660MW二次再熱超超臨界機組汽輪機安裝技術(shù)

薛勇，劉志斌

(1.中電投協(xié)鑫濱海發(fā)電有限公司，江蘇 鹽城 224000；2.江西省火電建設(shè)公司，江西 南昌 330001)

660MW二次再熱超超臨界機組汽輪機安裝技術(shù)

薛勇1，劉志斌2

(1.中電投協(xié)鑫濱海發(fā)電有限公司，江蘇 鹽城 224000；2.江西省火電建設(shè)公司，江西 南昌 330001)

針對國內(nèi)新型的二次再熱機組，借鑒一次再熱機組汽輪機安裝技術(shù)，合理制定施工步驟，優(yōu)化施工方法，通過現(xiàn)場實施，嚴格把控可能影響汽輪機安裝質(zhì)量工藝的各個環(huán)節(jié)，保證機組振動、經(jīng)濟效率等技術(shù)參數(shù)均達到優(yōu)良值。總結(jié)出一套660MW二次再熱超超臨界機組汽輪機本體安裝施工技術(shù)，為二次再熱機組汽輪機安裝提供可供參考的安裝工藝方法。

660MW超超臨界機組；二次再熱；汽輪機本體；施工方法

在相同參數(shù)條件下，超超臨界二次再熱機組的熱效率比一次再熱機組提高約2%。發(fā)展超超臨界二次再熱技術(shù)是提高火力發(fā)電機組熱效率，降低能耗，促進電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效手段，必將成為今后火力發(fā)電廠的發(fā)展趨勢。

華能安源電廠為全國首臺投產(chǎn)660MW超超臨界二次再熱機組，由江西電力設(shè)計院設(shè)計，東方汽輪機廠有限公司制造，西安熱工院調(diào)試，#2機組由江西省火電建設(shè)公司承建。在無任何現(xiàn)成設(shè)計、設(shè)備、施工方法和運行經(jīng)驗借鑒的情況下，在廣大技術(shù)、管理、施工人員的共同努力下，#2機組汽輪機于2014年 10月15日 開工,2015年7月25日 完工，歷經(jīng)274天完成汽輪機組施工安裝任務(wù)。#2機組于2015年7月30 點火、8月8日并網(wǎng)、8月24日 11時58 分順利通過168小時滿負荷試運行。

根據(jù)超超臨界機組未來的發(fā)展，參數(shù)進一步提高將是必然趨勢，當溫度達到 650～720℃、壓力超過30MPa、采用二次再熱，電站的效率將進一步提高，可以獲得與IGCC和PFBC 發(fā)電技術(shù)相同的優(yōu)良經(jīng)濟性。作為提高電站效率確切可行的方式，二次再熱技術(shù)將會得到很大發(fā)展。

1 二次再熱汽輪機技術(shù)特點

1.1 汽輪機主要技術(shù)參數(shù)

華能安源電廠“上大壓小”2×660MW超超臨界二次再熱機組工程為國內(nèi)首個高參數(shù)、超超臨界二次再熱燃煤機組。采用參數(shù)為31MPa（a）/600/ 620/620℃(TMCR工況)的超超臨界、二次中間再熱、單軸、四缸四排汽、十級回熱抽汽、凝汽式汽輪機，滿足VWO工況下汽機入口主蒸汽壓力為31MPa(a)和THA/TRL/TMCR/VWO各工況下主汽/一次再熱/二次再熱蒸汽的溫度為600/620/620℃，背壓：4.92kPa(設(shè)計冷卻水溫23℃)，額定新汽流量：1732.1t/h,最大新汽流量：1938t/h，配汽方式：節(jié)流配汽，轉(zhuǎn)向：從汽機向發(fā)電機方向看為逆時針方向。

1.2 汽輪機本體結(jié)構(gòu)

本機組為四缸四排汽型式（圖1），高中壓部分采用合缸結(jié)構(gòu)。因進汽參數(shù)較高,為減小汽缸應(yīng)力,增加機組啟停及變負荷的靈活性,超高壓模塊采用雙層缸結(jié)構(gòu)，高中壓模塊采用雙層缸加隔板套結(jié)構(gòu)，低壓缸采用三層缸結(jié)構(gòu)。超高壓閥門懸掛布置于機頭前面的運行平臺下，高壓、中壓閥門上下兩層擺放布置于汽缸兩側(cè)，浮動支撐。

圖1 汽輪機結(jié)構(gòu)圖

低壓缸部分有兩個低壓缸，A缸和B缸，單個低壓缸采用三層缸結(jié)構(gòu)，雙分流2×6級。

2 二次再熱汽輪機安裝技術(shù)及工藝（圖2）

圖2 汽輪機安裝施工流程圖

以下簡要介紹汽輪機本體安裝的主要工序施工方法及控制要點。

2.1 基架的安裝誤差控制

本機組汽輪機前軸承箱、超高壓—高中壓間軸承箱基架、中低壓間軸承箱基架支承于可調(diào)墊鐵上，低壓缸、盤車箱、發(fā)電機基架支承于水泥墩上，A低壓缸基架為基準標高。為了提高基架的安裝工藝質(zhì)量，減少基架安裝誤差，經(jīng)過反復論證，對基架的安裝工藝進行優(yōu)化，最終確定為：

（1）安裝低壓缸基架于基礎(chǔ)上并拉鋼絲調(diào)整好位置。

（2）用高精度水準儀將低壓缸基架標高調(diào)整至設(shè)計標高，并用合像水平儀調(diào)平基架。

（3）用高精度水準儀以A低壓缸基架將其它基架標高調(diào)整至設(shè)計標高，并用合像水平儀調(diào)平基架。

（4）安排4名技術(shù)人員對水泥墩制作的每個環(huán)節(jié)進行全過程質(zhì)量控制，將水泥墩制作的一次成功率控制在90%以上，從而縮短水泥墩的制作周期。

2.2 通流間隙的控制

為提高汽輪機熱效率，達到經(jīng)濟效益最優(yōu)，在不影響安全運行的前提下，經(jīng)過分析對比，將通流間隙控制在中下限標準，通過專業(yè)的汽封背弧修刮機，對汽封背弧進行修整。

鑒于機組在制造廠已裝配過，設(shè)備制造精度高。為了確保通流間隙符合要求，我們大膽嘗試，改變以往的拉鋼絲法，即：“先拉鋼絲進行隔板找中心，再裝入汽封塊調(diào)整汽封間隙”的常規(guī)安裝方法。在安裝過程中，將內(nèi)缸初步找中心后，依次吊入隔板、轉(zhuǎn)子，然后將汽封塊裝入隔板，測量汽封間隙，將汽封間隙調(diào)整到位后，確定隔板中心和內(nèi)缸位置。此方法大大縮短了隔板找中心的周期，同時降低了安裝誤差。常規(guī)汽輪機汽封間隙測量方法為：滾膠布法，采用的是估算法得出間隙值，此方法采集的數(shù)據(jù)誤差較大，容易造成汽封間隙調(diào)整錯誤，從而導致汽封塊損壞。本機組采用了“壓鉛絲法”，直接利用汽輪機廠家提供的專用測量工具測量出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)精確度高，很少出現(xiàn)錯誤數(shù)據(jù)；同時，采用背弧修刮機修刮汽封塊，加工精度高，不容易損壞汽封塊。采用“壓鉛絲法”，間隙可以一次調(diào)整到位，可大大減少人工投入，提高工作效率，降低施工成本。

2.3 優(yōu)化汽輪機扣蓋施工流程

常規(guī)的660MW超超臨界一次再熱汽輪機扣蓋施工流程為：扣蓋——軸系中心找正——二次灌漿，此方法可能導致二次灌漿后通流間隙發(fā)生變化。本機組采用的方法為：二次灌漿——調(diào)整中心——調(diào)整通流間隙——扣蓋，新的扣蓋流程可確保整個軸系中心、通流間隙不發(fā)生變化。在汽輪機組基礎(chǔ)二次灌漿過程中，因人為操作不規(guī)范等因素容易造成整個軸系中心發(fā)生變化。本機組在整個軸系中心找正完成后進行灌漿，灌漿后復測軸系中心，經(jīng)測量，軸系中心發(fā)生了變化，再次進行軸系中心調(diào)整，調(diào)整完成后，進行通流間隙調(diào)整。高中壓缸上導汽管安裝完成以及高中壓主汽調(diào)節(jié)閥彈簧釋放完成后，再進行扣蓋。

本機組高壓、中壓缸為合缸，主汽門及調(diào)門集中布置于高中壓缸兩側(cè)，中壓主汽調(diào)節(jié)閥為懸掛式，導汽管安裝完成后缸體變形量大，容易造成通流間隙變化。為此我們在高中壓缸通流間隙初步調(diào)整后，扣全實缸，直接進行高中壓主汽調(diào)節(jié)閥、導汽管及其它與缸體連接管道安裝工作。上導汽管道等安裝結(jié)束，高中壓主汽調(diào)節(jié)閥彈簧釋放完成后再進行通流間隙調(diào)整，以此確保扣蓋后通流間隙不發(fā)生大的變化，也使各項工作安排更合理緊湊，大大縮短了安裝時間。本機組通過改變扣蓋程序，消除了因灌漿、主汽門彈簧釋放、管道安裝等工序的變動因素影響以及應(yīng)力導致的缸內(nèi)通流間隙發(fā)生變化，確保了通流間隙在機組啟動前不發(fā)生變化，為機組長期穩(wěn)定運行提供了可靠保證（圖3）。

圖3 高中壓缸外缸扣蓋

2.4 軸系找正精度控制

本機組增加了一個超高壓缸體及配套設(shè)施，軸系加長了約5m，軸系的安裝精度要求更高。

整個軸系基準點為 A低壓缸。在水泥塊制作階段，通過采用無墊鐵安裝工藝與高精度水準儀進行測量相結(jié)合的方式，全過程監(jiān)控水泥塊制作質(zhì)量，確保A低壓缸整體水平精度達到優(yōu)良標準。在安裝階段安排技能水平最好的人員進行軸瓦檢查研磨工作，確保A低壓轉(zhuǎn)子與油擋洼窩中心尺寸及轉(zhuǎn)子軸頸揚度與出廠值一致，從而將基準點的安裝精度誤差控制到最小范圍。

為了確保軸系中心調(diào)整精準到位，在保證凝汽器同種狀態(tài)的前提下，進行了多次軸系中心調(diào)整測量：二次灌漿前軸系找中心，二次灌漿后復查中心，高中壓缸上、下導汽管安裝后軸系中心復測，扣蓋前軸系中心復測，扣蓋后對輪連接前復測軸系中心，經(jīng)過多次調(diào)整復測，從而保證了軸系中心的安裝精度。

軸系找中時，嚴格按照制造廠的要求進行半實缸和全實缸軸系找正，將基礎(chǔ)二次灌漿前整個軸系找正誤差控制到最小。灌漿前做好加固措施，并派技術(shù)員指導施工人員進行基礎(chǔ)二次灌漿，全過程監(jiān)控軸系中心的變化，最大程度降低灌漿對軸系精度的影響。對輪連接時嚴格按照制造廠要求，通過高精度電子秤進行液壓螺栓配重，將誤差控制在5g范圍內(nèi)，對輪連接完測量對輪同心度，保證同心度不大于0.025mm。

2.5 油質(zhì)清潔度控制

與常規(guī)機組相比，本機組潤滑油系統(tǒng)管道更復雜，油管管線長，回油管徑大，穿墻管多，支管多。為確保管道沖洗效果，我們制定了更為科學合理的油沖洗施工方案并嚴格實施。

油沖洗分三個階段進行：

第一階段，在沖洗過程中使用帶過濾裝置的大流量沖洗裝置進行，通過控制油溫、并在沖洗過程中敲擊油管等方法使粘附于管道內(nèi)壁的雜質(zhì)脫落而混入油中，進入主油箱的油再經(jīng)過板式濾油機和真空濾油機過濾，過濾同時頻繁清理油箱（5天一次），直至合格。

第二階段，采用分路交叉沖洗的方式進軸承座沖洗，任一軸承座具備進油條件后，立即采取臨時措施將其它軸承座與油系統(tǒng)隔離，進行分段式進油沖洗，所有軸承座逐個沖洗合格，此沖洗方法，既不影響其他軸承座的安裝工作，又可縮短油沖洗時間，增強沖洗效。

第三階段，將每個軸承進油過濾器增加雙層濾網(wǎng)布（細濾網(wǎng)為160目），啟動交流潤滑油泵并間斷性啟動直流事故油泵，同時對整個油系統(tǒng)進行沖洗，此階段每天更換一次濾網(wǎng)布，沖洗至濾網(wǎng)布無任何雜質(zhì)為合格，以此確保機組運行時軸瓦不會受到損傷。本機組#1～#4軸瓦為可傾瓦，東方汽輪機廠未設(shè)計頂軸油，僅#5～#10軸承設(shè)計頂軸油管。為確保機組運行過程不發(fā)生燒瓦事故，技術(shù)人員向業(yè)主提出了在#1～#4軸承加裝頂軸油管道的建議，經(jīng)與設(shè)計、制造、業(yè)主、監(jiān)理等多方反復論證后實施，最終確保了機組未發(fā)生燒瓦事故。

3 質(zhì)量驗收與整體評價

各工序安裝完成后，進行了四級質(zhì)量驗收與評價，驗收結(jié)果如下。

3.1 通流間隙測量(選取B低壓缸隔板汽封間隙)（圖4、表1）

圖4 隔板汽封間隙示意圖

表1 B低壓缸正向隔板汽封間隙記錄

3.2 軸系中心測量（選取高中壓轉(zhuǎn)子與A低壓轉(zhuǎn)子找中心記錄）（圖5、表2）

圖5 高中壓轉(zhuǎn)子與A低壓轉(zhuǎn)子找中心記錄

表2 高中壓轉(zhuǎn)子與A低壓轉(zhuǎn)子找中心記錄

3.3 對輪連接后同心度測量（選取高中壓轉(zhuǎn)子與A低壓轉(zhuǎn)子靠背輪連接后）（圖6、表3）

圖6 同心度測量示意圖

表3 高中壓轉(zhuǎn)子與A低壓轉(zhuǎn)子靠背輪跳動記錄

3.4 機組運行參數(shù)（圖7）

華能安源電廠“上大壓小”2×660MW超超臨界二次再熱機組工程#2機組168小時滿負荷運行期間汽輪機軸振不大于70μm，瓦振不大于30μm，軸瓦溫度小于90 ℃，達到優(yōu)良標準。

4 結(jié)語

經(jīng)過華能安源電廠“上大壓小”2×660MW超超臨界二次再熱機組工程汽輪機安裝實踐，嚴控影響汽輪機安裝質(zhì)量的各個環(huán)節(jié)，在最佳工期內(nèi)保證了機組滿負荷運行時機組振動、經(jīng)濟效率等參數(shù)均達到優(yōu)良值。總結(jié)660MW超超臨界二次再熱機組汽輪機安裝技術(shù)，可得出如下結(jié)論：

（1）機架安裝采用高精度水準儀與合像水平儀的測量方法，嚴控水泥墩制作每個環(huán)節(jié)，可在最合理工期內(nèi)，達到質(zhì)量標準。

（2）用轉(zhuǎn)子進行隔板找中心，采用“壓鉛絲法”測量通流間隙，可以投入最少的人員，不損壞設(shè)備，提高效率。

（3）二次灌漿在扣蓋前進行、高中壓缸上導汽管在扣蓋前安裝完成，此施工流程的變更，保證了軸系中心和通流間隙不發(fā)生變化。

（4）多次復查軸系找中心，使軸系中心精度符合要求，確保汽輪機運行期間軸振參數(shù)優(yōu)良。

（5）油系統(tǒng)沖洗采用三階段沖洗法，使油質(zhì)在最短時間內(nèi)達到標準，為機組長期穩(wěn)定運行奠定基礎(chǔ)。本技術(shù)可為后續(xù)同類型二次再熱機組的汽輪機安裝提供參考。

[1]汽輪機產(chǎn)品說明書：東方汽輪機廠.

[2]汽輪機安裝說明書：東方汽輪機廠.

[3]汽輪機現(xiàn)場技術(shù)交底書：東方汽輪機廠.

圖7 滿負荷運行時機組參數(shù)

TM621

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1671-0711（2016）12（上）-0105-04