汽轮发电机下机壳安装现场问题及对策

　　摘要：介绍了汽轮机下机壳在安装的过程中发现设备制作问题，通过现场改进施工次序进行处理，达到了预期的施工目的。
　　关键字：汽轮机，下机壳，设备制作问题，对策
　　
　　1、概述：本工程是青岛捷能汽轮机厂生产的N18-3.43型抽汽凝汽式汽轮机，沈阳电机厂生产的发电机及其它辅助设备配套组成一个成套热电设备。该汽轮机额定功率18000KW，额定进汽压力为3.43MPa，额定进汽温度为435℃，额定进汽量为71t/h，发电机额定功率为20000KW，额定电压为10500V，额定电流为1375A，励磁机激磁方式为无刷励磁。工程系统较多，工艺复杂，设备众多，构配件及管道系统需要在现场进行安装，技术含量高，质量要求严。
　　1.1汽轮机结构、性能及主要技术参数
　　（1）机组通流部分由一级复速级和十三级压力级组成，除未三级叶片为扭叶片外,其余压力级为直叶片,另采用可调通流面积的旋转隔板结构，用于调节抽气点压力与流量。
　　（2）汽轮机转子可采用套装结构形式，叶轮采用锥形轮面，各级叶片均为带铣围带的单只直叶片，为了养活轴向推力，第一级到第九级叶轮都开有平衡孔，调节级的平衡孔开在转向导叶环上，调节级的喷嘴采用装配焊接式结构，并用螺栓紧固于蒸汽室上。
　　（3）本汽轮机转子与发电机转子连接采用刚性连轴器。连轴器的外端镶有盘车的大齿轮。本机采用电动盘车，通过一对蜗轮与一对齿轮的减速使转子达到5.5转/分左右盘车速度。本盘车机构在转子加速后自动脱开，盘车电机的外伸轴可用手动盘车，在转子的另一端装有推向盘、危急遮断器、主油泵、转速表的传动齿轮轴及测速齿轮，还有一个安装轴向位移控制器的凸肩。
　　（4）本机组的汽缸分为上、下两半，又分为前、后两个汽缸，分别采用不同的材料。蒸汽室与前汽缸焊为一体，前汽缸与前轴承座采用“猫爪”结构。
　　（5）前轴承座为铸铁结构,内部装有推力轴承，危急遮断器、轴向位移指示器、主油泵静止部分，外部装有温度计装置、电测速头及机械测速装置、三十点接线盒，顶部装有调速器、同步器，侧面装有调压器、前轴与调速器的结合面上开有油罐，以供调速器里面的各种油门用油。且后轴承与后汽缸分离，从而防止了后汽缸热膨胀对机组中心的影响。
　　（6）本机组由前后座架来支承，前轴承座支承在前座架上面，并有轴向滑键与前轴承相联，确定其中中心线的位置，以保证在热膨胀时的对中，本机有二个后座架，分别布置于后汽缸的左右两侧，后座架与后汽缸结合处有圆销定位，该圆销能保证汽缸在横向膨胀时的自由，又确定了汽缸轴向膨胀的死点，此处尚有缸导板以确保在横向膨胀时的对中。位移指示器、主油泵静止部分，外部装有温度计装置、电测速头及机械测速装置、三十点接线盒，顶部装有调速器、同步器，侧面装有调压器、前轴与调速器的结合面上开有油罐，以供调速器里面的各种油门用油。且后轴承与后汽缸分离，从而防止了后汽缸热膨胀对机组中心的影响。
　　
　　
　　汽轮机外形图
　　
　　汽轮机本体安装工艺：
　　机组安装流程：冷凝器安装→台板、垫铁和地脚螺栓安装→汽缸、轴承座和滑销系统安装→轴承和油档安装→汽轮机转子安装→通流部分设备安装→盘车装置和减速装置安装→汽轮机扣大盖→基础二次浇浆。
　　在本次论文中主要阐述的是汽轮机垫铁、台板、地脚螺栓下汽缸的安装过程。
　　其主要工序及次序分为：
　　垫板座浆、（下机壳与台板间隙研磨）、安装台板、安装下机壳。
　　安装工序主要内容及其达到目的：
　　1）垫铁座浆：
　　（1）根据基础纵横中心线进行设备安装放线，确定各台板的纵横中心线，据此分布基础垫铁的位置，按垫铁布置图放样划线。
　　（2）基础混凝土与二次浇灌土的接触表面应凿出新的毛而，渗透在基础上的油垢清理干净。
　　（3）清理检查地脚螺栓的预留孔洞，测量孔洞的垂直度，检查地脚螺栓的材、规格、数量，均应符合图纸要求
　　（4）清理砼的油垢、杂物、剔平。
　　（5）安放垫铁处的混凝土用电镐打出一个四方的、比垫铁稍大的坑，并将坑清理干净。
　　（6）平垫铁将采用高强无收缩性混凝土与基础粘贴。
　　（7）每叠垫铁一盘不超过三块，斜度为1/10~1/25，其中只允许有一对斜垫铁。
　　（8）两块斜垫铁错开的面积不应超过该垫铁面积的25%。斜垫铁的薄边厚度一般不小于10mm，地脚螺栓拧紧后螺杆应露出螺母2-3扣。
　　（9）各层垫铁之间应接触密实，0.05mm塞尺一般应塞不进去，局部塞入部分不得大于边长的1/4，且塞入深度不得超过侧边长的1/4。
　　（10）垫板整体水平度不超过0.5%。标高误差±0.03mm。
　　（11）垫板安装完毕后所有垫板必须编号记录。安装报验。
　　2）下机壳与台板间隙研磨：
　　（1）研磨前按照配合件号，研磨前进行设备间隙、通过面积等数据记录，了解设备进场时状体。
　　（2）整个施工场地必须具备以下条件：
　　①施工场地足够大，下机壳必须翻转过水平放置。
　　②足够大的起重设备下机壳26吨。
　　（2）按照设备制作配合号进行对位进行配合研磨。
　　（3）研磨要求下台板与下机壳接触面积应超过95%，研磨完毕0.05mm塞尺不过。研磨过程按照示意图
　　（4）研磨完毕后报验。
　　
　　研磨示意图
　　
　　垫板座浆、下台板安装按照正常施工报验完毕后，按照下图。施工报验，主要参数为中心，标高，水平度等。紧固连接螺栓。
　　
　　
　　问题产生：
　　以上施工程序（垫板安装、下台板安装）施工完毕后安装下机壳，按照安装常规，下台板与下机壳已经配磨过，理论上紧固下机壳和台板的高强连接螺栓即可。
　　问题一、现场安装时固定螺栓发现2#台板与下机壳的间隙很大，0.75mm的塞尺基本上可以通过台板面积的2/3。按照汽轮机安装规范，该安装不合格，现场查阅配研前的数据，2#台板与下机壳的最初接触面积0.18mm的塞尺能过60%。进过现场配研后0.05mm塞尺不过。
　　问题二、现场安装时固定螺栓发现4#台板内侧与下机壳的间隙很大，0.35mm的塞尺基本上可以通过台板面积的2/3。按照汽轮机安装规范，该安装不合格，现场查阅配研前的数据，4#台板与下机壳的最初接触面积0.15mm的塞尺能过70%。进过现场配研后0.05mm塞尺不过。
　　
　　
　　台板布置图
　　现场出现如此问题，经过分析应该是设备（下机壳）机加工有误差（设备机加工时定位倾斜）产生的。
　　分析可以参考的处理方法：
　　1）重新对下机壳进行机加工。
　　2）加工异型下台板。
　　3）其他安装次序。
　　分析以上方法：
　　方法一、现场加工下机壳与台板接触面。缺点：设备比较大，酒钢机自公司基本没有合适的床子能加工。本方法基本放弃。
　　方法二、加工异形垫板，理论上能实现，现场从现场安装测量数据得出，垫板加工也可能，一个现场数据无法测。（安装时只能从下台板与下机壳接触面积得出间隙和接触面积）
　　方法三、现场重新配置安装顺序，按照设备安装常规从下到上，次序如下：垫板座浆、（下机壳与台板间隙研磨）、安装台板、安装下机壳。现场可以这样调整，现场单块台板与下机壳已经全部进行配研，施工时可以先把下机壳与台板连接成整体，这在安装过程中是可以实现的。再按照下机壳的剖分面作为设备安装基准面，进行设备安装垫板调整即可。
　　分析以上处理方法，从设备构成分析下台板主要作用均分设备重量、振动到安装垫板上，另有安装时简单。（等同于大型轧机的底座）安装时接触面积必须高于90%，汽轮机的振动全部需要传递到基础上，使得汽轮机与基础形成一个整体重量趋于无限大，减小振动。从施工角度可以实现。
　　整个施工过程可以如下更改：先把连接台板与下基础的螺栓松开，下机壳与下台板通过螺栓连接成整体。（检查接触面积、塞尺通过厚度等）调节座浆堆的垫板使得垫板与下台板的接触面积大于90%0.05mm塞尺不过。
　　
　　
　　
　　按照上述施工方法，基本上全部进行设备重新安装。现场的安装基准从下更改到剖分面上。从原理上可行，应为现场安装基本上是所有尺寸均为剖分面及轴承座服务。但是安装次序要求从下到上。使得本次安装基本上全部返工（非安装方责任）。从当前安装的设备来说设备问题很普遍，特别是大型机加工件。所以从目的来定安装程序是比较现实的。快捷，高效。
　　总结：
　　本次从最简单的安装次序调整，有制造问题的设备基本上可以通过安装调整进行纠正。达到安装目的。该类设备安装问题有普遍性同类设备安装有借鉴性。

《汽轮发电机下机壳安装现场问题及对策》

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