摘要：某机组为国产自主研发具有更高经济性能和运行安全稳定性能的超超临界1000MW级汽轮机组首台产品，新研制的机组具有独特的结构特点，采用当前国际领先的设计手段，但在安装过程中发现轴承座安装、汽封间隙测量调整、盘车大齿轮安装等困难点，对相应问题加以分析解决，为以后同类汽轮机安装出现的类似问题提供经验。
关键字：新型；百万；汽轮机；安装；难点；控制
1 安装中出现的问题
1.1轴承座安装工作困难：由于机组设计原因，本台汽轮机轴承座地脚螺栓为直埋式结构，而台板上地脚螺栓孔为沉孔结构，轴承座台板所有地脚螺栓都在沉孔内，需要在轴系找中心工作结束后吊出高压模块中压外缸及轴承座后对地脚螺栓进行紧固。由于高压模块为大件设备（重量160T）且需双车抬吊，此吊装工作属于高风险项目，作业次数的增多会导致安全风险的增加；汽缸轴承座设备吊装过程中可能会对台板造成冲击改变其纵横向位置，进而改变轴系中心数据，造成返工。
1.2低压 第3、4、5级围带径向汽封间隙调整困难： 低压第3、4、5级围带汽封间隙厂家设计值公差为±0.1mm，因这3级隔板围带间隙设计值较大但允许公差太小，采用厂家要求的压铅丝法测量，调整汽封间隙时发现调整前后数据矛盾，存在0.2-0.8mm的数据偏差，间隙调整工作无法进行。
1.3中压隔板套汽封间隙调整困难：厂家要求汽封间隙天地方向必须使用压铅丝法测量，左右两侧使用塞尺测量，现场测量调整隔板套汽封间隙时第一遍数据与第二遍数据存在0.2-0.4mm的偏差，厂家未说明具体原因，也未出具详细施工方法，现场汽封间隙调整工作停止。
1.4低发对轮间盘车大齿轮安装困难：盘车大齿轮需在现场安装，直径1360mm，重量1.7吨，两侧带止口，止口配合深度为13mm，止口设计为0.03-0.06mm过盈配合，实际测量过盈0.06mm，需要对盘车大齿轮进行冷装配，又因两对轮连接时需对中销孔把合止口及调整同心度，预计约需约6小时，冷装时必须保证止口不会膨胀开。因之前无相关施工经验可借鉴，厂家也没有成熟的工艺方案，现场研究施工方案。
2.相关施工措施及施工方案
2.1轴承座安装时先将1号2号轴承座台板根据厂家设计要求粗找平找正，将台板及轴承座纵横向及垂直方向分别用顶丝固定牢固，保证轴承座与台板中心保持一致，1-3号轴承采用拉钢丝法粗调中心，偏差值控制在小于0.1mm，瓦枕垫块与洼窝接触面积研磨至50%均匀接触即可，接触点大点不要紧，将高压模块中压外缸下半及中压转子依次就位，合上中压外缸上半（不紧中分面螺栓），测量高中、中低对轮中心及转子扬度洼窝中心数据，与低低对轮中心数据一起计算调整整个轴系中心，轴系中心调整过程中确保轴承座与台板中心保持一致，防止发生偏斜，轴瓦垫块调整垫片后对接触面积进行粗研磨，轴系中心调整好后将轴承座及台板纵横向及垂直方向分别用顶丝固定牢固，且在轴承座台板四角纵横向及垂直方向分别架设百分表进行监视，防止轴承座台板发生偏移，依次吊开中压外缸上半、中压转子、中压外缸下半、高压模块及1号2号轴承座，吊装过程中采取措施防止冲击轴承座及台板，对地脚螺栓按设计力矩进行紧固，过程中监视百分表数据变化，如有变化需调整恢复至原始数据，最后将地脚螺栓螺母锁紧。
2.2针对低压第3、4、5级围带径向汽封间隙数据偏差问题，现场进行仔细检查，发现如下原因：
（1）因为低压转子动平衡试验后未对叶顶围带进行精车，第3级围带间存在0.1-0.2mm的错位现象，第4级第5级围带沿圆周方向存在不规则圆现象，沿圆周方向分别有0.5mm-1mm的偏差；
（2）虽然有转子限位装置，但转子在起吊和就位时仍然存在纵横向窜动、圆周方向转动现象，尤其是转子刚脱离或接触轴瓦时，虽然移动量不是太大，但是对铅丝数据的准确性有极大影响。
现场采取如下措施：
（1）要求厂家将低压第3、4、5级围带径向汽封间隙设计值由原来的2.4±0.1mm、 3.1±0.1mm 、 9.1±0.1mm分别修改为2.4±0.2mm、 3.1±0.5mm 、 9.1±1mm；
（2）改变厂家要求的压铅丝法测量汽封间隙测量方法，第3、4、5级围带径向汽封间隙采取分别吊出相邻隔板，合上半隔板紧固中分面螺丝，使用塞尺测量围带汽封间隙，整圈最少选取天地左右及45°位置共10点进行测量并记录，根据测量结果进行汽封调整，最后合实缸整圈滚胶布检查验收汽封间隙是否合格。
2.3针对中压隔板套汽封间隙数据偏差及测量方法变更，我分析发现是由于中压缸静叶片采用预扭叶片结构引起。预扭叶片的设计理念为整圈叶片通过在叶片围带处施加节距加厚量实现叶片在机组任何运行工况下的完美耦合，使得预扭叶片与自由叶片相比性能和效率更高，为了满足中分面附近导叶片扭转量要求，导叶中分面需要过盈接触配合，扭转量（导叶预扭角度）必须控制在一定范围内，现场检查隔板套在自由状态下中分面存在0.6mm间隙，常规装配方法紧固1∕3中分面螺栓时只消除了隔板套外侧间隙，实际隔板套内侧仍然存在0.1-0.2mm间隙，消除中分面间隙时汽封处会发生0.1-0.16mm的变形，且螺栓的紧固顺序及方法不同，汽封处的变形量也各不相同，严重影响汽封间隙测量的准确性。见下图
经现场多次试验，我最终确定现场施工时采取合上半隔板套整圈滚胶布法测量汽封间隙，隔板套螺栓采取从中间向两端，先内侧后外侧，两侧同步紧固的方法进行，保证汽封间隙数据测量的准确，然后对超标部位进行适当调整。
2.4针对盘车大齿轮设计及现场情况，现场采购300公斤干冰，使用干冰进行冷冻试验，分别进行了两次试验，冷冻1小时和冷冻2小时，两次冷冻止口尺寸都变小0.26mm左右，都能满足盘车大齿轮装配要求，且都能保证6小时内止口配合间隙在0.04mm左右，但是冷冻2小时后化霜时间过长（环境温度30℃下约需4小时）。最终确定施工方案：冷冻前彻底清理检查大齿轮与低发对轮所有配合部位，确保精确配合，对轮销孔内用保温岩棉进行堵塞，将干冰填满大齿轮中间孔洞，表面覆盖100mm厚干冰（仅覆盖中间孔洞及止口位置），干冰表面覆盖一层岩棉和一层棉被保温，冷冻1小时之后吊起盘车大齿轮，使用风扇吹风对盘车大齿轮进行强制风冷化霜除水工作（约需30min），随后将大齿轮安装到位并调整同心度。
3.相关施工结果：
3.1 轴承座安装完毕，复查轴系中心数据变化在0.02mm之内，全缸及试扣缸时复查轴系中心与半缸数据变化不大，偏差都在0.1mm之内，调整轴承座台板下可调式斜垫铁使轴系中心满足设计要求，达到预期目的。
3.2实施上述施工方案，中压缸低压缸汽封间隙数据测量准确可靠，汽封间隙调整一次成功，所有数据都在厂家设计及业主要求范围内，监理业主厂家验收一次通过。
3.3 盘车大齿轮实际安装时现场各项安全技术措施齐全，准备充分，用时5小时顺利完成低发对轮连接工作，销孔对中准确，同心度小于0.02mm。
4．结束语
我们在这台汽轮机安装过程中，对各种施工难度都进行了针对性研究，并结合到实际施工中，得出以上相关施工工艺，为以后同类型机组的安装提供了宝贵的参考价值和学习借鉴意义。
论文作者:黄后冬
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/28
标签：间隙论文; 隔板论文; 中分论文; 测量论文; 螺栓论文; 轴承座论文; 齿轮论文; 《基层建设》2018年第36期论文;