摘要：基于1000MW级汽轮机高压缸中分面漏汽为中心，结合汽缸漏汽出现的背景与原因分析，真正总结处理漏汽的有效路径，目的在于解决漏汽问题，确保汽轮机高压缸的安全运行。
关键词：汽轮机；高压缸；中分面漏汽；螺栓热紧
汽轮机是由东方汽轮机厂设计生产的一次中间再热、超临界、间接冷却凝汽式汽轮机。机组型号为N1000-28/600/620，额定功率（在发电机端）1000MW。高压外缸采用CrMoV钢材料（ASTM通用材料牌号A356Gr.8），水平中分面结构，高压外缸通过46根螺栓进行紧固。高压缸由汽轮机厂在厂内完成组装，整体发运至电厂。高压外缸结合面自首次整套启动以来，出现三次泄漏现象，给机组的运行、点巡检人员安全带来了隐患。
1.1000MW级汽轮机高压缸中分面漏汽背景
二号机组于2018年12月13日通过168小时试运行，在机组启动中发生高压缸左右侧中分面漏汽现象。经与汽轮机厂沟通，采用中分面漏汽部位用镍基焊条焊接的方法进行处理。处理后对此部位重点巡检观察。01月14日巡检发现在负荷大于900MW时，汽缸左侧中分面处保温滴水量有增大现象。负荷在500MW时滴水量明显减小。初步判断高负荷时左侧汽缸中分面漏汽，01月16日利用低负荷时组织人员将其拆开，在负荷升至900MW以上时，生技部和设备部人员现场确认，左侧中分面原焊接处约120mm长度开裂漏汽，需立即进行处理。
2.1000MW级汽轮机高压缸中分面漏汽问题研究
在进行汽轮机高压缸安全检测期间，发现多次出现的中分面漏汽问题主要特点如下：
当投产机组运行期间，初次漏汽基本都处于负荷800mw上下，并且漏汽的位置都是在汽轮机的高压缸中分面两侧，接近于排汽端位置，当然中分面漏汽的面积大小不同。针对漏汽情况，高压外缸及时临时封焊，但是再次投入使用一段时间后依然出现漏汽现象，并没有彻底解决漏汽的问题。尤其是在实际操作中，封焊条件严格，整体的操作危险性大，所以在处理上具有难度[1]。针对这种情况，必须正确面对汽轮机高压缸中分面漏汽问题，组织汽机专业组、检验组等进行讨论研究，制定更理想的解决方案。
3.1000MW级汽轮机高压缸中分面漏汽原因分析
3.1汽轮机高压缸中分面加工工艺
1000mw汽轮机高压缸中分面漏汽现象的出现，虽然加工工艺方面影响并不是非常明显，但是却无法确保工艺对汽轮机高压缸中分面无影响，这方面还需要进一步验证。
3.2中分面处理相关材料质量
汽轮机高压缸中分面正式投入应用之前必须进行密封胶处理，但是在实际应用中这方面却处理不到位，选择的密封胶质量不达标或者密封处理不仔细等，导致后期出现漏汽现象。
3.3内外汽封体径向间隙与外缸面猫爪截面积
中分面漏汽现象的出现，还包括高压缸在设计期间内外汽封体径向的影响，如果间隙偏大就会导致整体的运行负荷增加，从而出现漏汽现象[2]。猫爪截面的面积如果比较小，则会导致延伸过长，高压缸整体的运行强度降低，外螺栓位置需要承受更多的负荷，但是整体的预紧力受到影响，所以造成漏汽现象的出现。
3.4汽轮机高压缸中分面螺栓紧固力矩不到位
螺栓的紧固力矩是确保汽缸正常运行，中分面严密的重要因素。对中分面漏汽调查发现，均存在螺栓紧固力矩达不到要求的现象。之所以如此，主要因为螺栓测量中并没有注意误差问题，螺栓固定中无法始终处于水平状态，影响汽轮机最终的测量数据，频繁出现小于原始测量数据的情况。螺栓测量选择旋转弧长的方式，这种测量方法准确性受到质疑。选择的热紧螺栓并没有准确的伸长量数据，所以在实际应用中不能完善确保紧固力度达标，为后期应用埋下漏汽隐患[3]。
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4.1000MW级汽轮机高压缸中分面漏汽有效处理路径
4.1有效调节高压缸中分面间隙
针对汽轮机高压缸中分面漏汽现象，必须详细检查中分面的间隙，确保内外缸间隙符合运行标准。从中分面内侧的螺栓为出发点，因为其比较偏向于内侧，所以在测量中需要详细记录内侧间隙距离，计算螺栓能够挪动的间隙值。根据汽轮机高压缸中分面安装应用要求，自由间隙值必须≤0.25mm，长度在法兰的1/3位置。注意加工工艺，严格按照加工工艺规定顺利进行，防止加工工艺造成高压缸中分面漏汽。猫爪间隙控制方面，结合高压缸内缸、外缸支撑间隙，调整间隙数值，确保其在0.25mm-0.30mm之间，由此排除高压缸中分面运行漏汽风险。
4.2严格检测中分面密封胶质量
汽轮机高压缸扣缸时必须涂抹密封胶，严格检测密封胶的质量，确保其符合中分面密封要求。注意密封胶涂抹期间，保持均匀的同时厚度控制在0.5mm-1.0mm，并且提高密封胶处理，时刻观察密封胶的状态，确保密封到位[4]。
4.3做好螺栓热紧处理工作
为满足热紧螺栓温度要求，采用滑参数停机，待机组温度降低至150℃时，搭设好脚手架，当高压外缸温度降至120℃时，开始初步拆除汽缸螺栓处保温。保温紧固钢丝松开后，敷设在原来部位，待紧螺栓时移除。
事先准备好加热柜，接好电源。对需要使用的加热棒进行检查，测量绝缘。在螺杆和螺帽上用油漆笔作好相对位置的记号，按东汽厂提供的螺栓热紧转角角度，预先计算好热紧弧长，在螺栓上用油漆笔作好标记。
按图纸要求准备加热棒。当高压外缸螺栓温度降至100℃时，开始加热螺栓。准备好专用扳手和12磅大锤，待螺母加热到可以紧动时，放好扳手，两人一组配合打紧螺栓，直至热紧弧长满足东汽厂要求。热紧螺栓原则：从中间向两边分左右两侧对称进行紧固。
在高压外缸螺栓进行紧固完成后。对结合面外部进行彻底清理，然后将原来汽缸结合面未封焊部位进行打磨，打磨中分面接缝处坡口深度不小于3mm。并将保温暂时敷设在原部位。
在机组启动阶段，当高压外缸温度升高至200℃以上时，开始对高压外缸结合面原来未焊接部分采用￠3.2mm镍基焊条进行整体焊接。首层需锤击去应力，继续堆焊，每层堆焊均需锤击去应力，最后保证堆焊高度高出汽缸侧面不小于5mm。焊后要在汽缸立面增加加强筋板。
焊接工作要分部分段进行，避免高压外缸大面积裸露，造成汽缸变形。焊好后，随时敷设保温。焊接完成后，所有保温恢复到原状态，然后拆除脚手架，机组投入正常运行。
4.4高压缸中分面增设外缸疏水功能
外缸疏水功能的增加，主要在高压缸本身疏水功能基础上增加疏水路径，主要目的是更好的将缸内的蒸汽彻底排放，以此来减小高压缸工作期间的压力，有效控制温度变化。
结束语：
综上所述，对于汽轮机高压缸中分面漏汽现象的解决，必须注意漏汽问题出现的原因，认识到漏汽问题的特点，基于此为加强焊缝强度，在垂直于水平结合面上焊接加强筋板。处理好螺栓问题，螺栓热紧过程中切忌任意加大弧长，螺栓热紧开始后，必须连续作业，直到所有螺栓紧固完毕。以此提高汽轮机高压缸运行安全。
参考文献：
[1]刘彬，邵长暖.1000MW超超临界机组邻机加热启动技术应用[J].华电技术，2019，41（01）：79-81.
[2]赵冬冬，ZhaoDongdong.650MW核电汽轮机高压缸漏汽分析与扣缸工艺研究优化[J].自动化与仪器仪表，2015（10）：89-92.
[3]吾明良，余化文，尹金亮，etal.1000MW超超临界机组汽轮机中压缸变形分析及处理[J].电力建设，34（12）.
[4]黄建文.关于1000MW超超临界汽轮机安装过程中的技术探讨[J].科技创新导报，2015（33）：106-107.
论文作者:李治海
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/23
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