汽輪機的安裝要點及調試問題處理淺析

吳治勇

【摘 要】汽輪發電機是將機械能轉變為電能的機械，是汽輪機驅動的發電機，在使用過程中經常會出現很多的問題。汽輪機是電廠中將蒸汽熱能轉變為機組機械能，進而通過發電機組轉變為電能的重要設備，汽輪機組安全平穩運行的先決條件是汽輪機組合理的安裝。本文從30 MW汽輪機組結構出發，針對汽輪機組安裝過程中的要點進行分析，并對調試過程中出現的問題及處理方案進行分析。

【關鍵詞】汽輪機；安裝；調試；措施

汽輪機是一種將蒸汽轉化為動力的機械，能夠將蒸汽的內能轉化為機械能的裝置，因此，在很多的電廠中得到了廣泛的應用。汽輪機在使用過程中具有很多的優點，其單機的壽命非常長，在使用過程中效率非常高，而且功率也非常大。汽輪機發電機的調試和安裝是保證其正常運轉的前提。在汽輪發電機安裝過程中，因為發電機主體和附屬系統裝備往往都比較晚到，不按照正常的安裝施工工序，對工程施工的進度將會帶來很大的影響。根據實際施工情況，制定完善的可行安裝調試方案，能夠提高安裝和調試的質量水平，同時，對汽輪發電機的安全性、可靠性以及穩定性都能進行保證。

一、汽輪發電機的結構特點

汽輪發電機是一種和汽輪機聯合使用的發電機，為了能夠提高使用的效率，汽輪機在轉速方面要進行不斷的提高。在生產過程中，高速汽輪發電機運轉過程中，為了能夠減少摩擦力以及機械應力，在組裝中經常使用比較細長的轉子，在長度上比較長，同時直徑要非常小。在高速機組中，對材料的強度有很嚴格的限制，因為材料強度出現問題對轉子的直徑也會產生很大的影響，轉子的主體長度受到臨界速度的限制，因此，在轉子到達第二臨界速度時會出現靠近電機運轉速度的情況，因此，在運行過程中會出現比較大的振動。一些高速大型汽輪發電機的轉子在尺寸方面已經達到了極限尺寸要求，在電機容量方面也在不斷的增加電磁負荷，因此，要對電機的冷卻效果進行加大，為了達到冷卻效果，可以使用水冷或者是氫冷技術。發電機通常情況下由軸承、端蓋、定子以及轉子等部件組成，定子由機座線、固定、定子鐵芯、包繞組等部分組成，這些結構構件在組成方面也有一定順序，這樣在組成過程中才能避免出現更多的問題。發電機的轉子和定子要進行連接組裝，然后轉子在定子中進行轉動，這樣能夠產生電磁感應，在經過接線端子引出以后接到回路中，能夠產生電流。

二、汽輪機安裝要點分析

1、機架部分。汽輪機的機架應該能滿足設計值大于3mm 的標準，以便于日后對于墊塊修磨的設計，墊塊的材料大多選用水泥作為澆筑的原料，機架結構的相關參數要滿足抗壓強度，以保證墊塊的完好無損。軸系找中在汽輪機安裝中主要體現為半實缸與全實缸兩種方式，在選取基準點時候，通常選擇低壓轉子，將其調整徑向位置，使機頭達到科學的角度，繼而再揚起適宜角度。等到工序完成后，再按照汽輪機安裝的標準對相應位置實施測量，要在保證汽輪機符合要求的同時，堅持兩端平行的具體要求，控制中心實現平行。

2、汽輪機各部件安裝

（1）主閥、調閥安裝。高壓主汽閥、調節閥的布置形式，二者為一體式結構，為合金鋼鑄件。安裝時應注意細致檢查閥門通汽部分，并對間隙和升程進行測量和適當調整，測量值應當依據廠家給定的出廠值。

（2）轉子吊裝。轉子起吊后，對轉子水平度進行校正，并吊入汽缸。確保轉子軸頸與軸承等接觸面的光潔度，利用透平油進行潤滑，吊入后，進行間隙測量和調整，確保間隙值在規定值之內。

（3）軸承安裝。軸承上下兩部分在安裝時，首先安裝軸承下半部分，在檢查與軸承座配合無誤情況下，安裝上半部分軸承。軸承在安裝時，與各個水平面之間的接觸間隙用0.05 mm的塞規塞不進時，方為合格。

（4）汽輪機扣裝大蓋。仔細檢查汽輪機內部無其他殘留物后，將事先檢查過的大蓋進行試扣，盤動轉子情況正常后，正式扣裝大蓋。吊起的大蓋水平度誤差<0.15/1 000時為合格，檢查內部無殘留后，扣裝大蓋，并擰緊分面螺栓以及法蘭螺栓。安裝盤車裝置安裝前要仔細檢查各零部件是否完好，活動是否靈活，安裝完畢后搖動手盤，檢查是否活動無卡澀，若無卡澀，安裝完成。

（5）調整間隙。在汽輪機的主閥以及調閥的實際安裝中，閥門的布置大多體現為一體式結構，安裝操作要注意閥門的合金結構，細致檢查各個部分，對間隙等進行測量的調整，使得測量值能夠與出廠值相互調試。轉子吊裝的安裝中，要對轉子進行水平度校正，確保軸頸等部位的光潔度，可以通過透平油實現潤滑，在轉子吊入后，再實施間隙的調整，確保轉子具有的間隙始終處于規定的范圍值之內。

三、汽輪機的調試問題分析

1、汽缸上下缸溫差過大。該機組在調試期間首次沖轉過程中，當轉速達到2500r/min時，開始中速暖機，暖機時間2 min后勻速升至3000 r/min。暖機過程中發現汽缸上下部分溫差超過運行規程中所規定的限值55.6 ℃。但是此時汽輪機組其他參數處于正常運行的參數范圍之內，機組振動未超過0.03 mm的限值。經初步檢查，發現抽汽管路并未發現汽水回流情況，溫度監測點處并未有異常或故障點出現。為查清故障原因，對該機組進行第二次沖轉，沖轉過程中，對平衡孔活塞進行緊固后，發現上下缸溫差過大，但是情況與第一次正好相反。據此可以推測，可能是由于密封環在第一次沖轉時發生漏氣現象，高溫高壓蒸汽漏入上半部分所導致。解決方案：對密封環進行緊固或者更換，以防止出現類似的問題。

2、汽輪機低壓軸封溫度波動。低壓缸軸封段分布有前后布置的兩個溫度測點，以及一個壓力測點，三個測點均在噴水減溫噴頭遠端2 m處。當進行正式投運時，該段軸封溫度測點測量值出現較大范圍的波動。對該問題進行分析，該段軸封內蒸汽溫度在噴水減溫后溫度下降，但是在距離噴嘴2 m的位置多為汽水混合物，其溫度受汽水比例影響有較大的波動范圍，因此導致測量到的溫度波動較大，從而加重DCS調節負擔。解決方案：將溫度測點設置在更遠的5～6 m距離處，溫度測點測量純蒸汽溫度，避免了溫度的波動。

3、主機真空差。在機組帶負荷進行調試過程中，發現當負荷不變時，主機內真空下降，且速度較快，約為每分鐘1 kPa左右，導致機組嚴密性測試不通過。利用真空檢漏儀對現場機組進行檢測，檢測結果發現在排汽端軸封處有漏氣情況發生，導致外界空氣進入機組，降低機組真空度。對軸封進行手動關閉后，發現主機真空下降問題得到快速緩解，但仍舊未能達到機組設計真空要求。分析發現，軸封汽通過手動隔離閥和孔板進入排汽端，而使用的孔板孔徑值與設計值相比要小很多，因而推測節流孔板導致軸端汽封進汽壓力降低，造成汽封效果降低。解決方案：對該機組節流孔板進行更換，嚴格參照設計值選用孔板，更換后主機內真空度恢復正常。

4、50%甩負荷時轉速升高過大。當對機組進行甩負荷50%操作時，發現在操作后的極短時間內機組轉速上升，由3004 r/min上升到3151 r/min，從而導致動態超調。分析導致此故障的原因，發現在DEH端存在線路接觸不良現象，從而影響了負荷變化信號的傳遞，造成動態超調。解決方案：對虛接線路進行緊固處理，并再次模擬甩負荷試驗，問題消失。

基于C30-3.8/1.7/395型汽輪機組結構，對汽輪機本體安裝的基本知識進行了分析，進而分析了在汽輪機本體安裝過程中的要點進行分析，并提出相應的解決方案。在以上分析的基礎上，能夠對生產中汽輪機組安裝及調試工作起到一定的指導作用。

（作者單位：中國能源建設集團華東電力試驗研究院有限公司）