)還未穩(wěn)定時，喉部和低壓加熱器施加過大的荷載，可能會引起殼體成形板件的變形。此問題比較復(fù)雜，涉及應(yīng)力變形等知識，需要大量計算。但隨著技術(shù)的進步，當前很多軟件都具備應(yīng)力分析計算的功能，所以可利用這些軟件解決此問題。首先對凝汽器殼體進行簡化，將其看做是一個空心四方體，壁厚度為20mm，底板為約束面且沒有上蓋。同時假設(shè)應(yīng)力與壓力成正比，材料特性無各項異性，而且均與溫度無關(guān)。按照相關(guān)標準，代入材質(zhì)特性參數(shù)進行計算。計算結(jié)果顯示，在加載喉部及低壓加熱器荷載后，殼體側(cè)板及端板變形量基本可以忽略不計，而整體結(jié)構(gòu)安全系數(shù)達15。雖然這只是理想的計算結(jié)果，實際計算中必然存在誤差，但不會對結(jié)論造成很大影響。所以，該方案具有可行性。

3 凝汽器的安裝程序及質(zhì)量控制

3.1 組合安裝程序

該廠選擇的凝汽器使用剛性支撐，殼體與熱井為一體結(jié)構(gòu)，且內(nèi)置有低壓加熱器。在實際組裝時，大致流程如下：

3.1.1 先拼裝殼體板件，以及喉部的組合。

3.1.2 做好基礎(chǔ)工作，包括基礎(chǔ)劃線、基礎(chǔ)板的安裝。

3.1.3 將殼體的底板吊運至適宜的位置，同時保證殼體側(cè)板、出水室側(cè)端板就位。

3.1.4 殼體內(nèi)部的管道和附件存放。

3.1.5 中間隔板以及殼體進水室側(cè)端板就位，管板及喉部吊裝掛存。

3.1.6 對殼體組合進行焊接，待喉部就位后同樣開始焊接工作。

3.1.7 膨脹節(jié)就位，并開始安裝低壓加熱器。

3.1.8 確保殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，各項附件均

完好。

3.1.9 隔板找中焊接，而后安裝鈦管和水室。

3.1.10 最后開展灌水試驗。

3.2 質(zhì)量控制

3.2.1 如何控制板件變形。在焊接板件時，通常會出現(xiàn)長條形的直焊縫，產(chǎn)生的焊接熱應(yīng)力易使板件發(fā)生形變，所以應(yīng)對此加以控制。可在焊接前，沿與焊縫相垂直的方向適量增加槽鋼與板件點焊防止變形，焊接時則采取分段跳焊或?qū)ΨQ焊接的方式，保持勻速焊接，且將每次焊接的長度控制在200mm以內(nèi)。為減少內(nèi)應(yīng)力，可定時對焊縫輕輕敲打。

3.2.2 汽機房的結(jié)構(gòu)尺寸。汽機房的結(jié)構(gòu)尺寸關(guān)系到拼裝質(zhì)量，需對其尺寸進行復(fù)核。首先，在殼體底板就位前，應(yīng)核準基礎(chǔ)版的標高，確定留有足夠的喉部穿裝空間；其次，對循環(huán)水坑檢修口的尺寸加以核準，保證其與喉部整體吊裝的最小作業(yè)范圍要求相符。

3.2.3 喉部整體吊裝工作。此環(huán)節(jié)最為關(guān)鍵，難度也最大，直接決定著最終質(zhì)量和效果。此時殼體已經(jīng)就位，喉部只能從循環(huán)水坑檢修口穿入汽機島，所以循環(huán)水坑上方的土建鋼梁必須緩建。吊裝工作由行車的主、副鉤配合布置在低壓缸排氣口上拖運軌道完成，吊裝工作結(jié)束后，先將喉部掛存于拖運軌道，待殼體組焊接完成，才能就位。

3.2.4 如何控制各隔板的安裝質(zhì)量。首先應(yīng)確認隔板上鋼印號與圖紙的隔板排列順序保持一致，用拉鋼絲法對管板與隔板的同心度加以調(diào)整。在管板四角及中間位置分別選擇一管孔拉設(shè)鋼絲，測量隔板相同位置，應(yīng)將其管孔偏差控制在1mm以內(nèi)，管板與隔板相對底板的垂直偏差不得超過1mm/m，板間距離應(yīng)多點測量，并將其偏差控制在30mm以內(nèi)。

4 效果分析

此處提及的這種安裝方案取得了明顯的效果。從工期上講，各道工序連接較為緊密，具有較強的可操作性，對前期施工空白期的充分利用，使得總工期有所保障；從成本上講，該方案節(jié)約了很多設(shè)備，避免了一些繁雜步驟，使得該施工單位節(jié)約了大量成本。

5 結(jié)語

600MW凝汽器是汽輪機發(fā)電組中的重要組成部分，其安裝質(zhì)量關(guān)系到整個汽輪發(fā)電機組的正常運行。因此必須采取科學的安裝方式，在此提出了一種廠內(nèi)組合廠內(nèi)安裝的方案，值得推廣應(yīng)用。

參考文獻

[1] 張健飛.論600MW汽輪機組凝汽器安裝技術(shù)[J].中國科技博覽，2010，23（16）.

[2] 陳鈞.600MW汽輪機組凝汽器廠內(nèi)組合安裝經(jīng)驗及工期成本分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010，23（28）.

[3] 楊辰曜，嚴正波，李燕勇.超臨界600MW汽輪機組調(diào)試淺析[J].云南電力技術(shù)，2013，24（2）.

[4] 李鵬云.汽輪機凝汽器泄漏原因的試驗與分析[J].熱力發(fā)電，2010，（1）.

[5] 孟凡敬，尹洪超.600MW機組凝汽器最佳經(jīng)濟方案選擇及特性曲線分析[J].汽輪機技術(shù)，2009，（2）.

作者簡介：林存鎮(zhèn)（1975-），男，福建仙游人，福建省第一電力建設(shè)公司紀委書記，高級工程師，研究生。