大行其道美國凱特克螺栓預緊力控制技術在電力行業中的應用（續）

繼本刊2015年第9期介紹HYTORC預緊力控制技術在核電廠的應用之后，本期為讀者帶來兩個應用于火力發電廠的低壓缸中分面螺栓緊固改造的應用案例。

低壓缸與高壓缸、中壓缸類似，是汽輪機的重要組成部分，當汽輪機將高溫蒸汽的熱能轉換為高速旋轉的機械能，并帶動發電機切割磁力線轉換為電能時，蒸汽要做功，必須壓力降低，體積膨脹，因此由高壓膨脹到中壓、低壓，并分布在3個缸中，這就是：高壓缸、中壓缸和低壓缸。低壓缸由于體積較大，需要更多的螺栓連接，低壓缸內缸的進汽口和抽汽口由于結構緊湊，螺栓緊固拆卸的空間狹小，采用傳統的緊固方法往往因為空間原因無法施力，造成螺栓無法緊固到位。

國電浙江北侖第一發電有限公司600MW機組汽輪機低壓缸中分面緊固改造

北侖電廠低壓缸中分面改造效果圖

由于低壓內缸進汽口及各抽汽口螺栓拆卸空間狹小，在使用傳統的方法緊固螺栓的過程中，會發生螺栓預緊力不均現象，該廠汽輪機經過多年運行，低壓缸螺栓長期處于高應力狀態下造成整個內缸中分面產生張口現象，根據汽輪機制造廠家的建議即使緊固螺栓力矩增加到130%時，抽汽口的間隙仍未能夠完全消除。中分面張口的存在使得機組運行時，緊固的螺栓使汽缸內螺紋產生較大內應力，極有可能損傷缸體螺栓孔中的螺紋。這種張口的狀況還將隨機組運行時長增加而變得更加嚴重，最終導致內缸需整體更換。機組運行時（熱態）時若缸體仍然存在張口，會使上一級的蒸汽直接漏入下一級抽汽口，造成高品質蒸汽的浪費，同時還對加熱器產生影響，使得機組的經濟性受到影響。同時，泄漏的蒸汽通過縫隙將直吹中分面的螺栓，高應力的螺栓在高溫蒸汽長期吹掃影響下會使螺栓受到損傷，危機機組的安全運行。實際解體時，抽汽口處中分面的螺栓至少有一半因張口應力過大而難以分體，為防止損傷內缸本體上的內螺紋，最后只能采用氣割的方法拆卸螺栓，進一步增加工作量與成本。

凱特克經過詳細調研后，建議客戶將抽汽口和進汽口中分面的螺栓有原來的沉頭螺釘頭形式更換為雙頭螺柱形式，下端螺紋種入下缸螺孔內，上端螺柱采用凱特克CLAMP拉伸螺母緊固，精確控制螺栓的預緊力。

緊固完畢后測量結合面間隙，測量結果顯示除最內側兩顆螺栓壓緊面間隙未達標，測量值為0.1 mm以外，其余位置均達到0.05 mm塞尺不入的要求，與改造前間隙最大2.7 mm，最小0.54 mm相比有較大改善，機組運行效率及安全性同時得到改善。

神華四川能源有限公司江油電廠300MW機組汽輪機低壓缸中分面改造

同為低壓缸，該機組此前采用傳統罩蓋螺母對中分面進行緊固。傳統螺栓緊固的不足之處在往期文章中已經詳細講解過，本次改造使用的是凱特克CLAMP機械式拉伸螺母取代傳統罩蓋螺母。

江油電廠低壓缸中分面改造效果圖

在清理螺栓過程中，遇到很多罩蓋螺母與螺桿咬牙不易取下的情況，嘗試多重方法后，取下罩蓋螺母，對螺栓螺牙和栽絲孔進行清理后，達到安裝要求。實施緊固過程中，每個人孔門安排一部機具進行緊固，4個人孔門同時進行，位置保持一致，如此來保證同步性。首先施加40%預緊力由里往外對每顆螺母進行初始預緊，再由70%、100%分步實施，最終再進行一次校核，整個過程相當順利，用時1h，在保證安裝質量的情況下，用時較傳統方法大幅縮短，為下一步工序節約了時間。

在所有螺栓緊固后，用0.03 mm塞尺進行間隙測量，間隙＜0.03 mm效果顯著，同時所有結合面密封膠擠出，證明結合面不存在異物。安裝過程根據預定方案進行，因CLAMP拉伸螺母特殊的結構原理，在實施過程中沒有出現任何螺栓咬牙而取不出螺栓螺母的情況；過程中由液壓設備驅動拉伸螺母進行緊固，載荷均勻一致性較高，并確保螺栓在合理的屈服極限范圍內。

凱特克的無反作力臂預緊力控制技術在發電行業的應用在國內已有諸多案例，除了上期介紹的大亞灣核電的高壓缸中分面和主蒸汽法蘭，以及本期介紹的北侖電廠和江油電廠的低壓缸中分面以外，其它還有譬如河北興泰電廠300 MW汽輪機高壓缸出汽口法蘭，河北衡豐電廠300 MW汽輪機發電機端蓋連接法蘭，粵電集團廣東湛江電廠300 MW汽輪機高壓缸尾缸中分面及發電機大端蓋法蘭等等。凱特克預緊力控制技術在發電行業的應用位置除了汽輪機、發電機等主機以外，在給水泵、對輪、高加、低加、再熱器法蘭及聯通管等蒸汽管線，核島內的蒸發器、穩壓器、主泵法蘭、堆芯控制器法蘭以及其他泵閥等的應用所帶來的效果也非常顯著。由于緊固時不需要加熱，不需要反作用力臂，可以大幅度節省螺栓緊固的時間，避免傳統緊固方法在緊固過程中對螺栓造成的損害，避免螺紋咬牙，凱特克CLAMP機械式拉伸螺母獨特的3件式結構在緊固時自身形成力的循環，不需要額外的反作用力支點，螺栓桿本身除了軸向的拉伸力以外不承受任何扭轉力或翻轉力，從而保證螺栓載荷的精度可以達到前所未有的±5%。