660 MW汽輪機組國內大修方案分析

姜麗濤，王振成，趙毅

(華能邯峰發(fā)電廠，河北邯鄲056200)

摘要：針對某電廠進口660 MW汽輪機組運行時間、年限和廠家的規(guī)定，結合汽輪機結構特點，提出該型汽輪機現(xiàn)場揭缸大修方案，從高壓筒型缸解體檢修、回裝和現(xiàn)場機加工等方面對該方案進行分析，說明方案實施效果，并提出相關建議及經驗。

關鍵詞：600 WM汽輪機；筒型缸汽輪機；解體檢修

收稿日期：2014-09-04

作者簡介：姜麗濤(1963-)，男，高級工程師，主要從事汽輪機檢修和運行維護工作。

中圖分類號：TK268

文獻標志碼：B

文章編號：1001-9898(2015)01-0044-03

Abstract：Combined with performance period and manufacturers stipulation and constructiono of 660 MW import turbine,this paper puts forwards overhaul scheme,analyzes the scheme from the high-pressure cylinder disintegration and installing,machine work,and so on,explains implementation effect,advances suggestion.

Analysis of 660 MW Turbine of Overhaul on Site of China

Jiang Litao，Wang Zhencheng，Zhao Yi

(Huaneng Hanfeng Power Plant，Handan 056200，China)

Key words: 600 WM turbine;cylinder cylinder steam turbine;disintegration recondition

1概述

某電廠目前安裝有2臺西門子股份公司HMN系列660 MW汽輪機。1號汽輪機組自2001年1月投入商業(yè)運行以來，已運行超過101 000 h，共啟停146次，其間共完成了汽輪機組的2次B級檢修和9次C級檢修。按照汽輪機廠的規(guī)定，該汽輪機累計運行10萬h或運行12年就要進行揭缸大修。

2汽輪機結構特點

該電廠1號汽輪機為亞臨界、單軸、四缸四排汽、雙背壓、反動式純凝汽輪機。HMN系列汽輪機型號分別為高壓缸H30-100-2、中壓缸M30-63、低壓缸N30-2×10。

2.1　高壓筒型缸結構

a. 高壓缸由外缸和內缸組成，外缸為筒型缸結構，內缸由左右兩半缸組成，兩半內缸用高壓螺栓緊固在一起整體穿入筒型高壓外缸內。高壓缸在排汽側內外缸體之間采用“I”型密封環(huán)結構，進汽側內外缸之間采用“U”型環(huán)密封結構。高壓內缸由設置在高壓內外缸之間進汽端和排汽端的滑銷(平行鍵)支撐，在進汽側用一個大端蓋將內缸軸向固定在外缸中(見圖1)。

圖1　高壓缸剖面

b. 高壓外缸左右側各設置一個由高壓截止閥和高壓調節(jié)閥組成的聯(lián)合閥門組，聯(lián)合閥門組與高壓外缸為整體鑄造。新蒸汽由外缸進入內外缸之間的空間，內缸進汽端左右側各設置一個進汽孔，內外缸之間的新蒸汽由此進入高壓內缸作功。

c.高壓缸上設置有2個內窺鏡檢查孔，在停機后不解體高壓缸的情況下，可以通過內窺鏡檢查內缸內部動靜部分的狀況。

2.2　汽輪機支撐和膨脹系統(tǒng)結構

a. 汽輪機高壓轉子為雙軸承支撐，中低壓轉子為單軸承支撐。汽輪機軸系共由5個圓筒型軸瓦組成，5個軸承座與基礎澆鑄在一起，在運行中它們之間不發(fā)生相對位移(見圖2)。

b. 高中壓缸之間設置的聯(lián)合推力軸承是汽缸和轉子的軸向膨脹死點。高壓缸向汽側膨脹，中壓缸及2個低壓內缸通過滑銷系統(tǒng)向發(fā)電機側膨脹，中壓缸和2個低壓內缸的膨脹傳遞由設置在缸體水平結合面兩側的推拉桿完成。

圖2　汽輪機剖面

3汽輪機大修方案

該機組投產以來已運行近13年的時間，大修前各項主要運行指標良好，也未發(fā)生過設備狀況異常的現(xiàn)象。但經過十幾年的運行也存在缺陷：個別軸承出現(xiàn)振動值超過50 μm的現(xiàn)象；個別軸瓦運行中溫度達到108 ℃；末級葉片有水蝕現(xiàn)象但不影響運行；中壓調門密封面有缺陷，嚴密性試驗值不合格；大修前機組熱耗約7 922 kJ/kWh，比考核熱耗7 817 kJ/kWh高約105 kJ/kWh。

本次汽輪機第1次揭缸大修，在我國尚屬首次。在檢修前，通過與廠家專家多次交流溝通，制定了詳細的汽輪機現(xiàn)場大修方案，主要內容如下：

a. 確認汽輪機大修所需要的檢修工藝、質量標準、技術資料要滿足大修要求。

b. 確認電廠汽機房應具備高壓筒型缸揭缸大修條件。如：汽機房天車的起吊質量和高度要滿足高壓缸整體質量和抽出尺寸的要求；機房運轉平臺要有專用的筒型缸檢修場地和專用支架。

c. 汽輪機大修的備品備件和所需材料要滿足大修要求。

d. 現(xiàn)場要具備一定的機加工能力。本次大修聘請了相關廠家專家作為技術指導，負責高壓筒型缸現(xiàn)場機加工工作(包括機加工設備和操作人員)。

e. 電廠負責具體的檢修工作。

4汽輪機大修實施情況及效果

4.1　大修實施情況

4.1.1高壓筒型缸解體檢修

a. 用專用的固定環(huán)把高壓轉子軸向、徑向固定在高壓外缸上，使高壓轉子與高壓外缸形成一個整體，割開與高壓缸相連的管道。

b. 將高壓缸整體從運行位置上吊出，放置在專用的檢修支架上。將高壓缸從水平位置變換成垂直位置。

c. 進汽側大端蓋拆下后拆除轉子和外缸固定裝置，再安裝一套高壓內缸和轉子軸向、徑向固定裝置，目的是使高壓轉子和高壓內缸成為整體(防止起吊中動靜碰撞)，用天車吊住電側高壓轉子就可將高壓內缸及轉子一同從外缸中抽出。高壓內缸抽出后，翻轉至水平，放置在專用的水平支架上。

d. 高壓內缸及轉子的檢修與常規(guī)檢修相同。

圖3　高壓缸吊裝及檢修

4.1.2高壓筒型缸回裝

高壓內缸及轉子檢修結束后，可以按照與解體相反的步驟將內缸放進高壓外缸中，并將整體高壓缸回裝到運行位置。

4.1.3高壓筒型缸現(xiàn)場機加工

筒型缸在生產現(xiàn)場檢修，有一道關鍵步驟就是對高壓內缸與外缸進汽側和排汽側密封面進行現(xiàn)場機加工，該工作在國內屬于首次開展。廠家專門設計了一系列現(xiàn)場高精度數(shù)控機加工設備(見圖4)來滿足筒型高壓缸現(xiàn)場機加工的需要。本次檢修租用廠家相應的專用工具和機加工操作人員，順利完成了高壓缸進汽側密封面的機加工工作，由于排汽側“I”型環(huán)沒有損壞，廠家專家確認無需更換。如果“I”型環(huán)損壞需要更換，則必須將“I”型環(huán)配合的內外缸密封槽進行表面機加工。內外缸機加工結束后，根據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)，確定“I”型環(huán)加工尺寸。新的“I”型環(huán)和槽裝配后測量及重新配制內缸和外缸的滑銷(定位鍵)以及大蓋的水平定位鍵。

圖4　現(xiàn)場機加工示意

4.2　大修后效果

機組一次啟動成功，機組并網后汽輪機本體及輔機運行情況良好，汽輪機各瓦振動情況良好，大修后的熱耗率7 855 kJ/kWh，較大修前降低67 kJ/kWh。

5經驗及建議

由西門子股份公司生產的HMN系列660 MW純凝汽式汽輪機，其高壓缸為筒型缸設計。目前，在國內首次完成了揭缸大修，填補了國內的一項空白。現(xiàn)在上海汽輪機廠已經與西門子股份公司合作生產類似HMN系列的汽輪機，這種大型的汽輪機已安裝在國內外許多電廠中。該次汽輪機大修的可借鑒經驗如下：

a. 高壓內缸抽出后，采用上下、左右整體移動

內缸(轉子緩慢盤動)來測量通流部分最小間隙。上下間隙為1.3 mm(標準1.2 mm)，左右間隙為0.92 mm(標準1.2 mm)，軸向間隙為4 mm(標準6 mm)。經分析認為高壓缸靜葉圍帶存在變形，造成3個方向的間隙超標。變形的原因是由于內缸變形和靜葉安裝緊力共同作用形成，變形量小于0.5 mm不需要處理，如超標必須將高點車掉。

b. 檢查發(fā)現(xiàn)內缸結合面存在外張口，從進汽側到排汽側逐漸增大，排汽側外張口最大0.6 mm(未貫通)。高壓內缸解體后發(fā)現(xiàn)且排汽側結合面局部產生了腐蝕，清理氧化皮后最大間隙達到1.0 mm以上。對此處進行補焊研磨處理來保證排汽側“I”型密封環(huán)密封效果。

c. HMN系列汽輪機的進汽側“U”型密封環(huán)必須更換，“U”型密封環(huán)相應結合面必須機加工處理，所以“U”型密封環(huán)備件是毛坯料，待結合面加工完畢測量出“U”型密封環(huán)最終加工尺寸?！癐”型環(huán)是否更換需要根據(jù)表面檢查情況來確定。

d. 西門子股份公司具備現(xiàn)場加工、更換高壓缸“U”型密封環(huán)和“I”型密封環(huán)的能力。如高壓缸運輸至國內有加工實力的汽輪機廠也能夠完成此項工作。

e. 中壓缸和低壓缸的檢修與傳統(tǒng)檢修工藝相同，最終的動靜間隙確認以碰缸為準。

本文責任編輯：羅曉曉