切向进汽型汽轮机主汽门安装施工工法

杨学志 张庆泉

（山东电力建设第二工程公司 山东济南 250100）

切向进汽型汽轮机主汽门安装施工工法

杨学志 张庆泉

（山东电力建设第二工程公司 山东济南 250100）

切向进汽型汽轮机主汽门与高压缸通过锁紧螺母直接连接，无导汽管，具有结构紧凑、效率高、汽流流动损失小等优点，得到推广与应用。

锁紧螺母体积大，重量大，其内螺纹与高压缸外螺纹连接精确，主汽门与锁紧螺母在旋合锁紧过程中易出现因中心偏差倾斜咬丝现象，所以主汽门、锁紧螺母的定位与调平是施工的重点和难点。山东电建二公司通过分析主汽门结构特点、研究安装工艺并进行技术攻关，总结形成了本工法，并在天津北疆电厂一期2×1000MW工程2号机组、安徽华电六安电厂2×600MW扩建工程3号机组成功应用。工法关键技术已通过中国电力建设专家委员会评审，达到国内先进水平。

切向进汽型汽轮机；主汽门安装；施工工法；经济效益

1 工程案例

（1）天津北疆电厂一期2×1000MW工程2号机组为例，汽轮机是由德国西门子公司设计，上海汽轮机有限公司制造。汽轮机主汽门通过锁紧螺母与高压缸连接。本工程2号机组主汽门安装在2009年7月10日开始，7月17日顺利安装完成，用时8d。因为提前组织，科学管理，整个安装过程顺利平稳，充分证明了提前设计的安装工艺流程是合适的，过程质量控制是有效的。

（2）安徽华电六安电厂二期2×600MW扩建工程3号机组，汽轮机型号为：N660-25/660/600型660MW超超临界中间再热凝汽式汽轮机，由上汽集团采用西门子技术制造。汽轮机主汽门通过锁紧螺母与高压缸连接。本工程3号机组主汽门安装在2014年1月20日开始，1月24日顺利安装完成，用时5d。安装过程严格遵守安全规程、按照施工工艺流程，强化过程控制，确保了顺利安装。

2 工法特点

（1）使用激光水平仪外引主汽门及高压缸接口水平中心线，并在高压缸与主汽门接口两侧分别标识2点，以便于在旋合锁紧螺母过程中精确定位两接口中心标高一致。

（2）使用液压张紧装置拉紧主汽门与高压缸结合面，左右方向间隙均匀，确保了主汽门与高压缸进汽管中心线在左右方向正确对中。

（3）通过测量锁紧螺母在进汽方向上的水平度，保证螺母水平，确保螺母与高压缸进汽管段始终保持对中，避免了螺纹咬扣。

（4）使用五组环形燃烧环加热锁紧螺母，锁紧螺母表面均匀受热，确保了锁紧螺母的热紧到位。

3 工艺原理

用行车配合手拉葫芦调平主汽门后，吊装到位。安装U型环及液压张紧装置，使用液压张紧装置拉紧主汽门。边拉紧，边调整主汽门，直至塞尺测量结合面四周间隙均匀、合格。利用激光水平仪外引高压缸进汽口中心线并在主汽门上标识。旋合锁紧螺母，利用激光水平仪及标识点调整主汽门与高压缸中心线标高保持一致。旋紧结束后，利用环形燃烧环热紧螺母。

热紧完成后，安装主汽门弹簧支架。根据现场实测数据计算的值，加工主汽门与油动机联轴器垫片，安装垫片，完成油动机安装。主汽门布置如图1。

图1 主汽门布置图

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

施工工艺流程见图2。

图2 切向进汽型汽轮机主汽门安装施工工艺流程图

4.2 操作要点

4.2.1 施工准备

（1）施工基础准备

①技术准备：对施工人员进行交底，掌握主汽门安装工艺方案及安装要点。

②工器具准备：准备所需工器具及量具，并校验合格。

③材料准备：准备齐全措施性材料及消耗性材料。

（2）安装前准备

①拆除主汽门及油动机的运输固定装置，拆除油动机运输用盖子。

②检查并恰当准备好基础预埋板，安装临时支架。

③检查锁紧螺母支架上的螺栓、套筒及接触面清洁度，应无油污、锈蚀。

④锁紧螺母支架拉到行车吊钩上，找中并固定到位。

⑤清理主汽门出汽口、高压缸进汽口结合面、U型环及U型环安装槽，并检查是否有损坏，接触面上的凸起要使用油光锉修整一下。

⑥使用外径千分尺测量U型环全周厚度，确保在图纸要求范围内；使用深度游标卡尺测量U型环安装槽全周深度，确保在图纸要求范围内。这样，U型环全周压缩值a=d-c在图纸要求范围内（图3）。

图3 测量U型环数据

4.2.2 主汽门就位

（1）使用行车、手拉葫芦、钢丝绳和锁紧螺母支架等吊起主汽门，在框式水平仪辅助下，利用手拉葫芦调平汽门。

（2）将阀体移至安装位置并放低它与汽缸进汽口平行，直到出汽口与高压缸进汽口处于相同高度。

（3）拿下高压缸螺纹上的橡胶皮垫，在螺纹上均匀涂抹二硫化钼。

（4）安装U型环，如碰到卡涩，则用铜棒轻轻敲入。拧上固定螺钉，确保沉头螺钉低于U型环平面。

4.2.3 拉紧结合面

（1）安装液压张紧装置的主汽门端，并与高压缸端连接。

（2）将主汽门出汽口与高压缸进汽口结合面对准，使用液压张紧装置拉紧，直到进汽口结合面全周0.05mm塞尺不进为止，关闭液压装置上油枪的阀门。此时主汽门处于水平状态。

（3）在主汽门前方设置激光水平仪，调水平。以高压缸上标识的C、D点为基准，将水平激光线投射到主汽门上，在出汽口外表面标识A、B两点（如图4）。

图4 外引高压缸进汽口中心线

4.2.4 冷紧锁紧螺母

（1）调节连接锁紧螺母支架的手拉葫芦，调平锁紧螺母。转动锁紧螺母，确定可以自由转动后，水平推动到安装位置处开始旋合。

（2）待确认旋入后，用长约1m短管插入观察孔，两人均匀用力开始旋合。在高压缸连接螺纹的前三级做标记，以确认刚开始的旋入是否为假啮合。待确定锁紧螺母旋入后，逐步拧紧，拧紧时应轻松自如。

（3）在锁紧螺母旋合过程中，专人观察A、B两点连线表示的主汽门出汽口中心线与激光线是否重合，以确定主汽门是否水平；若不水平，应立即调整手拉葫芦至主汽门水平为止。同时观察测量锁紧螺母在进汽方向上的水平度应不大于0.03mm，以确保螺母与进汽管段始终保持对中。

（4）如果在紧固过程中两人感觉吃力时，应立即停止螺母的旋进。检查上述数据以判断主汽门或锁紧螺母是否倾斜。如有倾斜，应立即调整，使其达到与高压缸进汽管段对中状态。切忌在感觉拧紧吃力时，盲目无限制地加大力矩使其转动。

（5）待通过观察孔用塞尺测量汽门与高压缸的结合间隙为0时（0.02mm塞尺不进），继续旋紧锁紧螺母，继续旋紧弧长大概在15～20mm，冷紧结束。

（6）冷紧结束后，松开行车将主汽门落到临时支架上，此时应用百分表监视主汽门下降的量，然后再用螺纹千斤顶将主汽门抬高其下降的高度。

4.2.5 热紧锁紧螺母

（1）移除锁紧螺母支架，清理现场。用记号笔在锁紧螺母及高压缸进汽短管处标出扭转尺寸，准备热紧。

（2）将5组环形燃烧环布置在锁紧螺母表面。燃烧环也可能要相互之间旋转180°安装。

（3）准备15～20瓶压力为7～8bar的丙烷气，其中的5瓶用金属套的高压管与燃烧环连接，其它气瓶备用。

（4）将气瓶出口压力整定为4bar，打开丙烷瓶阀，打开隔绝阀，远程点火加热锁紧螺母。待每个燃烧环火焰快熄灭时，更换备用气瓶。

（5）加热时间为30～32min。加热结束后，关闭气瓶出口阀门，关闭隔绝阀，让火焰自行熄灭。用一个插入到锁紧螺母观察孔内长约1m的短管进行拧紧操作，标记的转动弧长为热紧到位的唯一标准。

（6）拆除燃烧环，用铜棒将锁紧螺母止动销轻轻敲入。

（7）安装主汽门弹簧支架，拆除临时支架。弹簧支架与主汽门之间安装硅酸铝材料。弹簧支架与基础预埋板焊接。弹簧支架保险销在保温完成后拔出。

4.2.6 安装油动机

（1）清理油动机与汽门接触面、止转元件、阀杆、活塞杆上的螺纹，检查所有元件是否损坏。

（2）测量主门与调门预启阀及主阀阀杆行程，记录数据，核对图纸检查。

（3）汽门阀杆与油动机活塞杆之间垫片需加工。现场测量主汽门及油动机操纵座实际尺寸a、b。再根据图纸上标注的阀杆预留行程c计算垫片厚度T=a-b+c，按此厚度T加工垫片，用螺钉将调整垫片拧到阀杆上。

（4）使用行车及手拉葫芦等吊起油动机，用框式水平仪调准使之水平。

（5）移动油动机到安装位置，插入接合套以使活塞杆与阀杆接触。安装三或四个螺母及垫片使圆周上间隙均匀。

（6）检查联轴器间隙的平行情况，并用交叉拧紧螺母的方法使间隙总保持平行。

（7）安装主汽门与油动机操纵座其它的连接螺栓，御下行车，并取下起吊装置。按照图纸标注力矩拧紧联轴器螺栓并锁住止动垫片，安装止转装置。

（8）按照与上述相同方法，安装调门油动机。

5 效益分析

（1）以天津北疆电厂一期2×1000MW工程2号机组为例，本工法的成功应用，使我们避免了安装过程中出现螺母咬死等施工难点，大大缩短了施工周期、节省了人工成本；用来支撑的临时支架简易有效，使我们避免了制作及拆除复杂支撑结构所需的材料与人工，总共节省如下：

人工成本：6人×5d×200元/人工日=6000元

节省材料成本：3880元/t×4t=15520元

共节省成本：6000元+15520元=21520元

但增加了16瓶丙烷气体的成本：

300元/瓶×16瓶=4800元

则最后计算节省成本为21520元-4800元=16720元。

（2）以安徽华电六安电厂二期2×600MW扩建工程3号机组例，本工法的成功应用，使我们避免了安装过程中出现螺母咬死等施工难点，大大缩短了施工周期、节省了人工成本；用来支撑的临时支架简易有效，使我们避免了制作复杂支撑结构所需的材料与人工，总共节省如下：

人工成本：6人×8d×220元/人工日=10560元

节省材料成本：3680元/t×4t=14720元

共节省成本：10560元+14720元=25280元

但增加了15瓶丙烷气体的成本：

280元/瓶×15瓶=4200元

则最后计算节省成本为25280元-4200元=21080元。

6 总结

本工法技术先进、成熟可靠、提高了汽门安装的安全系数，保证了安装工艺质量，具有广泛的推广应用价值。

U664.1

A

1004-7344（2016）20-0226-02

2016-7-1

杨学志（1972-），男，助理工程师，哈尔滨工业大学热能动力设备与应用专科毕业，主要从事火力发电厂工程管理和施工技术工作。