PG9171E燃氣輪機整缸起吊與調整檢修技術

章雷申，鄭志強，陳 剛，陳 豪，趙 駿，陸國平

(1. 上海市電力公司閘北發電廠，上海 200438； 2. 上海閘電燃氣輪機發電有限公司，上海 200438； 3. 南京汽輪電機(集團)有限責任公司，南京 210037)

1 項目背景

上海市電力公司閘北發電廠擁有4臺美國GE公司 PG9171E燃氣輪機(圖1)，采用2拖1的布局方式，并加帶2臺汽輪機，形成機組的聯合循環。自1996年4臺燃氣輪機依次投產，至今已運行了22年。近年來，#4燃氣輪機因長年運行、安裝地基結構沉降等原因[1- 2]，導致機組運行振動水平超標，必須對其實施返廠檢修，從新校準氣缸體(圖2)。

檢修需要精確的修前數據，所以燃氣輪機氣缸采用整體吊出的方案。返回維修廠后，燃氣輪機吊裝至原工作位置，其軸線與輔機模塊軸線、發電機軸線保持一致。因此，如何安全可靠地吊裝氣缸、準確地定位氣缸成為施工中的難點。

2 整缸起吊施工工藝

2.1 氣缸部件質量估計

通常情況下，燃氣輪機檢修中氣缸的拆解只涉及其上半部分[3-4]，且每段氣缸均可單獨起吊，最大起吊質量約15 t。但是，此次檢修采用氣缸整體吊出方案，所以必須確認精確的起吊質量。為了盡量降低起吊質量，同時兼顧機組可能無法正常拆解的實際情況，施工中僅拆除部分壓氣機靜葉、全部透平靜葉，而保留靜葉復環等部件。精確的起吊質量如表1, 合計總質量126 t, 長寬高為9 983.5 mm×4 115.0 mm×4 088.0 mm。

2.2 汽車式起重機選型

第二步需要解決的是汽車式起重機選型。結合實地勘察，精確測繪并結合實際起吊需求，最終確定使用德國LIEBHERR LTM1500-8.1全液壓汽車式起重機；其主要參數：主臂26.5 m， 配重165 t,見圖3。

名稱質量/kg長/mm寬/mm高/mm壓氣機進氣缸上半10 903.21 4423 5001 750壓氣機進氣缸下半10 903.21 4423 5001 750壓氣機前缸上半2 9261 0772 4601 230壓氣機前缸下半2 9261 0772 4601 230壓氣機后缸上半2 3359822 2601 130壓氣機后缸下半2 3359822 2601 130壓氣機排氣缸上半6 0192 8123 1701 585壓氣機排氣缸下半6 0192 8123 1701 585燃燒室外殼上半6 8151 6003 8801 940燃燒室外殼下半6 8151 6003 8801 940二級復環上半527///二級復環下半527///三級復環上半291///三級復環下半291///單透平缸上半6 3601 1703 4001 700單透平缸下半6 3601 1703 4001 700透平排氣缸上半12 7201 8003 6301 815透平排氣缸下半12 7201 8003 6301 815一號軸承2 6741 255.61 259.4/二號軸承3 2031 191.62 522.01 524.0三號軸承1 740744.21 127.81 097.3壓氣機靜葉等3 170.4///假軸、假瓦2 000///螺栓、后支撐腿1 400///透平缸保溫層等500///復環定位銷等1 500///其他附件12 020.2///

2.3 吊裝能力安全校核計算

1) 總負載計算

設備質量為126 t；吊鉤質量為2.6 t；鋼絲繩質量0.6 t。總負載Q=129.2 t。

2) 索具配備

主吊鋼絲繩規格：6×37+FC-1700-52.0；長度16 m；根數：4根(雙股8個頭)；單根鋼絲繩受力為P；a=68°(鋼絲繩水平夾角)；K為動載系數，K取1.1，推出P=Q×K/(8×sin 68°)=19.16 t。因為，Ф=52.0鋼絲繩單根最小破斷力S破=142.7 t，故鋼絲繩工作系數K工作=S破/P=7.45，在許用安全范圍內([K]=6～8)。

500 t起重機參數：主臂L=26.5 m，作業半徑R≤11.8 m，額定起重量131.2 t>總負載129.2 t，符合安全規范。通過精心的策劃與組織，同時克服了實際施工中的種種困難，氣缸整缸起吊順利實施，見圖4。

3 氣缸定位測量與調整

3.1 氣缸對中方法

常用的氣缸對中方法包括：激光對中、拉鋼絲對中、假軸對中等。本次復測采用假軸對中方法。該方法無須反復校對基準，測量過程直觀。假軸是一根細長軸，根據材料力學理論計算，假軸的撓度曲線如圖5所示。數據表明，該假軸滿足本次氣缸對中的需求。

3.2 假軸測量氣缸洼渦中心

1) 當吊出轉子、軸承、拆除靜葉片后，在第1、3道軸承安裝托架板(假軸瓦座)，并安裝假軸。2) 按照1、3道軸承油檔洼渦調整假軸瓦支承架，并對中假軸；確保假軸中心線與油檔洼渦中心偏差小于0.05 mm。3) 假軸中心調整完成后，在第1道軸承處，使用壓-輔短假軸測量修前假軸的標高。4) 假軸定位完成后，安裝所有氣缸。各氣缸水平面、垂直面定位銷全部到位，擰緊1/2～1/3螺栓。5) 測量各氣缸的前后法蘭面洼渦值(圖6)。每個法蘭面取頂部(T)、底部(B)、左側水平(L)、右側水平(R)共4個測點，將百分表安裝在移動測量盤的連接桿上，測量各個氣缸進口、出口法蘭面洼渦中心。轉子盤動過程中應保持同一方向轉動，同一位置至少讀數2次，確保數據的準確性。6) 測得修前合空缸基準數據，并經撓度值修正。

3.3 氣缸返廠維修

氣缸返廠后，施工工序如下：

1) 整缸起吊至原輪機間工作平臺。

2) 復測透平缸底部方鍵處氣缸定位數據。

3) 根據數據，初調氣缸定位并確保氣缸前后支持腿各螺栓均能正常穿入螺栓孔內。經過初調后的氣缸定位能確保整體偏差在1 mm以內。進一步調整時只需微調。

4) 安裝假軸調整軸承洼窩，復測第一道軸承處使用壓-輔短軸處軸線中心數據。根據實測數據與修前數據對比后，采用漸進法逐次微調氣缸，直至軸線偏差到標準范圍之內。

維修前氣缸定位數據如表2；維修后氣缸定位數據如表3。

表2 維修前氣缸定位數據 mm

4#檢修前位置測量值計算值左L右R上T下B軸向位置X左右偏差( L-R)/2撓度修正δ上下偏差(T-B)/2+δ第一道主軸承(基準)5.055.04/5.29Ⅰ2900.0050.24/第三道主軸承(基準)5.004.98/5.30Ⅲ3900.0100.31/第二道主軸承(三點)5.866.22/7.55Ⅲ3250-0.1801.87/第二道主軸承(三點)2.953.27/4.61Ⅲ2950-0.1601.80/輔助齒輪箱假軸中心3.404.035.222.07Ⅰ950-0.315-0.740.835輔助齒輪箱假軸中心3.564.255.492.36Ⅰ950-0.345-0.740.825輔助齒輪箱假軸中心3.223.845.172.02Ⅰ950-0.310-0.740.835輔助齒輪箱假軸中心5.616.307.594.46Ⅰ950-0.345-0.740.825

注：正數表示偏右、偏下；負數表示偏左、偏上

表3 維修后氣缸定位數據 mm

注：正數表示偏右、偏下；負數表示偏左、偏上

4 整缸起吊的優點及擴展

PG9171E燃氣輪機整缸起吊、整缸調整方案，實現了現場施工工藝重大突破，形成了一套行之有效的、具有可操作性與推廣性的整缸起吊工藝方法。該方法在實踐中得到了很好的應用。通過對比每個測量位“上下偏差”和“左右偏差”修前、修后的數值可知，缸體中心線整體最大偏差小于0.15 mm，達到了預定目標。該套方案的成功實施，為同類型機組的檢修提供了寶貴經驗。