1 000 MW發(fā)電機(jī)組密封瓦檢修工藝探討

徐鳴鏑 孫海榮 葛圣杰

上海電力股份有限公司吳涇熱電廠

現(xiàn)代化大容量的汽輪發(fā)電機(jī)組多數(shù)采用氫氣作為冷卻介質(zhì)對發(fā)電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行冷卻。由于發(fā)電機(jī)端部同時(shí)存在靜止和轉(zhuǎn)動部件，氫氣將沿著動靜部件之間向外流動，氫冷發(fā)電機(jī)漏氫將降低發(fā)電機(jī)的冷卻效果，影響機(jī)組出力，增加發(fā)電成本。更為嚴(yán)重的是如果氫氣泄露嚴(yán)重，很有可能造成火災(zāi)，甚至引起爆炸事故，嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。為此設(shè)有軸端密封裝置（通常稱為密封瓦）。氫冷發(fā)電機(jī)的軸端油密封裝置裝在轉(zhuǎn)軸伸出端蓋處，它以油壓略高于發(fā)電機(jī)內(nèi)氫壓的壓力油循環(huán)注入密封瓦與轉(zhuǎn)軸之間的間隙，以阻止氫漏出。

上汽超超臨界1 000 MW汽輪發(fā)電機(jī)組，由德國西門子公司和上海電氣集團(tuán)聯(lián)合設(shè)計(jì)制造。通過幾次的檢修過程，發(fā)電機(jī)密封瓦在解體后發(fā)現(xiàn)烏金磨損,軸向錯(cuò)口位置磨損的缺陷，回裝后常發(fā)現(xiàn)密封瓦漏油、漏氫等現(xiàn)象。這是由于解體時(shí)損傷零部件、安裝過程工藝不達(dá)標(biāo)及備品備件不完善等原因造成的，為了更好解決這一系列問題，有必要進(jìn)一步完善檢修工藝和方法。

1 密封瓦解體及注意要點(diǎn)

1.1 軸瓦及汽側(cè)密封瓦支座解體

（1）解體步驟

發(fā)電機(jī)密封瓦示意圖如圖1所示，解體時(shí)先打開上半軸承室蓋及上半軸承，拆除下外油檔，安裝抬軸架（注意抬軸架與軸頸接觸位置的絕緣是否完好），在軸頸頂部及水平中分面兩側(cè)位置各架一個(gè)百分表，表?xiàng)U指向軸心，同時(shí)用塞尺測量出密封瓦氫側(cè)支座外油檔間隙，用扳手加接桿扳動抬軸架頂絲抬起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，抬軸過程應(yīng)避免使用敲擊扳手，以免震動引起表讀數(shù)的誤差，應(yīng)使用塞油檔間隙與表讀數(shù)互相對應(yīng)的做法避免表讀數(shù)的誤差。在油檔頂部不接觸的情況下，抬軸量在0.35～0.40 mm，避免并消除轉(zhuǎn)子在抬軸過程中的左右位移。轉(zhuǎn)子抬高后，挖出下半軸承。

解體密封瓦支座前先拆除支座下兩塊絕緣墊塊，并拆除空側(cè)油檔，安裝軸頸保護(hù)板后，拆除空、氫側(cè)支座的聯(lián)結(jié)螺栓，拉出空側(cè)支座定位銷釘，用兩側(cè)頂絲讓空、氫側(cè)支座分開一些。，使支座通過軸頸保護(hù)板落在軸頸上，在軸頸上轉(zhuǎn)動空側(cè)支座，注意保護(hù)板的位置，避免轉(zhuǎn)過位置，使空側(cè)支座中分面螺栓處在水平位置，下半支座兩側(cè)裝兩個(gè)螺栓，使空側(cè)支座固定在氫側(cè)支座上。調(diào)整保護(hù)板位置，使保護(hù)板在上半支座上，同時(shí)拆除空側(cè)支座中分面螺栓及銷釘，用專用吊架吊出上半支座，在下半支座上安裝軸頸保護(hù)板及支座專用工具，使空側(cè)支座通過吊具落在軸頸上，拆除臨時(shí)螺栓，轉(zhuǎn)動下半空側(cè)支座，使支座轉(zhuǎn)到軸頸上部，用專用吊具吊出下半支座，檢查氫側(cè)支座向空側(cè)支座兩進(jìn)油孔O型圈情況，取下O型圈。

（2）解體注意要點(diǎn)

在解體密封瓦支座前要先進(jìn)行查看，打開上半軸承室蓋及上半軸承后，在運(yùn)行風(fēng)壓下密封油運(yùn)行中對密封瓦支座進(jìn)行觀察，是否有漏油、漏氫現(xiàn)象，如有泄漏確定泄漏部位并記錄。

1.2 密封瓦解體

（1）解體步驟

解體密封瓦前先用塞尺測量密封瓦徑向間隙，然后將密封瓦從氫側(cè)支座的密封瓦槽內(nèi)引出，拉出氫側(cè)軸向密封橡膠條，松出密封瓦中分面銷子螺母的防松螺釘，用專用扳手拆除銷子螺母，并敲出銷子，使兩半密封瓦分離。密封瓦取出后應(yīng)擦干凈，放置在平板上，并裝復(fù)兩半密封瓦。

解體氫側(cè)支座：解體前測量氫側(cè)支座洼窩中心，解體情況基本與空側(cè)支座相同，拆除密封瓦氫側(cè)內(nèi)油檔與大端蓋的聯(lián)結(jié)螺栓，即可解體發(fā)電機(jī)大端蓋了。氫側(cè)內(nèi)油檔與大端蓋之間有兩張絕緣墊片與橡膠密封條，墊片如無損壞可以再用，橡膠密封條需更換。

（2）解體注意要點(diǎn)

氫側(cè)支座與大端蓋之間有兩張一毫米絕緣墊片及一圈橡膠密封條，兩個(gè)密封膠孔橡膠塞都取下來，還有3個(gè)油孔過渡絕緣接頭及O型圈，氫側(cè)支座內(nèi)有兩個(gè)橡膠塞頂柱都取下保護(hù)好。

圖1 軸密封示意圖

2 密封瓦檢查測量及注意要點(diǎn)

（1）密封瓦清理檢查

氫側(cè)內(nèi)油檔與密封瓦氫側(cè)支座與大端蓋的聯(lián)結(jié)螺栓都有絕緣墊片與絕緣套管，需檢查有無損壞并清理干凈、烘干，螺栓完好無毛刺。螺栓保險(xiǎn)墊片整修平整或更換，大端蓋上螺紋底孔修整并清理干凈，做到平面整潔，油道干凈暢通，螺紋無毛刺、無翻邊。絕緣墊片、橡膠密封條、O型圈、密封膠孔橡皮塞、保險(xiǎn)墊片等備品配齊。

（2）密封瓦測量工作

測量密封瓦內(nèi)徑、厚度、平整度、橢圓度及中分面的閉合情況。密封瓦內(nèi)徑與軸頸配合間隙，密封瓦在密封槽內(nèi)的軸向間隙，空、氫側(cè)密封瓦支座的平整度，兩支座間油孔位置的閉合情況及中分面的閉合情況，密封瓦有無錯(cuò)口（軸向、徑向）。

（3）密封瓦檢查測量時(shí)注意要點(diǎn)

油孔過渡接頭與O型圈安裝時(shí)將油孔過渡接頭與O型圈放入大罩油孔內(nèi)，測量接頭高出大罩?jǐn)?shù)據(jù)，因大罩平面上還有兩張一毫米絕緣墊片，還有O型圈壓縮密封的量，所測數(shù)據(jù)應(yīng)在2.7～3.0 mm，即O型圈壓縮密封的量在0.7～1.00 mm，如有出入則要對油孔過渡接頭進(jìn)行修正或更換，過渡接頭在孔道內(nèi)應(yīng)無卡死現(xiàn)象，并記錄接頭對應(yīng)位置，安裝時(shí)裝入對應(yīng)位置（如圖2所示）。

圖2 密封瓦油孔過渡接頭、O型圈裝配圖

密封橡膠條槽深的測量，槽深一般在5 mm左右，再加上2 mm絕緣墊片，而橡膠條是三面為矩形平面，一面為圓弧形，弧頂?shù)降酌娴母叨燃礊橄鹉z條高度，橡膠條高度與槽深的差值應(yīng)為4 mm左右，即橡膠條壓縮量在2 mm左右（如圖3所示）。

圖3 ·橡膠密封條與槽配合示意

3 密封瓦組裝及注意要點(diǎn)

3.1 發(fā)電機(jī)大端蓋回裝

（1）回裝步驟

轉(zhuǎn)子穿好，下半大罩就位，下半軸承就位后既可以安裝氫側(cè)內(nèi)油檔，上下半內(nèi)油檔就位并緊好中分面螺栓，將內(nèi)外各兩張絕緣墊片粘在油檔垂直平面上，嵌好圓柱形橡膠密封條，注意接口方向（如圖4所示）。接口應(yīng)放在油檔頂部位置附近，按要求調(diào)整裝好內(nèi)油檔下半，待上半大罩就位裝復(fù)后裝內(nèi)油檔上半垂直面螺栓，同時(shí)測量絕緣數(shù)值是否達(dá)標(biāo)。

（2）回裝時(shí)的注意要點(diǎn)

在回裝時(shí)大端蓋；支座；密封瓦,雖然都有銷子定位,但由于各種原因使安裝后的部件出現(xiàn)少量錯(cuò)口現(xiàn)象,有些錯(cuò)口超出標(biāo)準(zhǔn)范圍,針對這一現(xiàn)象要及時(shí)給予消除。

密封瓦空、氫側(cè)支座對半中分面與大端蓋中分面安裝位置成錯(cuò)開45°角，空、氫側(cè)支座的中分面錯(cuò)開90°角進(jìn)行安裝。這樣的安裝方式可減少中分面都安裝在一處而產(chǎn)生的錯(cuò)位累積誤差與上下兩平面不平整而產(chǎn)生的平整度誤差,錯(cuò)口的產(chǎn)生會使密封瓦在密封槽內(nèi)的軸向間隙變小，從而可能產(chǎn)生密封瓦在槽內(nèi)卡死現(xiàn)象，使烏金磨損產(chǎn)生漏氫現(xiàn)象在回裝大端蓋時(shí)應(yīng)注意上下大端蓋中分面即氫側(cè)支座安裝面有無錯(cuò)口，及時(shí)消除或減少錯(cuò)口現(xiàn)象，使錯(cuò)口量控制在0.03 mm 以內(nèi)，并裝好大端蓋中分面與垂直面螺栓，并測量大端蓋氫側(cè)支座安裝平面與轉(zhuǎn)子的垂直度及平面平整度。

圖4 密封條疊縫連接示意圖

在大端蓋上取近中分面附近兩側(cè)共四點(diǎn)，上下兩點(diǎn)及左右45°位置對應(yīng)4點(diǎn)共10點(diǎn)，取一只百分表表架吸在軸頸上，表針垂直指向大端蓋氫側(cè)密封瓦安裝平面，另架一只百分表監(jiān)測轉(zhuǎn)子軸向竄動量，得出大端蓋相對軸頸的垂直度情況及大端蓋本身平整度情況。表1是外二廠900 MW機(jī)組實(shí)即測量數(shù)據(jù)。如表1所示。

表1 發(fā)電機(jī)大端蓋與轉(zhuǎn)子垂直度測量數(shù)據(jù)

由上表分析得出大端蓋測量平面與轉(zhuǎn)子垂直度在上下位置有0.61 mm的差值，并且上半部分向外傾斜度較下半部分位置要大約0.08 mm，此時(shí)測量密封瓦氫側(cè)支座垂直面與支座相對應(yīng)各點(diǎn)厚度數(shù)值 。

由此得出上下位置的差值是0.55 mm,支座與大端蓋傾斜度基本相匹配。如圖5所示。

圖5 密封瓦氫側(cè)支座與發(fā)電機(jī)大端蓋端面上下位置匹配示意圖

3.2 氫側(cè)支座回裝

（1）回裝步驟

根據(jù)前面敘述方法抬軸，塞尺監(jiān)測點(diǎn)可選用氫側(cè)內(nèi)油檔為監(jiān)測點(diǎn)。挖出下半軸承，并將轉(zhuǎn)子恢復(fù)到抬軸前的位置（架百分表注意高低及左右位置）,將油孔過渡接頭及O型圈按記錄位置裝入油孔內(nèi) ，內(nèi)外徑各兩張絕緣墊片粘在大端蓋相應(yīng)位置，并粘結(jié)橡膠密封條，嵌入大端蓋槽內(nèi)并用膠水固定在槽的外側(cè)（槽的外徑）。密封膠孔橡膠塞及氫側(cè)支座內(nèi)橡膠塞頂柱裝好。

回裝氫側(cè)支座方法與解體時(shí)相同，吊入氫側(cè)支座，安裝兩半中分面螺栓時(shí)注意中分面錯(cuò)口情況，錯(cuò)口值需小于0.03 mm，并旋轉(zhuǎn)到對應(yīng)位置，此過程應(yīng)與大罩有一定距離，以免碰擦而使固定好的墊片、密封條脫落損壞。檢查內(nèi)部各部件狀況，確定無誤后，推入支座，調(diào)整支座洼窩間隙，裝復(fù)固定螺栓，應(yīng)分幾次,以逐步增加力矩的形式均勻緊固螺栓,最終力矩250 N/M。裝復(fù)后，測量絕緣情況是否達(dá)標(biāo)，工作完成后放入下半軸承，復(fù)測支座洼窩間隙,并對密封瓦氫側(cè)支座密封瓦槽相對轉(zhuǎn)子的垂直度進(jìn)行測量（參考前述測量方法），垂直度是否符合要求。如果數(shù)值較大，則要檢查原因，進(jìn)行處理后后方可進(jìn)行下一步工作。

（2）回裝時(shí)的注意要點(diǎn)

橡膠密封條安裝時(shí)注意槽比密封條要寬，須靠外則固定，在運(yùn)行時(shí)內(nèi)部氫壓不會將橡膠圈翻轉(zhuǎn)而引起漏氫。密封膠孔橡膠塞外側(cè)需磨些倒角，避免在緊螺栓時(shí)橡膠擠壓在絕緣板上而引起漏油漏氫現(xiàn)象。

回裝前需對大端蓋水平中分面密封槽內(nèi)注膠，以橡膠塞孔處見到密封膠少許溢出為止，安裝好密封膠孔橡膠塞。氫側(cè)支座安裝好后適度頂緊橡膠塞頂柱。如圖6所示。

圖6 橡膠塞,橡膠塞頂柱裝配圖

3.3 密封瓦回裝

抬軸后，挖出下半軸承，并將轉(zhuǎn)子恢復(fù)到抬軸前的位置（架百分表注意高低及左右位置），裝入密封瓦（修正密封瓦的錯(cuò)口情況），并用塞尺復(fù)測密封瓦徑向間隙。裝空側(cè)支座前應(yīng)先將O型圈粘在氫側(cè)支座進(jìn)油孔處的凹槽內(nèi)，吊入空側(cè)支座。緊空側(cè)支座中分面螺栓時(shí)也應(yīng)注意錯(cuò)口情況，在安裝兩支座間定位銷前應(yīng)檢查O型圈是否完好，用撬棒抬高空側(cè)支座，并推向氫側(cè)支座，借正銷孔位置，裝入定位銷，裝入并緊好空、氫側(cè)支座聯(lián)接螺栓。裝復(fù)支座下兩塊絕緣墊塊。全部工作完成后須對轉(zhuǎn)子與靜子的絕緣進(jìn)行測量，需大于25MΩ。絕緣合格后對發(fā)電機(jī)大端蓋密封槽進(jìn)行注膠，注意注膠順序。并對發(fā)電機(jī)進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，檢查是否有漏油漏氫現(xiàn)象。

4 結(jié)語

綜上所述，由于1 000 MW發(fā)電機(jī)組密封瓦拆裝工藝相對300 MW、600 MW機(jī)組有不同，特別是隨著運(yùn)行時(shí)間增長，一些接合面或是加工面的變形量會疊加，產(chǎn)生平整度、垂直度不符合安裝要求，接合面錯(cuò)口等情況，如果不采取正確的工藝方法就會發(fā)生漏油、漏氫。因此，以上檢修工藝在檢修中可進(jìn)行參考借鑒。有效減少發(fā)電機(jī)氫氣污染和漏氫缺陷，提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全可靠性。