西門子SST6-5000型汽輪機安裝技術工藝研究與應用

中國電建集團核電工程公司 李 強

燃氣-蒸汽聯合循環發電機組具有熱效率高、污染排放低、建設周期短、啟停機快捷等特點。西門子SST6-5000型汽輪機機組功率300MW，運轉層標高16米，機組總重635t，為緊湊型機組，由高中壓缸和低壓缸組成，其中高中壓缸和低壓內缸均由落地式軸承座支撐，并通過推拉桿向連，高中壓轉子及低壓轉子通過三瓦支撐。該項目汽輪機安裝驗收標準執行阿美及西門子安裝標準，安裝工藝復雜、施工技術要求高、過程控制嚴格，國外廠商對質量要求高，需要通過對系統工藝研究、科學合理的施工組織，解決沙漠環境下、無行車及露天條件下設備安裝、大件設備吊裝、技術工藝研究、質量控制、設備維護等難點。

1 關鍵技術

軸承座找中心及灌漿，其中軸承座找中心工序中，左右中心以油當洼窩中心測量數據調整、上下中心根據高精度水準儀測量軸承座標高數據為準，減少軸承座找中心過程中中心、標高、水平及揚度相互的影響因素。高中壓缸及低壓內缸碰缸方案，使用千斤頂油泵連接頂軸油作為臨時頂軸油，手動裝置連續盤動轉子進行碰缸，檢查徑向間隙及軸向位移，根據圖紙要求，擺動高中壓缸或低壓內缸至設計位置，使用斜墊鐵固定。低壓外缸組合中增加法蘭面臨時支撐及拉索進行加固，端板找正時增加頂絲裝置。高中壓轉子及低壓轉子三瓦支撐形式下，軸瓦調整、軸系找中心及軸系鉸孔、軸系連接關鍵工藝分析優化。低壓缸汽封間隙測量優化方案，內缸底部汽封間隙采用長塞尺檢查，頂部采用“壓鉛絲”方法，結合碰缸方法進行汽封間隙檢查。

2 施工基礎準備

施工準備。技術準備：圖紙會檢完畢，組織施工人員進行詳細的交底，掌握相關安裝程序及要點；工器具準備：所有吊裝工具及測量工器具均校驗合格，并在有效期內。

設備及附件的清點檢查。按照設備的裝箱單對設備進行清點檢查；檢查設備及附件的外觀完好情況，是否有磨損、擦傷、銹蝕、變形等，鑄件外表面有無殘留的鑄砂、氣孔、裂紋等缺陷，如有缺陷要及時按相應流程處理，并作好記錄。

基礎準備。檢查基礎形狀和各部位主要尺寸、預留孔洞的位置和深度是否符合要求，基礎尺寸的允許偏差應符合下述規定：縱、橫軸線偏差±5mm，標高偏差±10mm。

軸承箱就位、找中心及灌漿。軸承座為無臺板支撐，落地固定式軸承座，不參與軸系膨脹，就位前制作軸承座頂絲支撐水泥墊塊，安裝、調整地腳螺栓，安裝地腳螺栓泡沫密封環，就位#1～#3軸承座。軸承座找中心工序中，#1及#2軸承座以#3軸承箱為基準，左右中心以油當洼窩中心測量數據調整，上下中心根據高精度水準儀測量軸承座標高數據利用頂絲調整，不再采用測量三點油擋洼窩中心的方法，左右中心及標高合格后，揚度及水平自然形成，減少軸承座找中心過程中中心、標高、水平及揚度相互的影響因素，大幅提高安裝效率。軸承座中心調整驗收后，地腳螺栓緊固第一階段力矩，開始支模、養護，進行灌漿及插板。

表1 軸承座標高設計值

3 施工操作

3.1 高中壓缸就位、找正

軸承座灌漿后，安裝#1推力支持聯合軸承及#2徑向支持軸承，軸承為球面線接觸，不用研磨接觸情況，只需進行接觸檢查，軸承按照標高及縱橫向定位鍵間隙裝配，#1軸瓦吊出，就位高中壓缸。高中壓缸整體供貨，重量為145t，吊裝采用600t履帶吊，吊裝半徑24米。借助頂升裝置，旋入#1推力支持軸承下半，轉子落到到軸瓦上，拆除轉子運輸環。

高中壓缸碰缸方案中，在正式頂軸油不能投用的情況下，使用千斤頂油泵連接各個軸瓦頂軸油管作為臨時頂軸油，使用手動盤車裝置連續盤動轉子在貓爪位置分別放置千斤頂并架設百分表，使用千斤頂緩慢頂起高中壓缸，每次平行移動0.1mm并配合使用頂絲作為千斤頂的安全防護，監視轉子盤動情況，直到轉子盤動困難或停止盤動并記錄百分表行程，重復此步驟，分別上下左右前后平行移動，檢查缸體移動量，根據圖紙要求調整高中壓缸設計位置，使用臨時斜墊鐵固定缸體。

3.2 低壓外缸組合、焊接

低壓外缸由端板、側板、支撐管等散件供貨，現場組合焊接，外缸與凝汽器結頸焊接，重量由凝汽器承擔，不參與滑銷系統膨脹，低壓內缸通過貓爪由其前后的軸承座來支承，并通過推拉桿與高中壓缸相連：前后端板就位安裝并找平找正。左右側板的安裝并找平找，使用刀口尺檢查法蘭錯口情況，增加可調式頂絲固定工具，固定端板及側板。低壓外下缸增加可調式臨時支撐和斜拉索，減少變形，整體找正。安裝外下缸撐管連接板，并點焊牢固。低壓外上缸前后圓弧缸體安裝就位完。在焊縫位置標注焊接順序，采取跳焊法，減少變形。

3.3 內缸就位、轉子就位

配置內缸臨時貓爪墊片，內缸就位標高低于設計標高5mm，內缸下半就位初找正。轉子吊裝前安裝轉子臨時支撐，利用斜墊鐵找平、點焊，吊裝轉子至臨時支撐上，安裝軸封膨脹節，并使用橡膠皮、木板等臨時固定。安裝#3軸瓦，輔助軸瓦標高高于設計標高10mm，以防止在吊裝中轉子破壞隔板汽封齒，吊裝就位轉子。

3.4 高低轉子找中心，聯軸器鉸孔、連接

以高中壓轉子為基準，低壓轉子對高中壓轉子找中心，高低壓轉子聯軸器止口為0～0.03mm，調整輔助軸瓦及#3瓦，進行聯軸器找中心，不再采用低壓轉子為基準的方法。借助輔助軸瓦及輔助聯軸器螺栓，將低壓轉子進入高中壓轉子止口。#1～#3軸瓦連接千斤頂油泵作為臨時頂軸油，使用手動盤轉子裝置盤動轉子，調整、驗收聯軸器晃度，完成找中心及鉸孔前最終驗收。鉸孔工作分擴孔和研磨兩個階段，分別使用手動鉸刀和電動可調式鉸刀。高低轉子聯軸器共7顆螺栓，螺栓孔與螺栓配合間隙為0.02～0.03mm，首次鉸孔3個，并加工螺栓裝配按照伸長量緊固。完成聯軸器晃度檢查后再進行剩余4個孔的鉸孔工作，全部完成后檢查晃度，完成鉸孔、連接工作。

3.5 低壓缸徑向汽封間隙測量

汽輪機機組運轉層為16米，轉子重量為57.8t，吊裝使用機械為300t履帶吊，在汽封間隙測量中需多次反復吊裝轉子及內部隔板套，既增加了人工及機械成本，轉子為汽輪機極其精密、貴重設備，又增加了反復大件吊裝的風險，因此不能使用常規方案進行徑向汽封間隙調整，并創新徑向汽封間隙測量調整方案，減少低壓轉子大件吊裝次數，并達到精準測量汽封間隙的目的。

測量方案：左右徑向汽封間隙使用普通塞尺檢查。底部汽封間隙采用“碰缸方式”調整，結合長塞尺（長1.5～2m，0.02～1mm）檢查底部汽封間隙。頂部汽封間隙壓鉛絲檢查。此方案無需多次反復吊裝轉子，即可完成徑向汽封間隙調整工作。

4 結語

本成果與國際項目接軌，主要研究沙漠環境、露天布置、無行車條件下，設備安裝、大件吊裝、設備防護等方案研究；落地式軸承座找中心、及灌漿安裝方案創新；高中壓缸及低壓缸三瓦支撐形式下軸系找中心及軸系鉸孔、軸系連接關鍵工藝分析優化；低壓內缸找正及低壓缸徑向汽封間隙調整方案創新，SSTG-5000型機組碰缸技術研究，通過本成果的研究，引進新技術、新工藝、新流程、新裝備等先進技術，學習國外先進安裝方案，降低施工成本，提高施工能力、工程質量，逐步形成整套的SST6-5000型汽輪機安裝關鍵技術研究成果。