筒形缸機組高壓缸與高調閥導汽管道連接螺母拆除工藝淺談

崔林，高靖，畢志英

（中國電建集團河北工程有限公司，河北 石家莊 050000）

本文以某臺機組為實例，結合該機組導汽管連接螺母拆除過程中發現的問題，進行原因分析，并論證拆除方案，根據遇到的問題調整施工方案及工序。本次調整后的施工方案順利執行，保證機組按期順利運輸返回制造廠檢修。其他類似項目和類似問題可借鑒參考本方案。

1 項目介紹

本期工程2×600MW 超臨界燃煤機組于2008 年4 月正式開工建設，1 號機組于2011 年3 月通過168h 試運投入商業運營。2015 年，2 臺機組“近零排放”改造正式通過省環保廳驗收，成為“近零排放”的火力發電廠；2017 年，完成1 號機組汽輪機本體連通管供熱改造；2019 年，完成1 號機組多聯供直供汽改造項目，機組停機前運行正常。2021 年，為首次進行返廠大修。本項目汽輪機采用日本富士電機株式會社生產的600MW 超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸兩排汽、凝汽式、反動式汽輪機。高壓缸外缸采用對分面垂直軸線的筒形結構；中壓缸為雙層缸設計，其雙層缸為水平中分式內缸和外缸；高壓缸與高調閥導汽管道通過螺母連接在一起，高壓缸返回制造廠檢修時，需要對螺母進行拆除。

2 施工方案及實施過程中遇到的問題

2.1 兩側高調閥導汽管道連接螺母拆除方案

（1）A、E 列6 ～7 柱間（距離10m）使用兩根鋼絲繩（長度15m 以上）連接。

（2）使用手拉葫蘆（10t）以及鋼絲繩固定在6 ～7 柱之間，另一端與左、右側閥組固定。

（3）安裝螺母旋轉托板（圖1 中件18），保證螺母旋轉過程中保持與導汽管同心。

圖1 螺母旋轉托板圖

（4）丙烷加熱器由上下兩個半圈組成一套，加熱時套在螺母上，然后將支撐支架架好，使燃燒嘴與螺母拉開距離，同時注意并列使用的加熱器要距離均勻，使加熱時螺母受熱均勻。加熱時同時使用4 組丙烷火焰加熱器，均勻加熱高調閥與高壓缸連接螺母至200℃，加熱時長控制在25min，使用測溫槍測溫；溫度達到要求后，使用鉤子將加熱器向調閥側快速拉出。火焰加熱器如圖2。

圖2 火焰加熱器（加熱時效果）

（5）安裝環形扳手（K336）及吊耳，使用鋼絲繩將吊耳與行車掛鉤相連，緩慢起吊，螺母緩慢松開。

（6）拆除環形扳手，使用行車將螺母持環（K335）吊至連接螺母下方，使螺母持環與連接螺母接觸且有支撐力，確保閥組與缸體水平連接。

（7）使用撬棒插入連接螺母表面孔洞，繼續旋轉連接螺母直至旋開為止。

（8）可能發生螺母卡澀無法旋出的情況，使用火把繼續持續均勻加熱，并再次嘗試旋出。如加熱旋出無效，則破壞性拆除，并與主機廠聯系緊急采購螺母備件。

（9）使用導鏈將左、右側高調閥向兩側拉開，使閥體與缸體之間間隙為20mm。

2.2 方案實施過程中遇到的問題

右側螺母拆除過程中發現卡澀問題，人力無法盤動，但使用吊車可以盤動，但無法一次性盤出每次大約為2周，需要在盤不動時，將螺母自然冷卻至室溫，然后再次重復施工步驟4 ～7 步，全部螺紋為12 周圈，施工進行3 天共計6 次才將螺母松下。左側螺母在第一次盤動時，人力無法盤動，使用吊車可以盤動，第一次盤動旋轉了半圈螺紋，就不再松動，將螺母進行自然冷卻，然后重復進行了第2、3、4 次盤動，合計盤動3 周圈。第4 次盤動時有較為明顯的卡澀現象，共計盤動了50mm左右的弧長后就無法盤動。第5、6 次盤動時，行車加大盤動噸位從8t 升至20t 后也未盤動螺母。

2.3 原因分析

（1）螺母螺紋形式如圖3 所示，該螺母材質為21CrMoNiV47，螺紋旋合長度247.5mm，為粗螺牙設計，牙高10.5mm，寬度20.0mm，配合間隙1.5mm。根據螺紋形式和右側松開的螺母螺紋蹭磨痕跡情況，考慮螺紋卡澀的可能性較小。

圖3 螺母螺紋形式

（2）施工方案是按照制造廠提供的說明書及圖紙編制的，所以施工方案是正確的、可靠的、可行的。在咨詢國內同類型項目時發現，按照此方案是可以拆卸下連接螺母的，并且拆除過程中無卡澀情況。

（3）檢查右側螺母通過螺母外側的銷孔發現明顯蹭磨痕跡，通過查看圖紙發現螺母按銷孔分界，外側為一凸臺，內側為螺母螺紋。凸臺與導汽管法蘭的配合間隙廠家圖紙未提供設計要求，在現場檢查發現間隙小于0.1mm。根據發生蹭磨的痕跡所在的位置判斷，劃痕應該為凸臺在導汽管法蘭上摩擦留下的，所以考慮凸臺間隙過小或縫隙內掉入氧化皮后碾磨造成的。再加上此項目在黃河沿岸，空氣濕度較大，考慮設備銹蝕氧化情況要比作為參考的其他機組嚴重，所以考慮在凸臺上出現氧化皮的情況也是可能的。

3 優化方案及實施

確定問題原因后，調整了原施工方案，調整后的部分如下。

將高壓調閥閥芯拆除，從調閥向導汽管內部填入干冰，降低導汽管道溫度，增加導汽管道與螺母的溫差，從而達到延長施工時長及加速冷卻施工區域的效果。干冰加入的時間，可以通過監視導汽管升溫或在開始加熱后10 分開始。干冰加熱過程中要注意人員安全。用行車盤動螺母，加大盤動噸位最大到40t，為了保證不出現脫鉤問題將環形扳手（K336）點焊到螺母上。首次盤動時在螺母焊接一個支點，增加千斤頂支撐，輔助盤動螺母，保證螺母能夠從卡澀點通過。因為可以投入干冰，可將螺母加熱溫度上調至260℃，同時測量導汽管溫度保證溫度在100℃以下。考慮升溫困難，加熱時，可以考慮增加烤把加熱，烤把采用氧氣和乙炔氣體。

實施過程：將高壓調閥閥芯拆除后，測量閥門端部到加入干冰的位置點的距離，保證干冰能達到最佳效果。加熱時增加4 個烤把加熱，加熱時長延長到30 分鐘。首次盤動增加了一個100t 液壓千斤頂輔助。

第一次盤動明顯感覺出卡澀，臨時添加了使用重錘敲擊的方案，使用吊車將一個重錘(約1500kg)吊起，人力推動重錘錘擊環形扳手（K336）的凸起，敲擊數次后每次推動距離明顯增大，大約旋轉120°后，螺母溫度下降較快，溫差無法保持，未冷卻直接進行加熱。

第二次加熱后直接用行車盤動，盤動時噸位1t，當旋轉240°后，大約在上一圈開始的位置，明顯出現摩擦音，盤動噸位顯示達到30t，旋過這個角度后噸位迅速下降至1t。通過這個現象確定在這個角度上應該是出現了咬合凸起。第二次盤動總共旋轉了4 圈，后因溫度下降暫停盤動，開始火焰加熱。

再次加熱后，因為內外溫度接近，所以盤動噸位明顯上升，最高時達到了40t，為了保證設備安全，停止作業，本次僅盤動了2 圈，至此當天作業停止。

自然冷卻12h，溫度達到室溫后，再次開始火焰加熱，加熱溫度設定為260℃，時間30 分鐘，后啟動行車進行盤動，此次盤動一次性將剩余圈數盤完。

至此左側螺母拆除工作全部結束。后續將高調閥向左右兩側拉開20mm 后，汽輪機高壓缸完成本體工作，具備外運返回制造廠檢修的條件。

4 結語

新方案順利實施，成功將螺母松下，施工結束后，對施工過程進行了總結。拆解螺母前，應先拆除高壓調速汽閥閥芯，加入干冰用來降低導汽管溫度，能夠有效增加施工時長。拆卸螺母時可以根據實際情況，增加螺母加熱溫度及行車盤動噸位。機組檢修時如長時間未解體過的設備，在解體前應使用煤油浸泡，如無法浸泡的解體時，要增加錘擊工藝。在保證設備安全的前提下，可以增加加熱工藝，即使圖紙或說明書中無加熱要求的，也可以采取加熱工藝。使用加熱工藝時，要考慮內外部件間的溫差，溫差越大效果越好。

為了保證回裝時順利完成，在高壓缸運輸返廠后，應將螺母向調閥側推動至最內位置，將向導汽管法蘭漏出，打磨干凈導汽管上的蹭磨痕跡和氧化皮，然后將螺母向汽缸側推動至最外側，將螺母內能漏出的位置上的氧化皮和蹭磨痕跡打磨干凈。在設備回裝前，還應將導汽管法蘭上涂抹耐高溫型螺栓防咬劑，將導汽管法蘭外表面進行打磨，增大凸臺與導汽管外法蘭之間的間隙。如有條件可以考慮將凸臺減窄，將原有寬度降低一半左右，這個凸臺在設備上起到的作用是用來保證螺母與法蘭的同心，變窄不會影響其應產生的作用，同時發生蹭磨的接觸面變窄能夠有效降低今后的蹭磨現象。