摘要：超超临界机组是我国火力发电厂的一个发展趋势，研究百万超超临界机组汽轮机高压缸的通流间隙对于超超临界汽轮机的运行可靠性具有非常重要的意义。本文以上海汽轮机厂百万超超临界机组为例，讨论了高压缸通流间隙的调整问题，以供相关人员参考。
关键词：汽轮机；百万超临界机组；高压缸；调整
一、引言
国电浙能宁东发电有限公司2×1000MW机组工程，汽轮机为超超临界、一次中间再热、四缸、四排汽、单轴、凝汽式汽轮机，由上海汽轮机厂制造，机组的铭牌出力为1100MW。其中高压缸出力占机组总功率的份额最大，高压缸通流间隙大小对机组的安全经济性影响较大，因此本文主要讨论上汽百万火电机组高压缸通流间隙调整问题。
二、汽轮机组概述
该汽轮机由高压缸、中压缸以及2个低压缸等共4个模块组成。其中高压缸有16级，中压缸有2×16级，低压缸有2×2×6级，各个模块的转子通过超紧配的联轴器螺栓刚性连接。来自锅炉的蒸汽分成两路从位于高压缸两侧的主汽阀和调节汽阀进入到高压缸内，在高压缸内做功后从调阀端底部的2个排汽口处排出至再热器；再热蒸汽分成两路从位于中压缸两侧的再热主汽阀和调节汽阀进入到中压缸内，在中压缸内做功后从中压缸顶部的排汽口处排出，并经过中低压联通管进入到低压缸内，在低压缸内做功后直接排出至位于低压缸底部的凝汽器内。
该机组死点。该汽轮机在轴系中设计有1个径向推力联合轴承，该径向推力联合轴承位于#2轴承座内，推力轴承是轴系的死点。高压外缸的死点位于#2轴承座的猫爪轴向定位键中心线与机组轴线相交点处，中压外缸的死点也位于#2轴承座的猫爪轴向定位键中心线与机组轴线相交点处，中压外缸、2个低压内缸通过推拉装置使他们在轴线方向上连成一个整体，在机组启停过程中同步膨胀或收缩。
通流间隙。高压缸、中压缸内通流部分各零件中心及动静间隙在制造厂内均按图纸要求调整合格，现场需按照总装记录表恢复转子与静子之间的相对位置以确保内部通流间隙合格。低压末两级隔板汽封环留有余量，安装现场需配准。
三、汽轮机组高压缸的通流间隙调整分析
上海汽轮机厂百万机组高压缸分为内缸和外缸，均为圆筒形结构。内缸为圆筒形上下两半，中分面由螺栓热紧固定（无传统的接合面法兰）。
高压内缸制造装配的工序为：高压外缸静叶片安装槽道等加工完成-镶内缸汽封齿-合缸车削汽封齿-装配静叶片-内缸与转子配合测量间隙-不符合时车削转子动叶外缘。
静叶装配在每个静叶根部背弧嵌入一个半圆柱型直销，即静叶镶入槽道时需压弯直销才能到位，这样可强制静叶从根部向轴心方向靠紧。上汽高压缸通流间隙测量时为半实缸状态测量，上汽（源自西门子技术）的高压缸汽封间隙其公差要求为+0.20至-0.10，图中汽封间隙设计值为0.80的间隙，其最终实际间隙最小为0.70，即有-0.10的公差。
再看实缸装配后测量轴飘的数据。轴飘值为：内缸与转子实缸装配后，转子在缸内上、下、左、右的可移动量。此数据最终均为0.60。
这样我们会发现一个问题，汽封间隙最小值为0.70，但实缸装配后的轴飘为0.60，减小了0.10，这是如何产生的？这应从上汽高压缸装配工艺要求来分析，上汽机组高压缸汽封齿直接镶嵌在内缸上，不留退让间隙。同时上汽工艺要求，高压缸静叶片安装完成后，上下两半在合缸前，静叶顶部（近轴端）水平面预0.80-1.00的紧力（这是西门子的设计，有利于静叶保持良好的工作状态）；在静叶根部（近缸端）水平面预留0.60-0.80的紧力。即在内缸静叶装配完成，上、下两半合缸后未紧螺栓的情况下，汽缸接合面存在0.80-1.00的间隙。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在接合面螺栓热紧后此间隙消除，但螺栓巨大拉力会使静叶片不规则前后移动，同时会使高压内缸变成一个不规则的椭圆柱体。这些不规则的移动和变形会导致汽封间隙缩小0.10左右。同时汽缸的变形在每次热紧装配后的表现有所不同，但整体造成汽封间隙缩小0.10左右的结果不变。
整体汽封间隙的减小会使汽轮机热耗值降低，但这同时给机组的安全经济运行带来更高的要求。
长期实践证明，一是汽轮机良好的通流间隙是靠精确加工制造及精细测量调整得到的，不是靠机组动静之间摩擦产生的（行业间有这样的悖论）；二是过小的通流间隙未必能获得良好的经济效益（有时会适得其反）。
四、汽轮机组的冲车保护措施
良好的静态通流间隙只是机组实现高效的第一步，在机组试运调试过程中，还应采取严谨的冲车保安措施，尤其是新建及大修后首次冲车的机组此问题更为关键，为确保良好的通流间隙能获得良好的经济效益，我认为新建及大修后首次冲车的机组至少应做到：
●汽轮机首次启动前，整体发运现场的高中压模块的定位尺寸应经制造厂技术确认后方可开机。
●汽轮机首次启动前，启委会应请调试单位编制启动方案，并经审核后，由启委会最终批准后执行，制造厂应参与启动方案的编制审核工作。
●汽轮机首次启动前，启委会及调试单位应向运行人员进行技术交底。启动过程严格执行汽轮机启动操作票。
●汽轮机启动前，汽轮机润滑油系统、EH油系统必须进行了大流量冲洗和油循环，油质经化验合格后方可开机。
●机组首次启动时，应严格按照规程的要求控制机组的汽水品质，防止通流部分积盐导致效率迅速下降。
●汽轮机启动时应按规程严格控制冲转参数。
●汽轮机首次冲转升速过程中，应严格控制升速率。在低速应停留，断汽听音进行摩擦检查，充分检查机组动静间摩擦情况；为保证各部位膨胀均匀，观测机组振动情况，中速暖机时间应适当延长；升速过程如发现振动增加，应避免强行升速，可采取多点暖机方式升速至额定值；如果确信机组发生了动静摩擦，机组强烈振动时，应立即打闸停机，原因未分析清楚并采取措施消除的，严禁再次启动。
关于某些机组热态停机时盘车抱死问题也应引起重视。对于这类问题宜采用以下处理办法：
●提高汽轮机轴封蒸汽的温度，可增加轴封电加热装置，一般情况下轴封电加热器装置投入备用状态，当机组高负荷跳闸后马上投入电加热器，防止汽缸两端金属温度下降，降低汽缸变形的可能性。
●使轴封供汽管道阀门前后疏水阀保持一定开度，防止轴封供气管进汽带水，对汽缸两端的金属产生冷却，引起汽缸变形，导致汽封间隙趋于更小，引起机组动静间摩擦，最终造成转子抱死。
五、结语
综上所述，在机组启动尤其是新机组首次启动过程中，所有规定的启动暖机时间均应以热机各受热部件是否胀出为原则，温度升高但未胀出的部位可能存在卡涩问题，多加监视确保胀出后再按照既定方案升速。在机组停机时，对疏水系统的控制尤其重要，避免过大负差胀出现是停机重点控制措施之一。
参考文献：
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[2]段学友,周菁,郭瑞君,范志强.660MW超超临界直接空冷机组FCB逻辑优化及功能实现[J].电站系统工程.2016(04).
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论文作者:丁广利,丁宓媛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/14
标签：机组论文; 间隙论文; 通流论文; 汽轮机论文; 高压论文; 首次论文; 汽轮论文; 《电力设备》2017年第27期论文;