600WM汽輪機高中壓缸中分面漏汽分析及治理

房素梅

摘 要：本文通過如何對600WM汽輪機高中壓缸中分面間隙過大漏汽治理方面的焊補工藝方法、使機組實現修后安全可靠運行。

關鍵詞：高中壓缸；中分面；嚴密性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.004

0 前言

鄒縣發電廠600WM機組型號為DH-600-40-T，由東方-日立合作生產的亞臨界中間再熱、三缸、四排汽凝汽式汽輪機組。機組額定功率：600MW 最大功率：658MW；壓力：16.7Mpa （170ata）；溫度：538℃，流量：1810t/，其中高、中壓缸反向布置，汽缸采用高中壓缸合缸、雙層缸結構。為降低高溫部位中分面發蘭螺栓的工作溫度，在高中壓外缸和高壓內缸進汽口處設置了法蘭螺栓冷卻系統。

1 原因分析

（1）汽缸是鑄造而成的，汽缸出廠后都要經過時效處理，就是要存放一些時間，使汽缸在住鑄造過程中所產生的內應力完全消除。如果時效時間短，那么加工好的汽缸在以后的運行中還會變形，這就是為什么有的汽缸在第一次泄漏處理后還會在以后的運行中還有漏汽發生。因為汽缸還在不斷的變形。（2）汽缸在運行時受力的情況很復雜，除了受汽缸內外氣體的壓力差和裝在其中的各零部件的重量等靜載荷外，還要承受蒸汽流出靜葉時對靜止部分的反作用力，以及各種連接管道冷熱狀態下對汽缸的作用力，在這些力的相互作用下，汽缸發生塑性變形造成泄漏。（3）汽缸的負荷增減過快，特別是快速的啟動、停機和工況變化時溫度變化大、暖缸的方式不正確、停機檢修時打開保溫層過早等，在汽缸中和發蘭上產生很大的熱應力和熱變形。（4）汽缸在機械加工的過程中或經過補焊后產生了應力，但沒有對汽缸進行回火處理加以消除，致使汽缸存在較大的殘余應力，在運行中產生永久的變形。（5）汽缸螺栓的緊力不足或是螺栓的材質不合格。汽缸結合面的嚴密性主要靠螺栓的緊力來實現的。機組的起停或是增減負荷時產生的熱應力和高溫會造成螺栓的應力松弛，如果應力不足，螺栓的預緊力就會逐漸減小。如果汽缸的螺栓材質不好，螺栓在長時間的運行當中，在熱應力和汽缸膨脹力的作用下被拉長，發生塑性變形或斷裂，緊力就會不足，使汽缸發生泄漏的現象。（6）汽缸螺栓緊固的順序不正確。一般的汽缸螺栓在緊固時是從中間向兩邊同時緊固，也就是從垂弧最大處或是受力變形最大的地方緊固，這樣就會把變形最大的處的間隙向汽缸前后的自由端轉移，最后間隙漸漸消失。如果是從兩邊向中間緊，間隙就會集中于中部，汽缸結合面形成弓型間隙，引起蒸汽泄漏。

2 制定方案

根據我廠600WM機組高中壓外缸中分面間隙過大，上次大修做嚴密性檢查緊1/3螺栓后左側中部間隙最大值為0.90mm，當時決定采用加大間隙超標部位螺栓緊力，使用MF-4型汽缸涂料的措施，來保證汽缸嚴密性。根據揭缸后的檢查情況來看，存在蒸汽泄漏的情況；同時做嚴密性檢查緊1/3螺栓后左側中部間隙最大值為1.0mm。為徹底消除該隱患，保證高中壓缸嚴密性，本次檢修決定由東汽廠專業人員通過焊補修復高中壓缸結合面。

3 檢修工藝

（1）打磨并刮研上半汽缸中分面，消除局部高點，將局部接觸點修平滑過渡，使上下缸中分面接觸面積增加盡可能減少焊接密封線的范圍。再將上缸中分面扣下，作為下缸堆焊、刮研的基準。

（2）空缸扣在下半中分面，以上缸為基準，進行下缸中分面的接觸點、間隙的測量，對下缸中分面的接觸點進行修磨；再重復上述步驟，使上下半汽缸中分面的接觸面積逐步增加，有間隙的面積逐步減小同時間隙值也減小。當間隙面積和間隙值≤0.40 mm時，即轉為補焊工作。每一次檢測均需在汽缸中分面附近標記。

（3）堆焊下缸平面。根據所測接合面間隙，由電廠、修復施工方確定堆焊密封線并在汽缸上標記。乙方對堆焊部位進行分區、分段堆焊，每段堆焊長度控制在300～350mm，密封線寬度不小于40mm，最后將各段連接起來。要求堆焊的密封面邊界直線度較好，且無咬邊。

（4）焊接。

1）按現場相關方商定的密封線堆焊部位和寬度，打磨去除氧化皮露出金屬光澤，并用丙酮清洗干凈。打磨寬度比要堆焊的密封線寬度兩側多5～8mm。在打磨過程中，鉗工需注意觀察汽缸本體有無缺陷，有缺陷或者懷疑有缺陷的部位，需PT檢查并消缺盡，在焊接密封線時一并補焊。

2）將堆焊區分區域用氧-乙炔焰局部預熱100～150℃。對稱、交錯、分散區域施焊，焊后進行保溫，減少焊接的應力帶來的汽缸變形。 3）堆焊：采用手工鎢極氬弧焊，以間隙大小確定需堆焊的厚度。焊接材料ERNiCr-3，焊材直徑Φ2.4（mm）。

4）每道焊縫焊后用圓頭榔頭進行跟蹤錘擊。捶擊時需注意不可損傷附近不處理的部位。密封線堆焊部位必須離螺栓孔處距離≥10mm。

5）待堆焊層完全冷卻以后，將堆焊層根據測量結果進行粗打磨，然后合缸再進行打磨多次（打磨時需要吊車配合，根據大修情況建議安排吊車專用），最終精研磨。

汽缸的每一次扣下，都預先在四角有鉗工人員輔助扶好汽缸以便盡量以安裝狀態上下半扣合。扶缸動作需正確，既能使力推動汽缸，又不能將手置于缸面之間以及無退讓之處。對角線位置準備原位銷子，在汽缸要扣攏前50mm間隙左右，就從上缸銷孔插入，銷子突出于中分面，作為引導作用。而在汽缸要扣攏的瞬間，把持銷子的人員將銷子略微有一個回拉動作，以免銷子被緊緊地卡在銷孔內，減少了用工具取銷子的時間。推缸前，銷子取掉，存放在安全穩妥的地方（防止因銷子放置不當，滾動，從汽缸四周空擋掉落）。

推缸后，吊車將汽缸起吊上升到適合高度，再平移到設備側面空地，預先在適合尺寸上放置支墊，避免滑鉤。

打磨人員在打磨手法上，力度上盡量一致，確保能夠均勻下量（每打磨一層，去除的金屬厚度基本一致）。帶班人員需注意觀察操作者工作規范性，及時指出或調整施工位置。

汽缸研缸工作作業組長和施工人員都要嚴格遵守安全管理要求，并相互關注照應，人員之間傳遞信息需大聲告知是否已準備好，并輔以手勢，防止安全事故的發生。任何情況下，切勿突然伸手到將扣的缸面之間拂拭！

6）研缸檢查發現若需要補焊，及時按照上述補焊方法和要求進行補焊。

（5）檢驗：

1）對目視有懷疑的部位，采用PT方法對補焊區域進行探傷，確認堆焊層達JB4730-94 Ⅰ級標準。

2）驗收標準：空缸間隙最大處≤0.05mm。

4 結語

本次修復工作耗時11天，修復后汽缸嚴密性檢查合格，汽缸結合面接觸情況合格。另汽缸嚴密性檢查具備條件后要及早進行汽缸嚴密性檢查工作，為后續工作方案制定和開展爭取時間。