600MW機組汽輪機本體A級檢修探討

摘 要：隨著經濟高速發展，我國電力行業裝機容量越來越大，對汽輪機本體檢修水平提出了更高的要求，本文威信電廠為例，對600MW機組汽輪機本體檢修的具體要點進行了著重分析，旨在為相關技術人員提供有價值的參考建議。

關鍵詞：汽輪機本體；A級檢修

前言

云南能投威信能源有限公司1號機組汽輪機為東方汽輪機有限公司生產的超臨界、一次中間再熱、沖動式、單軸、雙背壓、三缸四排汽、凝汽式8級回熱汽輪機結構，型號N600-24.2/566/566，額定出力600MW，額定轉速3000r/min。機組采用定—滑—定方式，帶基本負荷并調峰運行。從汽機端向發電機端看轉子為逆時針方向旋轉。汽輪機推薦采用中壓缸啟動方式，亦可采用高中壓缸聯合啟動。2012年7月投產，截止目前已投運近5年，結合集團公司及設備狀況，計劃于2017年8月對其進行A級檢修。

1.設備概述

高中壓缸為合缸布置，采用雙層缸結構以減少內、外缸的熱壓力和溫度梯度。高壓外缸采用上貓爪中分面支承方式。高壓內缸支承在外缸內部的四個掛耳上，通過凸肩軸向定位；高、中壓缸反向布置。低壓缸采用雙層缸焊接結構，對稱分流反向布置；外缸支撐在臺板上，內缸支承在外缸內四個凸臺上。汽輪機高中壓轉子、兩根低壓轉子全部采用整鍛轉子，高壓缸共有8級，中壓缸共有6級，低壓缸共有2×2×7級，全機結構級共有42級。各轉子之間采用剛性聯軸器聯接，轉子由位于中間軸承箱內的推力軸承定位。機組軸系中，#1、2支持軸承采用可傾瓦軸承，#3、4、5、6支持軸承采用橢圓軸承，#3～6軸承底部設置有頂軸油裝置。在中間軸承箱內靠#2軸承側設置密切爾式推力軸承，轉子推力盤中心即整個汽輪機轉子相對于汽缸的膨脹死點。滑銷系統采用自潤滑，滑銷系統以各汽缸死點為中心引導汽缸膨脹。高、中壓缸的絕對膨脹死點位于#2軸承座，低壓缸A、低壓缸B的絕對膨脹死點位于各自的進汽中心附近。【1】

2.A級檢修重點項目

2.1標準項目

2.1.1轉動部分，轉動部分的檢修包括對轉子、聯軸器及螺栓、葉片、葉輪轂、推力盤、主油泵轉軸等的檢修。

2.1.2靜止部分，靜止部分的檢修包括對汽缸及螺栓、隔板、隔板套、支撐軸承、軸承座、噴嘴、滑銷系統、汽封、油封、擋油環等的檢修。

2.2通流改造

根據2013年3月對1號機組進行兩次性能試驗得知高中壓汽缸效率比設計值偏低，過橋汽封漏汽量占熱再蒸汽流量的3.05%【2】，與設計值相比（2%），漏汽率高出約1個百分點，THA工況下的熱耗率為7622.76 kJ/kWh，比設計值7536 kJ/kWh高出86.7 kJ/kWh。兩次試驗的高壓缸效率平均值為：84.9%，比設計值86.57%低1.65%。兩次試驗的中壓缸效率平均值為：91.5%，比設計值92.7%低1.2個百分點。

根據試驗結果，對機組進行通流改造，將原布萊登、蜂窩式汽封和彈簧分段式汽封改為DAS汽封、刷式汽封和鐵素體蜂窩汽封，其中高中壓隔板汽封和軸封采用DAS汽封，過橋汽封采用DAS汽封+刷式汽封，葉頂汽封采用蜂窩鐵素體汽封，低壓側汽封進行修復和調整。

DAS汽封把鐵素體汽封的兩個汽封長齒（尖齒）優化成兩個寬齒即DAS汽封齒，并適當減小DAS汽封齒的設計間隙，彌補了鐵素體汽封齒在機組運行過程中被轉子磨損從而使汽封間隙變大的缺點，從而達到既對轉子磨損小，又不容易被轉子磨損而使汽封間隙變大的效果，保證其密封性能。

2.3調門配氣方式優化【3】

根據我公司機組長期運行負荷為450～550MW的現狀，為了最大程度提高機組經濟性運行，降低機組煤耗。同時，原調門配氣方式，當負荷在500MW左右時，經常發生調節汽閥波動頻繁的故障。故在這次A修后將進行調門配氣優化技改項目。

2.4高壓內外缸定位槽、低壓缸進汽室肩胛面加裝盤根

根據性能試驗結果，低壓缸效率較低，熱耗率為89.46%，比設計值93.67%低了約4%，為了進一步提高低壓缸效率及高壓缸效率。在高壓內外缸定位槽、低壓缸進汽室肩胛面加裝盤根，減少汽缸漏氣損失。

2.5低壓缸未級疏水管增加節流孔板

機組安裝時，低壓缸末級疏水管使用的是Φ159的無縫鋼管，采用閥門控制疏放水，漏汽量較大，降低機組效率。研究決定在疏水管路上加裝節流孔，以減少漏氣量，與制造商研究決定增設一Φ30的節流孔。

3.本體檢修要點分析

3.1前期準備

前期準備工作是否完善，是汽輪機本體A修能否按時按質完成的基礎。準備工作做得越充分，A修質量就越高，只有充分地認識前期準備工作的重要性，才能確保檢修任務高質量，高效率地完成。汽輪機本體A修前期主要準備工作包括，技術資料的準備，人員的準備，備品配件的準備，工器具的準備，檢修文件的準備，施工網絡進度圖，現場施工場地定制圖等。此外，應對檢修機組的狀況進行摸底，了解機組在運行期間有何“毛病”，在檢修前做好相應的檢修方案，找到檢修重點、難點，對癥下藥，才能在有限時間內完成檢修任務。

3.2靜止部分檢修

3.2.1汽缸檢修

汽缸檢修包括汽缸外觀檢查，汽缸結合面檢修，汽缸螺栓及螺母檢修。

3.2.1.1汽缸外觀檢查，應無裂紋、夾渣、氣孔和損傷，各滑動承力面、法蘭、洼窩應光潔無損傷。

3.2.1.2汽缸結合面檢修主要是對結合間隙的測量，可以采用涂紅丹粉或者塞尺檢查進行。汽缸結合面在冷緊1/3螺栓后，用塞尺檢查應符合以下要求【4】：

1）高壓缸：0.03mm塞尺自內外兩側檢查，均不得塞入。

2）中壓缸：0.05mm塞尺自內外兩側檢查，均不得塞入，個別塞入部分不得超過汽缸法蘭密封面寬度的1/3。

3）低壓缸：0.05mm塞尺檢查不得塞桶，在汽缸法蘭同一斷面處，從內外兩側塞入長度總和不得超過汽缸法蘭寬度的1/3。

3.2.1.3汽缸橫向水平和縱向水平檢查，參考設計值、安裝值及前次檢修記錄進行檢查對比。橫向水平一般不應超過0.20mm/m，縱向水平應與軸徑揚度吻合。

3.2.1.4汽缸螺栓、螺母檢修應符合以下要求：

1）汽缸螺栓及螺栓拆卸之前應進行編號，在檢修過程中應一一對應操作，不得任意調換。

2）汽缸螺栓、螺母及栽絲孔絲扣應光滑無毛刺，螺栓與螺母配合不宜松曠或過緊，用手能將螺母完全擰入，否則應進行檢查處理。

3）需熱緊的螺母，應檢查其與汽缸、墊圈的結合面，采用涂色法檢查，接觸狀況應良好、均勻，接觸面不得小于75%。

4）螺母冷緊時，扭緊力矩應參考說明書進行。熱緊螺母旋轉弧長應符合設計要求。緊固工作完成后，可以用塞尺進行一一檢查，0.03mm不得塞入。

5）對高溫高壓螺栓及螺母應進行相應的金屬監督試驗及硬度測量，不合格者嚴禁使用。

3.2.2汽封檢修

汽封檢修，主要是對汽封進行修復或換型，汽封間隙調整，應注意以下幾方面的要點：

3.2.2.1汽封修復要點，汽封齒應根據設計說明，被磨損消耗齒尖變厚的，應進行修刮，使其在保證適當間隙的情況下，不應與轉子發生硬碰摩。汽封彈性片（簧），應保證汽封能夠自如退讓。

3.2.2.2汽封間隙測量，可以采用壓鉛絲法、貼膠帶法，塞尺法，不論哪種方法都應清理干凈汽封塊、轉軸及汽封槽道，保證測量值得準確性。

3.2.2.3汽封間隙調整，若汽封間隙過大，通過車床車削汽封塊后部配合凸肩來進行調整。若汽封間隙小，通常采用游標卡尺測量汽封兩凸肩厚度后，用平頭鑿子在靠近端面20～30mm的凸肩側面，在承力面敲出兩點凸肩，再測量捻出兩點凸肩厚度。厚度的增加量應為間隙所需的放大量，若捻出的凸肩過高，可用小銼刀修銼到要求尺寸。汽封間隙少量偏小也可通過修刮梳齒的方法增大間隙。若汽封間隙大小不均勻，可采用車床偏心車削的方法來解決?！?】

3.2.2.4整圈汽封的裝配還應保證其膨脹間隙應符合設計要求。其測量可以采用深度尺測得。

3.2.3油擋檢修

油擋檢修內容主要包括，油擋間隙測量及修復，油擋中分面研磨，應注意的要點：

3.2.3.1油擋中分面研磨，采用涂色對磨方法，最大間隙應符合設計要求，接觸面積不得小于80%。

3.2.3.2油擋間隙采用塞尺進行檢查測量，一般應符合以下要求：軸瓦和軸承座油擋，上部間隙0.20～0.25mm，兩側0.10～0.20mm，下部0.05～0.10mm。特殊部位的油擋間隙應符合設計值

3.2.3.3油擋齒厚度一般不應超過0.10～0.20mm，必要時可以采取修薄處理。

3.2.3.4油擋裝復時，應確認油擋回油孔是否堵塞，方向是否排向油室。

3.2.4隔板、隔板套及汽封套檢修

隔板、隔板套及汽封套檢修內容包括：外觀檢查，間隙測量，洼窩中心測量及調整等，其主要要點：

3.2.4.1外觀檢查應無裂紋、氣孔，無變形、損傷及其他缺陷。靜葉片邊緣平整，無缺陷，且不得有松動情況。

3.2.4.2隔板、隔板套及汽封套的間隙測量包括水平結合面間隙、垂直結合面間隙、鍵槽配合間隙、橫向竄動和軸向竄動。自由狀態下對于水平結合面間隙高壓側的間隙不得大于0.05mm，低壓側的不得大于0.10mm。垂直結合面間隙在緊固螺栓情況下，0.05mm塞尺不入。鍵槽配合間隙應符合設計要求，一般為0.05～0.08mm。橫向竄動不得大于0.05mm，軸向竄動高壓缸不得大于0.20mm，低壓缸不得大于0.45mm。【4】

3.2.4.3洼窩中心測量方法有假軸法、鋼絲法及激光準直儀法。水平方向左右偏差，高中壓缸不應大于0.05mm，低壓缸不應大于0.08mm；上下偏差不應大于0.05mm。值得一提的是采用假軸法時，假軸不應發生軸向竄動；采用鋼絲法時，鋼絲直徑不應大于0.40mm，拉緊力不得大于線材極限強度的3/4。

3.2.5軸承及軸承座檢修

軸承及軸承座檢修內容，主要包括外觀檢查，烏金探傷檢測，軸承接觸程度及油囊、油隙檢查，軸承及瓦枕間隙測量。

3.2.5.1.軸承外觀檢查無裂紋；進、回油孔，節流孔無堵塞；烏金面采用浸油或者著色法檢查，應無夾渣、氣孔、裂紋等缺陷，無脫胎現象。

3.2.5.2.軸承接觸程度及油囊、油隙檢查滑銷系統檢修要點：

1）軸瓦水平結合面0.05mm塞尺不入；

2）軸瓦的墊鐵與瓦枕接觸面積大于75%，并均勻分布，接口處0.03mm塞尺不入；軸瓦烏金面在放入轉子后，其與軸徑下部接觸面應大于75%，均勻分布，無偏斜，軸瓦烏金局部硬點應進行修復；

3）油囊尺寸應符合制造廠要求，一般深度為0.20～0.40mm，油囊面積為軸徑投影面積的1.5%～2.5%。

3.2.5.3.軸承及瓦枕間隙測量要點【4】：

1）圓筒形軸瓦的頂部間隙，當軸頸直徑大于 100mm 時，為軸頸直徑的（1.5～2）/1000，兩側間隙各為頂部間隙的一半。橢圓形軸瓦的頂部間隙，當軸頸直徑大于 100mm 時，為軸頸直徑的（1～1.5）/1000，兩側間隙各為軸頸直徑的（1.5～2）/1000。

2）頂部間隙應用壓熔絲法測量，熔絲直徑約為測量間隙值的 1.5 倍。軸瓦的水平結合面緊螺栓后應無間隙。測量應多于兩次，取兩個接近數值的平均值。有條件時，可配合用塞尺檢測兩端上瓦口的間隙，選取一個接近的數值。兩側間隙以塞尺檢查阻油邊處為準，插入深度 15～20mm 瓦口間隙以下應為均勻的楔形油隙。

3）軸瓦緊力應按制造廠要求，圓柱形軸瓦緊力值為 0.05～0.15mm；球形軸瓦為±0.03mm（即有緊力或有間隙），對軸承蓋在運行中受熱溫升較高者，緊力值應適當加大，其冷態緊力最大值一般不超過 0.25mm。引進型機組大徑軸瓦上半為整圓、下半為兩塊瓦者，冷態時要求間隙為 0.20～0.30mm，四塊可傾瓦要求緊力為 0.03～0.10mm。軸瓦緊力的測量一般采用壓熔絲法，但不得與軸瓦間隙同時測取。

3.3轉動部分檢修

3.3.1轉子檢修

汽輪機轉子檢修內容包括，外觀檢查，葉片靜頻率試驗，動平衡試驗及其相關技術測量。

3.3.1.1汽輪機轉子外觀檢查應符合，各部件無銹蝕、無松動、毛刺、裂紋及其他損傷缺陷，必要時可采取著色法檢查。

3.3.1.2轉子軸徑橢圓度不大于0.02mm，轉子彎曲度不大于0.06mm。

3.3.1.3推力盤外緣端面瓢偏應不大于其半徑的 0.01/100，不合格時應研究處理。修整后，除按照規定復測跳動值外，還須用平板涂色檢查，確認平整光潔，推力盤的徑向跳動值應小于0.03mm。

3.3.1.4測量轉子揚度，應符合設計值，一般以單缸汽輪機轉子或雙缸低壓轉子的后軸頸揚度為零，或微向發電機側揚起；三缸或四缸的轉子揚度可使低壓一缸轉子分流環處中間軸段的揚度為零。

3.3.2聯軸器及螺栓檢修

聯軸器及螺栓檢修內容包括，聯軸器找中心及其他相關技術測量，螺栓孔鉸孔或鏜孔，其要點如下：

3.3.2.1聯軸器法蘭端面應光潔無毛刺。鋼性聯軸器法蘭端面的瓢偏應不大于 0.02mm，半鋼性及接長軸上的聯軸器端面瓢偏應不大于 0.03mm。

3.3.2.2聯軸器法蘭止外圓（或內圓）的徑向晃度應不大于 0.02mm。

3.3.2.3聯軸器找中心一般應符合以下標準【4】：

3.3.2.4鉸孔或鏜孔前應將聯軸器進行臨時連接，臨時連接前后應測量其外圓晃度，每個測點相對變化值應不大于 0.02mm。此外，螺栓孔應與聯軸器的法蘭端面垂直，不得偏斜，表面粗糙度應符合設計值。

4.結論

汽輪機本體檢修工作，繁瑣而復雜，但只要掌握好“一尺一表”就能熟練地應對各種疑難雜癥，所謂的“一尺一表”，就是我們汽機人常用的塞尺和百分表。當然這只是我們的小工具而已，合理有效的檢修方案，團隊協作，秉持認真的工作工作態度，才是A修工作有序推進的強力支撐。

參考文獻：

[1] 云南能投威信能源有限公司.汽輪機運行規程.2014年第2版

[2] 盧建強. 過橋汽封漏氣量對超臨界600MW汽輪機熱經濟性影響芻議.熱電技術.2013年第2期

[3]莊建華.600MW超臨界汽輪機配汽方式優化.發電設備.2007年第6期

[4] 中華人民共和國能源部.電力建設施工及驗收技術規范.汽輪機機組篇.能源基.1992.597號：2.4.2、2.5.11、2.5.5、2.6.7

[5]丁懷高.汽輪機汽封間隙調整方法.華電技術.第32卷第3期.2010年3月

作者簡介：

廖學書（1986-08-），男，籍貫：云南曲靖，學歷：本科，助理工程師，研究方向：汽輪機檢修。