淺談燃氣熱電聯產汽輪機SSS離合器安裝工藝

丁金磊 郝艷峰

摘要：在熱電聯供機組中，為了使機組在冬季供熱工況[1]下能夠盡量的為熱網提供熱量，同時在其他季節具有良好的發電量和發電效率以及變工況的靈活性。很多燃氣-蒸汽聯合循環[2]的汽輪發電機組采用將發電機前置布置方式，高中壓轉子與低壓轉子通過短軸及SSS離合器相連接，軸系通過 SSS 離合器的嚙合和脫開，實現機組的純凝、抽凝、背壓運行模式的自由切換，從而達到機組的極限供熱能力，同時節約能源，減少無為的消耗。在純凝或抽凝工況時，SSS 離合器嚙合，汽輪機的高中、低壓轉子一起工作帶動發電機發電，保證汽輪機很好的發電效率;汽輪機背壓運行時，SSS 離合器脫開，汽輪機的高中壓轉子和低壓轉子脫開，高中壓轉子帶動發電機發電，汽輪機中壓缸所有排汽通過供熱閥門系統給熱網供熱，使供熱量最大化。

關鍵詞：SSS離合器;燃氣-蒸汽聯合循環

引言：

SSS離合器[3]的目的是在在滿負荷或者停機的時候高中壓轉子能夠與低壓轉子連接或者分離。其技術在熱電聯產機組中的應用，可以實現汽輪機供熱最大化，現以北京某電廠熱電聯產機組300T型SSS離合器安裝為例，對SSS離合器的結構原理、安裝工藝重要環節、關鍵創新點及推廣前景進行研究、總結。

1 基本結構原理

SSS離合器的主要部件包括：主螺旋滑動組件、繼動螺旋滑動組件、輸入組件（連接于低壓轉子）、輸出組件（連接于高中壓側中間軸）。

當高中壓轉子、低壓轉子均靜止時，啟動盤車，此時低壓轉子在盤車裝置的驅動下開始旋轉之時，離合器會自動嚙合，從而使盤車裝置也驅動高中壓轉子和發電機轉子。

離合器配置伺服鎖定裝置，當高中壓轉子與低壓轉子一起轉動的時候，若鎖止套處于“鎖止”狀態，離合器將不能脫開;當鎖止套處于“解鎖”狀態時，當低壓轉子轉速低于高中壓轉子轉速或者高中壓轉子轉速增加超過低壓轉子轉速時，離合器將自動脫開;當鎖止套設置于“預鎖定”，而此時離合器在脫開狀態，由于鎖止齒并未對準，所以不會相互嚙合。當離合器嚙合后，將使得主螺旋滑鍵和輸入滑鍵產生小的相對旋轉運動，這樣鎖止套將進入“鎖定”狀態。

2 SSS離合器安裝工藝

2.1安裝工藝流程：假瓦及中間軸安裝→軸系找正→SSS 離合器開箱檢查→節流孔塞安裝→低壓側離合器連接→高中壓側離合器連接→起吊支撐環拆除→離合器水平及找正檢查→離合器同心度檢查→液壓伺服器安裝定位。

2.2 安裝重要環節

2.1.1中間軸的安裝：

中間軸位于高中壓轉子與SSS離合器之間，中間軸靠近 SSS 離合器端有一支持軸承，另一端與高中壓轉子剛性連接。中間軸與高中壓轉子連接之前在中間軸上布置一個支撐假瓦，便于過程中對中間軸就位和找中。

2.1.2中間軸與低壓轉子聯軸器找中心

SSS 離合器需要在機組軸系找中及各聯軸器連接后正式安裝，因此前期的中間軸與低壓轉子找中心就尤為重要。技術要求中間軸與低壓轉子聯軸器端面距離為 785mm，張口可以用內徑千分尺測量，中心偏差利用常規的百分表座無法測量，因此特制專用的聯軸器找中工具。所制作的工具必須保證其剛性，建議使用專用工具測量時多盤動幾圈轉子，將幾遍的百分表中心數值進行比較，當幾次數值無變化時，表明無晃動誤差。由于兩聯軸器直徑很大，中間軸承箱內橫向尺寸較小，導致工作空間狹窄，普通百分表表桿長度為 115mm 左右，在盤動轉子時百分表無法整圈盤動，建議選用百分表表桿長度為 75mm 左右的小表盤百分表。最終要求兩聯軸器中心及張口偏差均小于 0.02mm;

2.1.3 SSS 離合器安裝方法

SSS 離合器拆除包裝后，首先要對 SSS 離合器的旋轉方向進行辨認，從而確定離合器的輸入端和輸出端（輸入端為低壓端側、輸出端為高中壓側）。在離合器的輸入端法蘭外環上刻有一個指示旋轉方向的箭頭。

由于給離合器供油的節流孔塞需要安裝在中間軸的聯軸器上且需從離合器側旋入，因此在離合器安裝前必須要提前將離合器的節流孔塞安裝完畢。安裝前一定要檢查節流孔塞是否暢通，保證節流孔內部無異物堵塞。安裝時一定要將節流孔塞完全旋入聯軸器孔內，不允許外露。

緩慢水平吊起離合器，由于離合器在安裝之前處于伸縮狀態，且在安裝時要先將低壓轉子與 SSS 離合器輸入端連接，因此在吊裝就位時要確保離合器的輸入端靠近低壓轉子靠背輪一側，為了防止吊裝時設備晃動，保證 SSS 離合器內部部套在吊裝過程中在各方向上的位移量很小或忽略不計，保證內部套配合的嚴密性和可靠性。在 SSS 離合器吊裝安裝前，須采取臨時固定措施，即在 SSS 離合器的伸縮端即輸出端法蘭，臨時固定一伸縮擋板，在吊裝就位后拆除此固定擋板。

拆除離合器輸出端本身自帶的伸縮擋板（涂有紅色油漆的條形板），將離合器緩緩下落就位，對準離合器和低壓轉子法蘭之間銷子孔并使對輪止口嚙合，裝入2-3條定位銷后。在對角180°方向穿入兩條正式螺栓，擰緊螺栓慢慢將離合器拉入對輪止口。在用螺栓拉拽離合器過程中，盡量保證兩條螺栓旋轉距離一樣，期間可用深度千分尺等測量工具檢查。待 SSS 離合器完全進入對輪止口后，安裝其余定位銷，然后安裝并擰緊所有低壓側正式螺栓。螺栓緊固時采用半力矩、對角緊、力矩控制、隨時測量的方法對其法蘭螺栓進行緊固，均用一半力矩緊固后，將力矩扳手設定為全力矩，繼續對角進行最終緊固。

盤動中間軸，對準中間軸與離合器輸出端的銷子及螺栓孔，將起吊支撐環的六個螺栓擰松大約 1/2 圈。將兩條頂起螺釘涂少量潤滑脂，通過中間軸聯軸器旋入離合器輸出環，在直徑方向上的相對位置裝好，均勻擰緊兩頂起螺栓，使離合器輸出環慢慢的拖向中間軸法蘭。當離合器和中間軸法蘭之間銷子孔對準并使對輪止口嚙合時，裝入2-3條定位銷，繼續均勻擰緊頂起螺栓慢慢將離合器拉入對輪止口，期間可用深度千分尺等測量工具檢查。待 SSS 離合器完全進入對輪止口后，安裝其余定位銷，并擰入部分正式螺栓后，換下頂起螺栓，然后按照力矩要求緊固所有高中壓側螺栓。

當所有的螺栓及定位銷都安裝并擰緊后，此時可以拆除離合器的起吊支撐環。起吊支撐環拆除步驟為：首先，松開起吊支撐環左右兩側的緊定螺釘，吊走支撐環上半，使下半由吊帶懸掛（在起吊支撐環上均安裝有一個用于輔助拆卸的吊帶），然后將起吊支撐環下半旋至離合器上部，拆除吊帶一端，吊走起吊支撐環的下半。起吊支撐環拆除完畢。

用塞尺檢查離合器與低壓轉子及中間軸法蘭結合面的緊固間隙，間隙要求 0.03mm 塞尺不入。

檢查離合器的水平及找正：為了保證 SSS 離合器安裝后準確的測量出其離合器內部件的軸向及徑向間隙，因此安裝后離合器檢查采用了內外尺寸相對值的方法。從而保證了該離合器各部件間隙的準確性。

測量方法：用深度千分尺測量A值尺寸，用內徑千分尺或內徑量表測量B 值尺寸，測量上（x）、左（y）、右（z）三點，所測得的 Ax、Ay、Az（或 Bx、By、Bz）三個數據中任意兩數之差不應大于 0.10mm。

離合器輸入、輸出部分的同心度檢查：首先檢查前要保證離合器處于解鎖脫開狀態。因此現場需將輸入端的操作環手動推至輸出側，使離合器處于解鎖狀態。然后逆向旋轉低壓轉子或正向旋轉中間軸，使離合器脫開。然后在離合器的輸出環和輸入環上架百分表，正向盤動中間軸記錄百分表數據（8個方向），最大偏差不超過 0.02mm。

液壓伺服器安裝定位：將兩臺液壓伺服器分別安裝到 SSS 離合器兩側，在安裝兩臺伺服器時必須要注意輸入端的操作環與每個伺服器上的滑塊之間應有 1mm 的冷態安裝間隙。冷態安裝間隙值設定后鉆絞定位銷孔，對伺服器進行定位。

3關鍵創新點

根據常規百分表找中心形式，加長制作百分表支架，增加加固筋，多次盤動轉子對比中心數值，直至幾遍中心數值幾乎無變化時，表明找中心工具合格。

為了防止吊裝時設備晃動，保證 SSS 離合器內部部套在吊裝過程中在各方向上的位移量很小或忽略不計，保證內部套配合的嚴密性和可靠性。在 SSS 離合器吊裝安裝前，增加一固定擋板，作為臨時固定措施。

為了保證了SSS 離合器與高中壓轉子及低壓轉子對輪有良好的配合性和可靠性，采用專用力矩控制手段。

為了保證了 SSS 離合器裝置各部件間隙的準確性。在 SSS 離合器水平找正檢查時，采用內外尺寸相對值的方法，從而能準確的測量徑向及軸向間隙。

為了保證液壓伺服器安裝時的 1mm 測量誤差，更保證液壓伺服器工作動作時的準確性，在安裝液壓伺服器時，采用臨時固定推力爪，塞尺固定間隙的方法。

4推廣前景

SSS 離合器屬于超越式純機械離合機構[4]，可通過自動控制系統。采用棘爪撥動齒套沿螺旋線滑動，實現嚙合或脫開。對于有低壓模塊解列的機組，采用SSS 離合器的優勢在于比雙發電機方案減少一臺發電機、盤車等設備，結構緊湊，節省大量投資及安裝維護工作量且現場安裝簡單容易。SSS離合器在電力行業中，特別在熱電聯產的電廠中會越來越廣泛應用。

參考文獻：

[1]謝明江，宋建華，彭金龍，趙春芳，蘇鑫海.自動同步離合器在供熱汽輪機中的應用[J].科技與創新，2017（06）：154-155.

[2]段慧青，楊小軍.F級一拖一分軸聯合循環抽凝背式供熱機組配置研究[J].東方電氣評論，2020，34（01）：56-59.

[3]邵德讓.SSS離合器工作原理探討[J].科技與企業，2014（15）：378.

[4]鮑大虎，王文斌，劉志德，沈剛，何成君，魏軍，鄒建偉，王立峰，李海鵬，李書新，邵奎柱. 一種用于熱電聯產供熱用的150MW汽輪機[P]. 黑龍江：CN203257480U，2013-10-30.