簡論西門子SST6-5000汽輪機汽封間隙調整工藝

中國電建集團核電工程有限公司 高文川 董志飛 趙秋田

1 常規汽封間隙測量問題的分析

汽封間隙測量常規方案包括“壓鉛絲”及“貼膠布”法等，測量低壓缸上、下部分的汽封間隙時，將規格不同的鉛絲或膠布粘放在汽封齒上。吊放轉子到工作位置，鉛絲被壓出痕跡，或涂抹紅丹粉，盤動轉子膠布就會留下接觸痕跡。吊出轉子，用測量鉛絲厚度或檢查膠布接觸情況，測量數據就是汽封對應間隙；下半左右部分間隙用塞尺塞出，根據記錄進行間隙調整，其特點為需要反復吊裝轉子。

西門子SST6-5000汽輪機由德國西門子設計制作并供貨，設置1個高中壓缸和一個低壓缸，機組容量300MW，2根轉子采用三瓦支持，機組中心線標高為16.00m，其低壓內缸貓爪承重在兩側的軸承箱探出的支撐臂上，低壓外缸由凝汽器剛性支撐。在汽封間隙調整工序，使用常規方案，不論壓膠布或鉛絲，都需要反復吊裝轉子，通常為十次左右，轉子吊裝機組通常使用汽機房行車完成，但該機型為露天布置，低壓轉子重65t，吊裝機械為600t履帶吊，機械租賃費用昂貴，且履帶吊反復吊裝轉子穩定性差，施工風險極高。

2 汽封間隙測量工藝實施

由于以上兩類問題，結合沙特吉贊項目安裝的實際情況，現場制定合理的汽封間隙測量調整方案，減少轉子吊裝次數，通過精準調整汽封間隙，實現汽封間隙中下限要求。

2.1 施工要求及工藝

表1為SST6-5000汽輪機低壓缸汽封間隙西門子廠家圖紙要求，在調整驗收時，由于頂軸油影響，頂部汽封間隙比底部汽封間隙大0.2mm。

表1 SST6-5000汽輪機低壓缸汽封間隙設計要求

汽封間隙測量及調整施工工藝采用多種方式組合，通過碰缸方式調整汽封間隙，左右汽封間隙驗收采用塞尺檢查，頂部汽封間隙驗收通過壓鉛絲測量間隙。

2.2 施工步驟

2.2.1 施工前須具備條件及準備工作

低壓內缸通過臨時貓爪墊片調整中分面標高比設計值（16.00m）低10mm，左右中心以軸承座拉設鋼絲測量正反第五級隔板洼窩，調整至偏差0.10mm內，以防止轉子吊裝就位時損傷汽封齒。

低壓轉子應具備軸系找中心完畢，低壓轉子吊裝軸封體膨脹節套入轉子兩側，并用專用工具固定。確認轉子能順利盤動，#1～#3瓦軸承箱頂軸油接口連接千斤頂油泵，同時向軸瓦內壓油，并通過手動盤車工具盤動轉子，轉子盤動順暢，無卡澀。

圖3 低壓轉子吊裝前準備

圖4 低壓轉子吊裝就位

2.2 .2上下碰缸

通過在低壓內缸貓爪底部的液壓千斤頂對汽缸移動、調整，確定低壓內缸下半汽封間隙。在貓爪和導向桿位置安裝6塊百分表，監視汽缸移動量。上下碰缸時，首先將轉子持續盤動，4個千斤頂同時頂起內缸，每次頂起0.1mm，并注意百分表讀數，當接近頂起數值時，改為每次頂起0.05mm，直至轉子不能盤動。這時通過精確控制液壓泵開關，將內缸整體落0.20mm，轉子可以順利盤動，再單獨對一側（調端）的2個千斤頂頂起內缸碰缸，每次頂起0.05mm，直至轉子停止盤動，再將調端內缸落0.2mm。

同理對另一側（電側）單獨碰缸。最后整體碰缸一次，4個千斤頂同時頂起內缸，每次頂起0.1mm，直至轉子停止盤動，記錄兩側百分表數值，缸體整體下落1.3mm，即達到了底部汽封間隙1.3mm的要求。

圖1 支撐壁位置百分表

制作合適的不銹鋼墊片，配置臨時貓爪墊片，最終各百分表讀數恢復記錄值。

需要注意的是，在千斤頂泄壓過程中，嚴格控制汽缸下降量，必要時使用頂絲防止汽缸下降過多，碰壞汽封齒。

2.2.3 左右碰缸，塞尺檢查左右汽封間隙

左右碰缸方式與上下碰缸基本一致，不同的是通過液壓千斤頂推動汽缸左右移動，同理也需要單獨對調端和電端分別進行碰缸檢查，以提高精度。碰缸前務必拆除導向桿位置汽缸左右定位鍵，最終完成左右碰缸時，裝配汽缸導向桿位置左右定位鍵，防止汽缸左右竄動。

左右碰缸效果可以直觀地通過塞尺檢查左右兩側汽封間隙得出，碰缸百分表活動量應與汽封間隙數值一致，可以更直觀精準調整汽封間隙，調整左右汽封間隙至設計值。

2.2.4 前后碰缸，檢查軸竄及通流間隙

前后碰缸前，缸體左右定位鍵按照圖紙要求裝配好，將2個液壓千斤頂分別放置于導向桿位置，進行前后碰缸檢查，因竄動量較大，建議使用50mm大量程百分表，避免使用小量程百分表反復換表產生誤差，此外在貓爪位置左右各架設百分表用于同步監視汽缸活動量。

因軸竄量較大，在推動千斤頂時可快速移動，計算活動量，至接近間隙時減小移動量，記錄軸竄量，最終推至k值位置，并進行k值外引，驗收通流及軸竄。

2.2.5 全實缸狀態上下碰缸，最終復測

就位低壓隔板及隔板套上半，緊固中分面螺栓，重復進行上下碰缸，復測、調整頂部和底部汽封間隙至設計值。

2.2.6 低壓內缸隔板上半汽封間隙壓鉛絲檢查

將合適規格的鉛絲粘貼于轉子葉頂和葉根位置上，就位通過導桿就位各級隔板及隔板套，緊固螺栓至中分面間隙為0mm后，打開螺栓，取出鉛絲，用自制的鉛絲測量工具測量頂部汽封間隙，從表中可以看出壓鉛絲測量間隙與碰缸數據基本吻合，汽封間隙驗收完成。

表2 SST6-5000汽輪機低壓缸頂部汽封間隙壓鉛絲數值對比

2.2.7 低壓轉子末級葉片與內缸間隙檢查

該機組末級葉片位置的排汽導流環為精加工面，末級葉片汽封間隙為質量驗收點，使用內徑量表及外徑千分尺等量具測量出低壓轉子末級葉片與汽缸間隙，需要注意的是只測量最長葉片，盤動一圈測量6個位置，每個位置測量最長葉片e、d、c三個點（e為葉片排氣側邊緣，d為最小間隙點，c為葉片進汽側邊緣），分別電端（葉片編碼3051925）和調端（葉片編碼3052774）并記錄測量數值，從表中可以看出末級葉片最小點數值d與內缸的同心度和碰缸數據也是基本吻合，末級葉片汽封間隙驗收完成，汽封間隙整體驗收完成。

圖7 低壓轉子末級葉片間隙數據

3 結束語

采用碰缸結合壓鉛絲等常規方法測量汽封間隙的創新技術方案后，實現了快捷、精準調整徑向汽封間隙。沙特吉贊項目1-5號機安裝實踐證明了使用本方法能有效提高精準調節汽封間隙，極大減少了吊裝轉子次數，保障了大件吊裝安全性，節省了設備租賃費用，并相應縮短了施工工期，提高了施工工藝，對于國內其它同類型機組安裝具有巨大的示范意義和推廣價值。