汽輪機本體模塊化可拆卸式保溫結構分析

李向勇 彭敬朝 劉平哲

（中國電建集團河北工程有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

傳統(tǒng)的汽輪機固定保溫雖具有施工工藝簡單、保溫效果可靠等優(yōu)點，但由于其屬于固定保溫形式，加之外表保護層為白灰質抹面材料，開有膨脹槽，因此外觀視覺效果不佳，且不便于檢修。汽輪機每次大修時，高壓缸開缸使得上缸及中間法蘭部位的保溫層必須全部砸碎拆除，材料不能重復使用，拆除保溫層時又必然塵土飛揚，影響廠房環(huán)境和設備的清潔衛(wèi)生。檢修完畢后要重新安裝保溫層，從而延長了檢修周期，造成了材料浪費和發(fā)電時間損失。另外，在汽輪機運行產生振動時，抹面層因為不牢固容易出現(xiàn)局部脫落現(xiàn)象，從而影響汽輪機的保溫性能，嚴重時還會導致被迫停機。

本文通過探討山東某電廠3號機組通流改造項目中汽輪機高中壓缸、高壓主汽調節(jié)閥、中壓聯(lián)合汽閥以及檢修時需要拆裝的高中壓導汽管的保溫，介紹了高中壓缸、汽閥以及導汽管采用的一種能重復使用的快速拆裝式保溫結構形式，簡述了可拆卸式結構的施工工藝，分析了可拆卸式結構的優(yōu)越性和經(jīng)濟性。

1 模塊化可拆卸式保溫結構施工工藝

1.1 工藝程序

汽缸或汽門保溫前，各疏水、儀表插座等應按圖紙裝好正式接頭，各孔洞全部裝好正式堵頭，對于為熱效率試驗所設置的測點接頭，應按設計裝齊，經(jīng)檢查驗收并辦理工序交接后方可施工。

施工前應將保溫工作面上的油污、塵土、焊渣等清理干凈。

1.2 可拆卸式保溫材料

可拆卸式保溫材料說明如表1所示。

表1 可拆卸式保溫材料說明

1.3 可拆卸式保溫結構施工順序

材料核對→缸體測量畫線→螺柱焊接→內層保溫棉氈敷設及填縫→安裝兩層棉氈、填縫及整體壓緊打包→安裝不銹鋼保護層。

1.4 可拆卸式保溫結構施工工藝

1.4.1 高中壓缸保溫

（1）材料核對：材料進廠后，根據(jù)圖紙進行材料銘牌核對。材料共分為4類：1）螺柱式固定支架；2）第一層可拆卸式保溫材料；3）第二層可拆卸式保溫材料；4）保溫外護及防踩踏板。保溫材料分上下缸（編號為HIP01～768）、汽門（編號為QR01～302）、導氣管道（編號為LR01～466），材料編號根據(jù)左右側、內外層區(qū)分，由調門端到電機端共計1 536塊，如圖1所示。

圖1 汽輪機本體可拆卸式保溫

（2）測量畫線：現(xiàn)場實測汽輪機本體保溫塊，按照實測結果結合廠家樣板進行缸體畫線定位。

（3）保溫螺柱焊接：待位置確定后進行除銹打磨，用螺柱焊槍進行焊接，如表2所示，并通過業(yè)主見證錘擊試驗和磁粉試驗，試驗合格后焊接8 mm栓釘固定支架，由支架固定保溫材料，在缸體上焊接螺栓，然后用螺母固定保溫支架，支架與缸體接觸面需墊上兩層陶瓷纖維帶，如圖2所示。

圖2 栓釘試驗及固定螺栓安裝

表2 螺柱焊接工藝

（4）內層保溫棉氈敷設及填縫：高中壓缸分為三個區(qū)——上缸、下缸、端頭。上、下缸同時施工，從頂端開始，先安裝缸體與導氣管道連接處（保溫材料障礙已經(jīng)開好，容易確認位置）。待內層保溫敷設完畢后，先對下缸進行保溫塞縫，利用上缸固定支架進行打包壓緊工作，并用鉛絲固定，防止下缸保溫下垂后出現(xiàn)縫隙超溫。下缸處理完畢后對上缸進行保溫塞縫，保證固定支架間緊實嚴密，如圖3、圖4所示。

圖3 保溫與支架之間連接樣式

圖4 現(xiàn)場保溫安裝樣式

（5）第二層施工與內層相同。端頭待上下缸安裝完畢后，進行塞塊安裝，如圖5所示。

圖5 保溫安裝及壓緊

（6）安裝不銹鋼保護層：防護層是由3 mm不銹鋼板組成，施工中保證壓緊兩層保溫，外觀平整、縫隙一致，如圖6所示。

圖6 不銹鋼外護層安裝

這種形式的保溫墊都是采用模塊化設計，每塊都相互獨立，如局部區(qū)域需要拆卸，只需要拆卸周邊的兩塊保溫，不影響日常檢維修。

高中壓缸分為三個區(qū)，上缸采用可拆卸式保溫結構，厚度為260 mm，由若干塊可拆式保溫棉毯組成，每一塊保溫棉毯由40 mm玻璃纖維針刺氈+220 mm高維S毯構成，內表面采用HT fabric，外表面采用阻燃硅膠布縫制，為了保證保溫效果，相鄰兩層為45°搭接設計。外保護層用3.5 mm鋁合金防踩板拼接而成，高中壓缸上缸部分區(qū)域的防踩板樣式如圖7所示。下缸和端面分別敷設300 mm和70 mm單層結構保溫材料。

圖7 高中壓缸上缸部分區(qū)域的防踩板樣式

由于缸體溫度較高，保溫厚度至少有260 mm，保溫墊之間采用45°斜搭邊或階梯搭接，采用雙層支架形式，這種結構形式的保溫效果比單層的好，能縮小上下缸溫差，確保機組安全有效運行，拆卸起來也很方便。由于缸體外形比較復雜，且接管較多，不宜采用納米材料減小保溫厚度，納米氣凝膠保溫材料容重大，不適用于此設備[1]。

1.4.2 閥門保溫

髙壓主汽調節(jié)閥、中壓聯(lián)合汽閥保溫法蘭部位為可拆卸式，閥殼部位為固定式，保溫層厚度為240 mm，保溫層分層敷設、逐層捆扎，外保護層用金屬罩殼拼縫連接安裝。

閥門保溫結構：采用雙層保溫結構，層與層之間錯縫，搭接邊采用45°斜搭邊或階梯搭接或平縫搭接，保護層金屬板之間采用搭扣或者自攻螺釘固定，如圖8所示。

圖8 閥門保溫安裝

1.4.3 管道保溫

管道保溫結構：采用雙層保溫結構，層與層之間錯縫，搭接邊采用階梯搭接或平縫搭接，如圖9所示，保護層金屬板之間采用搭扣或者自攻螺釘固定。

圖9 管道保溫錯縫搭接

蒸汽管道保溫：（1）主蒸汽管道采用雙層保溫結構，保溫層厚度為240 mm，保溫層分層敷設、逐層捆扎，對有振動的部位應適當加強捆扎。三通處按支管與保溫管殼的位置確定保溫制品的切割形狀，當保溫制品的接縫在支管上時，按支管管徑在保溫制品上挖孔。（2）再熱蒸汽管道采用雙層保溫結構，保溫層厚度為220 mm，保溫層分層敷設、逐層捆扎，對有振動的部位應適當加強捆扎。三通處按支管與保溫管殼的位置確定保溫制品的切割形狀，當保溫制品的接縫在支管上時，按支管管徑在保溫制品上挖孔。

2 安裝后效果

可拆卸式保溫安裝后應達到以下效果：在系統(tǒng)正常運行時，保溫結構的外表溫度在環(huán)境溫度不超過25 ℃時不超過50 ℃；當環(huán)境溫度超過25 ℃時，其外表面與環(huán)境的溫差不得超過25 ℃。

3 快速拆裝式汽輪機保溫的特點

汽輪機可拆卸式保溫效果好，拆裝方便，易于日常維護檢修，能反復使用，對環(huán)境無污染，與人體接觸后不刺激皮膚、無纖維粉塵，其結構包括耐高溫內襯、中間保溫隔熱層、表面保溫防護層三部分，可根據(jù)管道、設備的具體形狀及其使用環(huán)境設計、測繪，然后通過特殊工藝制作而成。

3.1 可拆卸式保溫套的特點

可拆卸式保溫套外觀平整、美觀，采用多塊拼裝、搭扣連接結構，保溫效果良好，拆卸方便，保溫材料不易損耗，使用壽命長，堅固耐用，節(jié)約了運行維護成本。

3.2 可拆卸式保溫防護層的特點

可拆卸式保溫防護層采用不銹鋼或彩鋼板制作，外表整潔、美觀，防腐蝕、抗老化，可以承受一定外力沖擊不變形、不破裂，便于現(xiàn)場檢修人員作業(yè)，起到了保護設備、防止散熱的雙重效果。

3.3 可拆卸式保溫的經(jīng)濟效益

可拆卸式保溫具有拆裝便捷、施工周期短等特點，大大節(jié)約了人工成本，縮短了施工周期，且可拆卸式保溫可重復、多次施工，節(jié)約了材料成本，提高了材料利用率，從而給企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟效益[2]。

3.4 有利于環(huán)境保護

可拆卸式保溫具有拆裝方便，可多次、重復使用，不刺激皮膚、無纖維粉塵等特點，避免了每次汽輪機檢修拆除保溫棉造成的環(huán)境污染及拆裝過程中產生大量纖維粉塵對現(xiàn)場施工人員造成的危害。

3.5 有利于機組達標投產

可拆卸式保溫結構合理、工藝先進、外形美觀、環(huán)境潔凈，因此非常有利于機組一次達標投產。

4 結語

隨著國家對火力發(fā)電企業(yè)的節(jié)能減排要求越來越嚴苛，燃煤機組進行綜合升級改造已成為提高能源資源利用效率、推進電力行業(yè)加快轉變發(fā)展的有效手段。隨著保溫結構的不斷更新，可拆卸式保溫因其結構合理、工藝先進、外形美觀、環(huán)境潔凈等優(yōu)點，必將更多地替代傳統(tǒng)的保溫結構，本文對汽輪機本體可拆卸式保溫結構的詳細分析，可為同類型機組提供一定的借鑒。