日本富士筒形缸機組解體檢修施工要點分析

引言

某電廠采用日本富士電機株式會社生產(chǎn)的HMN600MW超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸兩排汽、凝汽式、反動式汽輪機。該機組于2011年3月1日投入商業(yè)運營,2021年首次進行高壓缸返廠大修,累計運行超過十萬小時。筒形高壓缸現(xiàn)場整體拆除后,裝車運輸至上海汽輪機廠進行整缸解體檢修,檢修完畢再運輸至現(xiàn)場進行整體回裝。筒形缸機組解體檢修再回裝技術與國內主要汽輪機制造廠家的常見檢修技術有很大的差異,本文將對其檢修工序進行詳細分析。

1高壓缸整缸廠內拆除施工要點分析

1.1高壓缸缸體測點管線拆除具體測點

(1)高壓汽輪機外殼金屬(100%)溫度測點。

(2)高壓汽輪機外殼金屬(50%)溫度測點。

(3)高壓汽輪機外殼金屬(上)(50%)溫度測點。

(4)高壓汽輪機外殼金屬(下)(50%)溫度測點。

(5)高壓汽機排汽蒸汽溫度測點。

(6)高壓缸外殼膨脹測點。

1.2附屬設備鎖固

(1)高壓缸進汽閥組支撐彈簧鎖固(A/B側各3根,共6根,做好原始記錄)。

(2)高排管道支吊架彈簧標定鎖固。

1.3高壓缸定位測量

(1)高壓缸缸體與軸承座的軸向定位:高壓缸保溫拆除后,通過測量軸封體外部端蓋到軸承油擋之間的距離確定修前定位。

(2)高壓缸缸體與軸承座的徑向定位:高壓缸缸體與軸承座的徑向定位,可通過高壓缸各滑銷間隙來確認,如圖1、圖2中s1(標準:0.10~0.15mm)、s2(標準:0.35~0.405mm)及T(標準:0.15~0.20mm)所示。

1.4連接管道拆除

1.4.1A/B側高調閥進汽管道大螺母拆除

(1)丙烷加熱器(環(huán)型加熱器)由上下兩個半圈組成一套,加熱時套在螺母上,然后將支撐支架架好,使燃燒嘴與螺母拉開距離,同時注意并列使用的加熱器要距離均勻,使加熱時螺母受熱均勻。加熱時同時使用4組丙烷火焰加熱器,均勻加熱高調閥與高壓缸連接螺母至200℃,加熱時長控制在25min,使用測溫槍測溫:溫度達到要求后,使用鉤子將加熱器向調閥側快速拉出,如圖3所示。

圖3連接螺母加熱

(2)安裝環(huán)形扳手(K336)及吊耳,使用鋼絲繩將吊與行車掛鉤相連,緩慢起吊,螺母緩慢松開,如圖4、圖5所示。

圖4連接螺母拆除

圖5環(huán)形扳手(K336)

(3)拆除環(huán)形扳手后,使用行車將螺母旋轉工具(K335)吊至連接螺母下方,使螺母旋轉工具與連接螺母接觸且有支撐力,確保閥組與缸體水平連接,如圖6所示。

圖6螺母旋轉工具(K335)

(4)使用撬棒插入連接螺母表面孔洞,繼續(xù)旋轉連接螺母直至旋開為止。

發(fā)生螺母卡澀無法旋出的情況時:

方案一,使用火把持續(xù)均勻加熱,并再次嘗試旋出。方案二,如加熱旋出無效,則破壞性拆除,并與主機廠聯(lián)系緊急采購螺母備件。

1.4.2其他附屬管道拆除(共22處)

(1)A/B側一抽出口法蘭拆除(2處)。

(2)高排法蘭拆除,拆除前需測量排汽法蘭間隙,便于后續(xù)回裝測量對比(l處)。

(3)后軸封蒸汽管道法蘭拆除(2處),后軸封圍帶蒸汽管道法蘭拆除(2處)(注意:由于此處管道過長且每根管道僅與高壓缸有一處法蘭連接,此處法蘭處空間狹窄,未能對法蘭螺栓進行拆除,故應在管道中間合適焊口位置處進行切割,待高壓缸整缸拆除后對未拆除法蘭螺栓處進行拆除,后期高壓缸整缸就位前應提前將此處法蘭螺栓進行正式連接)。

(4)前軸封蒸汽管道法蘭拆除(底部2處),前軸封圍帶蒸汽管道法蘭拆除(底部2處)(注意:由于此處管道過長且上法蘭處空間狹窄,未能對法蘭螺栓進行拆除,故應在管道中間合適焊口位置處進行切割,待高壓缸整缸拆除后對未拆除法蘭螺栓處進行拆除,后期高壓缸整缸就位前應提前將此處法蘭螺栓進行正式連接)。

(5)高壓缸底部高壓平衡管法蘭拆除(l處),低壓平衡管法蘭拆除(l處)。

(6)前軸封低壓平衡管道法蘭拆除(4處)。

(7)A/B側高調進汽法蘭泄漏蒸汽管道拆除(2處)。

(8)A/B側一抽法蘭漏汽管道法蘭拆除(2處)。

(9)高壓缸底部疏水法蘭拆除(1處)。

注意:高壓缸整缸返廠后應對以上法蘭位置處金屬纏繞墊片、八角墊片、橢圓墊片規(guī)格、型號、材質進行測繪確認,以免影響后期高壓缸整缸就位。

1.5高壓缸整缸拆除

(1)作業(yè)前對油擋洼窩、油擋間隙、轉子揚度、汽封洼窩、轉子相對汽缸軸向定位等數(shù)據(jù)進行測量記錄。

(2)電端、調端運輸環(huán)安裝完畢(電端運輸環(huán):K130:調端運輸環(huán):K128),并檢查固定情況。

(3)使用長7m的鋼絲繩(K022,直徑36mm)2根、長2.5m的鋼絲繩(K023,直徑26mm)2根,專用工器具K024、K025以及K026,將高壓缸綁扎完畢。

(4)使用千斤頂將A/B側進汽閥組向兩側頂開,保證高壓缸缸體與連接管道法蘭之間約有20mm間隙。

(5)緩慢起吊高壓缸,將高壓缸調平。

(6)高壓缸綁扎,具備起吊條件。

(7)將高壓缸平穩(wěn)放置在運輸車支架上,綁扎固定完全,高壓缸出廠,現(xiàn)場具體可參考圖7。

圖7高壓缸出廠

(8)高排法蘭口使用直徑1100mm的木板進行遮蓋,高壓缸吊出后的孔洞使用腳手架隔離完全,防止人員跌落。

2筒形高壓缸返廠后中低壓缸現(xiàn)場解體安裝要點分析

本次電廠汽輪機大修工期為68天,機組停機到高壓缸拆除完畢具備運輸條件實際需要16天,高壓缸整缸返廠實際需用時間37天,后期工作步驟包括高壓缸整缸就位、高壓缸接口管道恢復、高壓缸進汽大螺母連接、軸系找中心、對輪螺栓正式連接、高中低壓缸三缸碰缸試驗、軸瓦間隙測量調整、連通管恢復等,完成以上后期工作僅有15天時間,故合理的工序與施工安排必然起到?jīng)Q定作用?，F(xiàn)場以高壓缸返廠檢修為主線,同時兼顧中壓缸、低壓缸解體檢修工作,在高壓缸檢修完畢到達現(xiàn)場前完成中、低壓缸扣缸工作,方能滿足現(xiàn)場工期要求。以下為筒形高壓缸返廠后中、低壓缸現(xiàn)場解體安裝要點分析。

2.1高壓缸整缸就位前準備工作

(1)確認高壓缸管道法蘭面已清理打磨完成,高壓排汽法蘭環(huán)墊圈安裝及接觸面已清理打磨完成,管道法蘭金屬纏繞墊片、八角墊片、橢圓墊片規(guī)格、型號、材質均已確認并試裝完畢。

(2)確認#1、#2軸承座相對高壓缸橫縱立銷定位鍵結合面均已完成清理工作。

(3)確認高調閥進汽管道大螺母已完成清理工作(包括大螺母內螺紋和汽缸上的外螺紋),去除毛刺,分別在內螺紋和外螺紋上噴涂耐高溫防咬劑。

(4)分別測量各U型密封環(huán)安裝槽的深度及其對應的U型密封環(huán)厚度,確認U型密封環(huán)的過盈量符合圖紙要求,然后將各U型密封環(huán)裝至進口蒸汽連接法蘭處,使用深頭螺釘固定牢靠,沖鉚固定深頭螺釘。

(5)在汽缸進汽口處安裝騎縫定位銷,沖鉚固定。

(6)確認#1、#2軸承座已完成清潔工作。

(7)將A/B側高調閥進汽管道大螺母分別旋至最外側,保證高壓缸下降時進汽連接管左右方向有足夠的間隙。

(8)高壓缸前后軸封圍帶蒸汽管道法蘭、軸封蒸汽管道法蘭(共8處)均已正式連接完成,如圖8所示。

圖8高壓缸整缸就位前軸封管道已安裝完畢

2.2高壓缸整缸就位

(1)確認高壓缸運輸環(huán)固定完好,高壓缸吊起并進行調平。

(2)將高壓缸吊至就位位置處,下落高壓缸,距安裝位置約10mm時,安裝軸向位置導引鍵。

(3)當高壓缸下落時,需保持中壓缸轉子與高壓缸對輪間隙大于3mm,然后將高壓缸最終下落至#1、#2軸承座。(4)拆除高壓缸前后運輸環(huán)上半,用轉子支撐工具(圖9、圖10)將高壓轉子抬升約0.2mm,然后拆除運輸環(huán)下半。

圖91瓦轉子支撐工具

圖102瓦轉子支撐工具

(5)用轉子支撐工具提升高壓轉子約0.2mm,并將#1、#2軸承的下半部分安裝至工作位置,如圖11所示。然后僅用軸承支撐高壓轉子(注意:#2軸承裝配此時在沒有推力瓦塊的條件下進行臨時安裝)。

2.3高壓轉子與汽缸軸向定位

高壓缸正式就位后,基于返廠檢修安裝數(shù)據(jù)復查高壓轉子軸向竄動量,根據(jù)圖紙設計值確定高壓轉子與高壓缸軸向定位值。

2.4高中對輪臨時連接

(1)確認高壓缸與高壓轉子定位尺寸,緩慢移動缸體與轉子,移動轉子2mm,移動缸體2mm,重復以上步驟,直到緩慢移動至中壓轉子。

(2)百分表架在中壓轉子指向高壓轉子,盤動高壓轉子,測量高中對輪外圓中心偏差。

(3)通過轉子支撐調整中壓轉子位置,來校正中心偏差。

(4)安裝臨時對輪螺栓,采用緊固臨時對輪螺栓的方式使高壓轉子拉入中壓轉子對輪止口。

2.5高壓缸與高調閥進汽管道大螺母安裝

(1)通過增加臨時調整墊片,固定高壓缸前后四個貓爪及高壓缸前后兩個立銷。

(2)清理檢查進口連接管法蘭面,準備螺母旋轉工具和環(huán)形扳手。

(3)使用行車和倒鏈將高壓缸聯(lián)合進汽閥組懸掛起來,通過調整倒鏈實現(xiàn)缸體與連接管套筒的相互匹配,這樣連接管就可以嵌入缸體側:通過拉閥體來調整法蘭結合面的平行度。

(4)使用行車將螺母旋轉工具吊至進汽管道大螺母下方,使螺母旋轉工具與連接螺母接觸且有支撐力,確保閥組與缸體水平連接:使用環(huán)形扳手緊固螺母,直至法蘭結合面無間隙(注意:螺母難以擰入時應退出查明原因并消除故障后再重新擰入,不要強行擰入,以防咬死)。

(5)使用火焰加熱器加熱進汽管道大螺母至150℃,使用行車拉緊環(huán)形扳手,使得進汽管道大螺母旋轉弧長為32mm。

(6)冷卻后,安裝并焊接螺母止動片:松開閥門支架的固定螺釘鎖緊裝置。

2.6高壓缸附屬管道連接

參考高壓缸附屬管道拆除要點,依次對高壓缸所有連接管道法蘭進行恢復,此處不再贅述。

2.7聯(lián)軸器找中心

(1)日本富士1MN系列汽輪機除高壓轉子和發(fā)電機轉子是雙支撐外,中壓轉子和低壓缸均為單支撐。軸系找中心方法要求由高壓、中壓、兩個低壓和發(fā)電機轉子組成整個軸系同時找中心,考慮到高壓缸整缸返廠后不能滿足整個軸系找中心,故為了節(jié)省后期軸系找中時間,現(xiàn)場通過修前全實缸中心記錄計算軸瓦調整量,并在中、低壓缸正式扣缸前完成#11~#4軸瓦調整工作,此時復查對輪中心調整量很小,能縮短后續(xù)軸系調整時間。

(2)汽輪機軸系找中心除低發(fā)聯(lián)軸器外其他聯(lián)軸器都是用塞尺塞聯(lián)軸器上、左、右間隙,最后算出張口。每組聯(lián)軸器用兩條臨時連接螺栓將它們緊固,兩條螺栓680°布置,在聯(lián)軸器上還設計有專用的頂絲,可以將兩個緊密接觸的對輪頂開一定的間隙。

(3)將頂軸油泵開啟,調整每個軸瓦的頂起高度,確保每一個軸頸的頂起高度滿足圖紙要求。

(4)將臨時連接螺栓適當松開一點,確保聯(lián)軸器止口有足夠的咬合深度且不能脫開,使用專用頂絲將兩個聯(lián)軸器頂開0.30mm。

(5)手動盤車2h,手動盤車結束后,開始進行數(shù)據(jù)測量工作,每盤90°測一遍數(shù),測量兩個聯(lián)軸器之間上、左、右三個間隙,同時測量聯(lián)軸器圓周晃度。汽輪機軸系找中心除低發(fā)聯(lián)軸器外,其他聯(lián)軸器都是用塞尺塞聯(lián)軸器上、左、右間隙,最后算出上下和左右張口數(shù)。

(6)盤車時要將臨時螺栓用手緊上,頂絲也緊上,防止聯(lián)軸器脫開或間隙消失。讀取測量數(shù)時要注意將臨時的連接螺栓松開,保證連接螺栓處在自由狀態(tài),頂絲也松開,兩者都不能抗勁。在讀表時應泄掉頂軸油油壓,盤車時,再將頂軸油投上。

(7)盤車時要采取措施防止轉子前后竄動,以免影響數(shù)據(jù)測量甚至損傷設備。

2.8高、中、低壓缸三缸碰缸試驗

徑向間隙檢查包含上下間隙及左右間隙,是通過頂缸螺栓和液壓千斤頂改變汽缸水平位置和垂直位置來完成。軸向間隙檢查是通過盤動并移動轉子碰撞汽缸來完成的。

2.8.1碰缸試驗前準備工作

(1)高中、中低對輪中心均已調整至圖紙設計值。

(2)高中、中低對輪螺栓均已緊固完成,且對輪螺栓伸長量滿足設計要求。

(3)緊固所有對輪螺栓后,聯(lián)軸器偏心滿足設計要求。

(4)各軸承箱清潔無異物且轉子頂軸油油質合格。

2.8.2徑向方向碰缸汽缸向上移動:

(1)在汽缸下側安裝4個千斤頂。

(2)去除汽缸貓爪處的4個橫銷。

(3)在缸體上架設百分表,監(jiān)視缸體的上升量。

(4)手動盤車,使用千斤頂,每隔0.60mm提升量,

聽缸體內的聲音,并感覺盤車的力道變大。

(5)在提升量至0.70mm左右時緩慢頂缸,聽缸體內的聲音,并感覺盤車的力道變大。

(6)直到感覺盤車的力道變大或缸體內有摩擦聲音時,記錄缸體上升的數(shù)據(jù)。

汽缸向下移動:

(1)在汽缸下側安裝4個千斤頂。

(2)去除汽缸貓爪的4個橫銷。

(3)在缸體上架設百分表,監(jiān)視缸體的下降量。

(4)在汽缸貓爪處分別安裝頂升螺栓。

(5)在4個貓爪的橫銷處安裝多層不銹鋼墊片,從4個貓爪的橫銷處各抽出6個0.60mm不銹鋼墊片,使缸體下降0.60mm。

(6)手動盤車,使用千斤頂,每隔0.60mm下沉量,聽缸體內的聲音,并感覺盤車的力道變大。

(7)反復重復上述步驟,待百分表的數(shù)值變?yōu)?0.70mm左右時緩慢下降,聽缸體內的聲音,并感覺盤車的力道變大。

(8)直到感覺盤車的力道變大或缸體內有摩擦聲音時,記錄缸體下降的數(shù)據(jù)。

2.8.3左右方向碰缸

(1)在汽缸的貓爪處安裝頂缸的專用工具。

(2)在貓爪的專用工具處架設千斤頂。

(3)在汽缸的前后左右安裝4塊百分表,監(jiān)視缸體移動量。

(4)去除缸體的兩個立銷,并清理結合面的雜質。

(5)使用千斤頂將汽缸向左移動,每次移動0.10mm。

(6)反復重復上述步驟,待百分表的數(shù)值變化量為0.70mm左右時緩慢推缸,聽缸體內的聲音,并感覺盤車的力道變大。

(7)直到感覺盤車的力道變大或缸體內有摩擦聲音時,記錄缸體向左移動的數(shù)據(jù)。

(8)使用千斤頂將汽缸向右移動,每次移動0.10mm。

(9)反復重復上述步驟,待百分表的數(shù)值變化量為0.70mm左右時緩慢推缸,聽缸體內的聲音,并感覺盤車的力道變大。

(10)直到感覺盤車的力道變大或缸體內有摩擦聲音時,記錄缸體向右移動的數(shù)據(jù)。

碰缸結束并整理數(shù)據(jù),拆除腳手架,移除專用工具。

3結語

某電廠按照上述施工要點及注意事項已順利完成汽輪機解體檢修工作,施工保質保量完成且工期提前,汽輪機沖轉一次成功,各項運行參數(shù)優(yōu)良,得到業(yè)主與監(jiān)理方一致認可,施工單位和發(fā)電企業(yè)均取得良好的經(jīng)濟效益。