上汽1000MW汽轮机结构、安装、保养简述

上汽1000MW汽轮机结构、安装、保养简述

田进

田进

（广东粤电博贺煤电有限公司广东茂名525000）

摘要：随着金属材料加工、汽轮机叶片设计技术的发展，及降耗、提效、保证性能可靠性、产品灵活性需求的前提下，上汽集团引进超超临界1000MW汽轮机西门子技术。由于其结构设计的特殊性及相对低的普及度，本文就其结构特点、安装及涉及保养情况进行适当阐述。

关键词：1000MW汽轮机；结构；安装；保养

前言

上汽集团1000MW超超临界汽轮机为：单轴、一次再热、单流圆筒型H30高压缸，双流M30中压缸及两个N30双流低压缸构成的HMN积木块组合式汽轮机。

●高、中压缸机组长度短、精装出厂、整体发送。

●高、中压汽缸两侧各有一只主、调门；高压汽门无导汽管，用大螺母与汽缸直接连接；高压缸有两个补汽口，共设一只补汽阀，配汽为全周切向进汽加补汽阀进汽方式；。

●轴承座落地布置，采用N+1的单轴承支撑方式，四只汽缸共5只轴承。

●＃1、2轴承为双油楔型轴承，＃2轴承为径向推力联合型轴承；＃3、4、5轴承为改进的椭圆形轴承。

●#1轴承座内装有液压马达盘车，位于高压转子调阀端。

一、汽轮机结构简述

1.高压缸

双层、圆筒型设计。为桶形外缸，垂直纵向中分面结构内缸。采用整锻无中心孔转子，各级静叶直接装在内缸上，平衡活塞设在进汽侧以平衡轴向推力。

内缸上均匀分布四个凸键卡入外缸四个凹槽内，并用螺纹环锁紧，与外缸保持对中；内缸由外缸支撑，并从固定点向径、轴向自由膨胀，与转子保持对中。

外缸结合面处布置U型密封环，安装时预压紧，运行时由蒸汽压力将其紧压在轴向密封面上，保持排汽端与大气隔开；定位环处布置U型密封环将进汽腔室和排汽腔室隔开。

L型密封环将内、外缸进汽端间的夹层与平衡活塞后的腔室隔开，并允许内外缸沿轴向自由移动。

2.中压缸

双流、双层缸设计，内、外缸均为水平中分，用法兰螺栓连接。

各级静叶直接装于内缸上，再热汽门无导汽管，在下缸中部水平引入，由法兰螺栓连接；内缸进汽部分为高温，外缸只承受较低压力、温度中压排汽；内缸从固定点开始，沿轴向及径向自由膨胀，与转子保持同心。

内上缸猫爪搁置在外下缸接合面处垫片上，垂直方向膨胀由此处开始。

内下缸猫爪放入外下缸接合面处凹槽中，猫爪顶部有垫片，其上表面到外下缸上表面的间隙S限制内缸跳动距离。

内缸调阀端上猫爪处装有调整垫片，轴向热膨胀从此处开始、向发电机方向伸展，与转子膨胀方向相同。

内缸上、下均设有中心定位螺栓，用以导向并对内缸横向中心定位。

3、低压缸

双流、双层缸结构，内、外缸均为水平中分，用法兰螺栓连接。

末级空心静叶上开有若干抽吸缝，将叶片表面的水膜吸入叶片内部，防止水蚀；静叶片顶、根部与外、内环焊接在一起。

外缸与内缸、轴承座及基础分离，直接坐落于凝汽器上，不参与机组的滑销系统。端部汽封与轴封补偿器弹性连接，吸收内缸与外缸间的相对膨胀。

内缸支承用四个整体铸造的猫爪，搭在与轴承座一起铸造的支撑臂上，支撑内缸、静叶、持环的全部重量，并与中压外缸用推拉装置连接。

4、转子对汽缸的相对膨胀

以＃2轴承座为机组死点向两端膨胀，穿过轴承座的推拉杆连接B低压内缸与A低压内缸、A低压内缸与中压外缸传递膨胀。

低压内缸与转子间的差胀是：低压转子自身的热位移、中压转子的热位移、通过推位杆传递过来的中压缸的热位移、低压内缸本身的热位移的叠加值。

二、汽轮机安装简述

汽轮机本体属精密设备，为保证数据测量的准确性、设备安装的可靠性、机组运行的安全性，安装前检查各结合面、测量点、设备各部件应完好无损、去除锈蚀，并将各处用煤油清洗干净。

1、轴承座

无台板、直接浇灌在基础上，就位时按图纸要求进行横、纵向精确找正，其标高由底部的六角螺栓或调整螺钉调整；以光学水准仪确定的#5轴承座绝对标高为零位，根据汽轮机挠度曲线确定其他各轴承座标高，由“水联通”量杯上放置的专用微分表读数、计算并调整。找正完毕后将地脚螺栓紧固并二次灌浆。

2、高、中压缸

在转子找中、间隙调整前拆除汽缸两侧端部的运输固定装置。就位前，先将高压缸两侧轴封管道焊接、中压缸两侧轴封管道螺栓连接完毕，测量联轴器止口满足安装条件。

用水平仪检查缸体横、纵向水平良好后起吊；放落时，缸体不与其他部位发生触碰，将猫爪平稳搁置在轴承座支承键上。

中心基准为各轴承座油挡洼窝，用液压千斤顶、千分表进行汽缸径向、轴向初找中；调整猫爪工艺垫片；找中后，在轴向死点两侧安装配准的键、工艺垫片和滑块。

在考虑径向间隙前提下，用支撑装置支起转子，放入轴承，插入横向垫块，降下支撑装置，转子落在轴承上。

将磁性底座放在轴承座上，千分表放在适当位置，汽缸对转子找中，纵向移动用液压千斤顶、横向移动用木块，确定调整值后分别放入配准的键和滑块及工艺垫块。

移动汽缸以测量径向间隙、移动转子以测量轴向间隙。

拆除径向导向装置的配合键，用千分表读数，手动盘动转子，千斤顶起汽缸、顶丝放低汽缸至接触到转子，测量垂直方向径向间隙；顶丝和千斤顶水平移动汽缸至接触到转子，测量水平方向径向间隙，结束后用顶丝将汽缸恢复到原始位置。

拆除轴向固定装置的配合键，禁止转动转子，用千分表读数、木块分别向两侧移动转子，测量轴向间隙，结束后用将汽缸恢复到原始位置。

猫爪负荷分配时，用千斤顶分别将四个猫爪顶起，对比千分表读数，若需修正，根据修正值修改垫块，仅对前面或后面一对垫块调换。

3、低压缸

外下缸端板、侧板、圆弧支撑装配、焊接好以后，进行纵、横向找中。

用水平仪检查缸体横、纵向水平良好后起吊内下缸；放落时，移动到安装位置，落在支撑臂上。

用液压千斤顶、千分表进行汽缸径向、轴向初找中。以#3轴承座零位为垂直找中参考点，调整支撑臂处垫片使内缸标高低于#3轴承座水平中分面2mm，确保转子安装到内缸里有足够的间隙；纵、轴向找中后，在导向销两侧安装滑块、工艺垫片和配合键。

检查推拉杆螺纹完好，清洁各处法兰连接件、轴承座以及推拉杆螺纹套筒接触面，装入推拉杆。

放入各轴承，插入横向垫块，转子就位后对汽机端初找中，用内径千分尺测量转子与#3轴承油档的间隙，用支承装置调整螺钉移动转子调整横向、垂直方向偏差，移动前用塞尺测量内缸、转子与轴封间隙，确保移动中各部件不接触。轴承座放置磁座千分表监测转子移动情况。

内下缸对转子纵向找中使各侧间隙相等，用塞尺测量转子和内下缸间四个测点间隙，并确定修正量。千分表放置在支撑臂上监测内缸平行抬高或下降情况、放置在导向销上显示实际升高或降低值，在支撑臂上插入修正后的工艺垫片。

低压转子与高、中压转子相连且高压转子与径向推力轴承完成找中、低压缸静叶装入后，开始轴向找中。用塞尺测量第二级静叶与动叶（前、后）间隙，与设计值比较，确定内下缸移动量并补偿。用塞规、塞尺测量中分面附近左右侧及动叶进出汽侧轴向间隙、汽封片、静叶及动叶径向间隙并记录。

低压内上缸吊入、中分面螺栓预紧后，在中心导向装置处放置千分表，拆除猫爪及中心导向装置所有锁紧装置，内缸进行水平、垂直径向移位检查，根据修正值调整配合键中的配作件。

至此，本体安装基本完成，其余操作按安装文件施工即可。

三、汽轮机保养简述

汽轮机安装过程中断、安装完成后停机备用等情况下，应考虑以何种方式合理、科学的保养各部件不发生锈蚀，不影响设备继续安装、投运。

某电厂地处沿海，各方面因素导致安装工程停工，停工前安装完成情况为：#1、2机各轴承下瓦已放入、完成找中；高、中压缸、#1、2低压内下缸已安装就位、完成初步找中；低压外上缸制作完成。

受停工时间长、空气湿度大、含盐量高、天气返潮等因素影响，设备内部及外表面裸露部分锈蚀情况明显，根据现场设备布置情况，制定设备保养计划、管理标准、定期检查维护标准、设备保养工艺卡，并进行设备巡回检查。

其#1、2机汽缸两侧轴封端面、猫爪、导向装置、轴承座结合面均有较严重锈蚀，将各表面锈蚀去除，涂黄油，各结合面处打入二硫化钼；在此区域搭设防潮棚，将帆布落地处用沙袋压紧，四周放置一定数量的干燥剂并根据变色情况及时更换，棚内放置、投运除湿机并每日检查湿度。

其#1、2机低压转子、隔板、缸体、结合面、轴承座、导向装置、汽封、支撑臂均有不同程度锈蚀，将各处锈蚀去除，转子、隔板、汽封表面涂防锈硬膜油，低压转子放入内下缸，轴颈涂抹黄油，低压外下缸结合面放置垫片，将外上缸落下，两侧轴端及各处接口用油性帆布包裹严密；隔板、汽封、上半轴承、低压内、外上缸等部件在汽机平台合理放置并用油性帆布遮盖。

调整螺杆使高、中、低压转子支撑在支撑轴承上，各转子联轴器用两只临时螺栓固定，在#2低压转子发电机侧联轴器塞入一只与联轴器孔径一致、一端带头的销；各轴承座用木板、油性帆布严密遮盖，禁止有异物进入轴承座；在转子定期盘动时，放下支撑轴承，使各转子支撑在轴瓦上，放置千分表监视跳动、轴向窜动；取掉轴承座上木板、油性帆布，检查各轴瓦、轴颈表面无损伤、无异物，轴承座内无异物；轴颈表面浇上润滑油，钢丝绳挂在联轴器加装的销头上，用天车盘动转子，监视各千分表数值并记录，跳动及轴向窜动量在合理范围，检查各轴瓦有无刮磨、润滑情况是否良好，盘动中各处无异音，转子与各轴端密封帆布无缠绕。盘动结束后，将各部件恢复到盘动前的保养状态。

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目前#1机组继续安装，清洗各轴承座、轴瓦、低压内下缸、转子、叶片、各级隔板；各轴瓦着色检查；复查各轴承座标高、轴瓦找中、高、中压缸对转子找中、测量高、中压缸纵向、横向间隙并调整；放入隔板，测量、调整间隙；低压内缸对转子找中，低压内上缸就位；调整各猫爪负荷分配；并按施工方案完成剩余安装步骤。

如果机组安装、调试完毕后不具备投运条件，将进行汽轮机整组保养，此时各系统形成闭环，可采用定期汽轮机冲转定速行当时间后封闭系统的热态方式；也可采用将汽轮机与其他系统隔离，接入热风系统并定期启动油泵、盘车盘动转子的方式进行保养。

四、总结

上汽1000MW汽轮机结构与其他机组比较有一定的特殊性，掌握其结构特点、各部件作用、安装、检修方法，对于检修、设备人员在正确、合理处理机组安装、调试、故障处理过程中涉及的各种工艺及要求是必不可少的基础知识。

而上述保养内容由于施工条件的影响，并非所有机组都能此种情况，作为汽轮机安装过程中可能出现的一种情况下的处理方式供大家参考。

参考文献：

[1]《1000MW超超临界中间再热四缸四排汽凝汽式汽轮机安装说明书》上海电气集团股份有限公司

[2]《1000MW超超临界中间再热凝汽式汽轮机说明书本体结构》上海电气集团股份有限公司

[3]《超超临界1000MW汽轮机技术讲座》上海电气集团股份有限公司

[4]《西门子超超临界1000MW汽轮机》上海电气集团股份有限公司

[5]《汽轮机本体主要部件的安装》天津蓝巢电力检修有限公司

[6]《博贺煤电有限公司超超临界1000MW汽轮机安装施工方案》广东火电有限公司

[7]《博贺煤电有限公司汽轮机检修规程》博贺煤电有限公司

[8]《博贺煤电有限公司汽轮机保养方案》博贺煤电有限公司