汽轮发电机组混凝土垫块裂纹处理探索

杨火生（四川电力建设二公司，四川成都610051）

汽轮发电机组混凝土垫块裂纹处理探索

杨火生（四川电力建设二公司，四川成都610051）

大型燃煤电站中，随着大功率汽轮发电机组的发展，混凝土压力垫块本身所具有在很长时期内保持很高的压力和耐力的优势，被大量运用于设备和基础之间，均匀地传递静态的和动态的机器载荷给混凝土基础，保证机组安全平稳、高效率地运行。但在汽轮发电机组混凝土垫块的施工过程中，由于外部环境变化及内部施工操作失误，造成混凝土垫块出现裂纹；通过分析，通过反复模拟试验，加强工序控制，改进施工工艺，采取较合理的处理措施，增强了汽轮机的支撑强度，提高了施工质量，大大节约了材料，确保了机组运行指标优良，取得了良好的技术经济效益。

汽轮发电机组；混凝土垫块；配制裂纹；处理

1　概述

攀钢煤矸石自备电厂工程，汽轮机是东方汽轮机厂制造，机型为D300AINI机组，机组机架由现场制作砂浆垫块支撑。低压缸整体载荷由16块台板支撑，16块台板作用于111块砂浆垫块上。本机组汽轮机砂浆垫块主要分为低压缸台板砂浆垫块 （其中包括中低压轴承箱台板砂浆垫块和盘车箱台板砂浆垫块）和前轴承箱台板砂浆垫块两部分。

在汽轮发电机组混凝土垫块的施工过程中，由于外部环境变化及内部施工操作失误，造成混凝土垫块出现裂纹；通过分析研究，通过反复模拟试验，加强工序控制，改进施工工艺，采取较合理的处理措施，增强了汽轮机的支撑强度，提高了施工质量，大大节约了材料，确保了机组运行指标优良，取得了良好的技术经济效益。

2　关于灌浆料选用介绍

本工程汽轮发电机组台板砂浆垫块灌浆料选用的是北京纽维逊建筑工程技术有限公司生产的CGM-340A灌浆料。在重庆綦铝电厂2×350MW燃煤发电项目和华能两江燃机电厂2×480MW燃机项目工程中也使用此产品。该灌浆料在其他已建成和在建电厂建设中也广泛应用。附华能两江燃机电厂工程使用该灌浆料检测报告。

根据东方汽轮机厂提供的 “关于水泥垫块技术参数要求”、北京纽维逊建筑工程技术有限公司提供的国家工业建构筑物质量安全监督检验中心的“检测报告”和攀枝花天誉工程检测有限公司提供的 “砂浆垫块试件抗压强度检测报告”。2014年6月13日，监理组织施工单位、业主单位、建设单位组织召开关于“汽轮机砂浆垫块选用灌浆料问题”专题会议，会议一致同意选用北京纽维逊建筑工程技术有限公司产品：CGM-340A灌浆料作为本工程砂浆垫块制作原料。

3　砂浆垫块的检查验收情况简介

在吊起前箱台板后，发现砂浆垫块出现裂纹的现象；业主方要求对低压缸台板砂浆垫块进行复检。

2014年12月27日，施工单位、制造单位、总承包单位、监理单位和业主单位对低压缸台板砂浆垫块进行第1次联合检查。

检查结果为：

（1）用手电直接照射观察，发现两块砂浆垫块有疑似裂纹。分别在低压缸右侧第三块台板下第一块砂浆垫块和低压缸右侧第六块台板下第一块砂浆垫块（见图1）。

（2）业主对检查方法提出异议，因低压缸外下缸已经组合就位，采用手电直接照射观察低压缸左右两侧台板，中低压轴承箱台板，，盘车箱的砂浆垫块，观察不清楚（见图2）。

2015年1月4日，监理单位针对业主提出的检查方法问题组织施工单位、制造单位、总承包单位、和业主单位召开会议讨论，大家一致通过了用辅助工具将微型摄像头伸入砂浆垫块间的缝隙中观察砂浆垫块3个面的情况来判定砂浆垫块是否有裂纹的方案。

图1　疑似砂浆垫块位置简图

图2　用手电筒照射检查砂浆垫块示意图

2015年1月5日下午14：00～19：00，施工单位、制造单位、总承包单位、监理单位和业主单位对低压缸台板砂浆垫块进行第2次联合检查（见图3）。

检查结果为：

（1）发现两块砂浆垫块有裂纹。分别为：低压缸右侧第三块台板第一块砂浆垫块左侧面与低压缸左侧第六块台板第一块砂浆垫块左侧面（见图4）。

（2）中低压轴承箱台板砂浆垫块有3块疑似裂纹（见图5）。

（3）中低压轴承箱台板砂浆垫块和盘车箱台板砂浆垫块共有6块砂浆垫块无法检查（见图6）。

4　砂浆垫块出现裂纹的原因分析

图3　现场复检方法效果示意图及现场复检图

图4　两块有裂纹砂浆垫块位置示意简图

图5　三块疑似裂纹砂浆垫块位置示意简图

图6　六块无法检查到的砂浆垫块位置示意简图

根据攀枝花天誉工程检测有限公司2014年7月3日、7月7日和7月28日出具的检测报告，本工程使用的由北京纽维逊建筑工程技术有限公司生产的CGM-340A灌浆料试块1d、3d、28d抗压强度符合 《水泥基灌浆材料应用技术规范》（GB/T50448-2008）标准和东汽厂提供的关于水泥垫块参考指标。详见附件检测报告。CGM-340A灌浆料符合国家相关质量标准。

根据砂浆垫块产生裂纹主要原因：

（1）施工方在砂浆垫块浇筑后未严格按照厂家技术要求进行砂浆垫块养护工作，存在养护时间不够（特别是前轴承箱砂浆垫块在工程停工期间没有进行养护），养护温度控制不严，养护工作不到位，特别是后期养护工作疏忽，导致前箱和低压缸台板砂浆垫出现裂纹。

（2）由于砂浆垫块浇筑时间为夏季，日昼温差大。在灌浆完毕后，灌浆料裸露部位的表面水分流失过快造成的干缩；再加上昼夜温差引起的热胀冷缩，容易导致砂浆垫块边沿出现裂纹。

5　对于2015年2月2日送检龄期为28d的试块强度要求不合格原因分析

（1）该试验试块于2015年1月4日制作，因制作试块原料较少，现场使用纸杯作为量具，通过换算确定比列，没有直接用电子秤称重灌浆料和纯净水。导致水灰比列不精确，影响试块的抗压强度。

（2）试块在制作过程中搅拌工艺过程控制不严。搅拌方式不正确，现场制作时是将灌浆料和纯净水混合于一个小桶中，使用灰铲搅拌，而不是使用离心旋转搅拌器。用灰铲搅拌不利于灌浆料在液相下水化反应的充分进行和粘结层的形成。导致试块强度稳定性不好，离散型较大。

（3）养护不当，该试验试块是浸泡在水中养护，因为环境气温和水温不同，水温较低，不利于水泥强度的增强。

6　处理汽轮机台板砂浆垫块裂纹方案

增加钢垫铁组处理汽轮机台板砂浆垫块裂纹。

6.1对于前轴承箱台板砂浆垫块裂纹处理

前轴承箱台板砂浆垫块全部凿去，重新浇筑砂浆垫块。砂浆垫块浇筑严格按照厂家技术要求和规范进行浇筑、养护，确保砂浆垫块浇筑质量。同时制作28d试验试块，在同等条件下养护，养护后送检，进行抗压强度检测，为保证和加强前箱台板支撑，在台板中部增加4组钢垫铁组（300×120mm）（如图7所示）。

图7　前箱台板增加钢垫铁位置示意图

6.2对于低压缸台板砂浆垫块裂纹处理

根据低压缸砂浆垫块开裂数量和现象以及施工进展情况，在两块有裂纹和三块有疑似裂纹的砂浆垫块两侧位置增加钢垫铁组，以增强此处承载能力。同时为加强和保证低压缸台板承载，除了上述位置外，另外在低压缸台板砂浆垫块其他适当位置也增设垫铁组保证机组长期稳定安全运行（如图8所示）。

图8　低压缸台板砂浆垫块添加钢垫铁组位置示意简图

制作钢垫铁组工艺方法如图9。

图9　工艺安装断面图

（1）将安放垫铁的基础表面进行凿平，凿平的区域边界大于垫铁边缘10～20mm，将凿平区域清理干净。

（2）根据台板与基础间距，机制加工平垫铁和斜垫铁，平垫铁与斜垫铁间接触符合规范要求。

（3）平垫铁放置于凿平位置，接触均匀，四角无翘动。

（4）安放斜垫铁，用手锤轻轻敲紧斜垫铁。

（5）台板二次灌浆前，在垫铁组两侧点焊，固定垫铁组。

7　质量保证

采用增加钢垫铁组处理汽轮机台板有裂纹砂浆垫块的方案能够对出现裂纹的砂浆垫块进行加强，并通过增加钢垫铁的方式可以增加低压缸台板和前轴承箱台板整体载荷的作用点数量，整体提高汽轮机台板承载能力，保证机组在今后运行条件下的安全性和稳定性。

8　机组运行效果

该工程在额定蒸汽参数及额定负荷时，汽轮发电机组各轴颈振动值如表1。

表1

通过运行实践证明，该机组运行状况优良。

9　结论

虽然由于外部环境变化及内部施工操作失误，造成混凝土垫块出现裂纹；只要通过分析研究，反复模拟试验，加强工序控制，改进施工工艺，采取较合理的处理措施，增强了汽轮机的支撑强度，提高了施工质量，大大节约了材料，就能够保证汽轮发电机组轴颈振动等运行指标优良，取得良好的技术经济效益。

[1]梅德庆，何 闻，沈润杰，陈子辰.大型汽轮发电机组框架式基础的动力特性研究[J].动力工程，2001（01）.

[2]陈松平.汽轮发电机组转子裂纹故障分析及诊断方法研究[D].华北电力大学，2012.

TM621

A

2095-2066（2016）31-0063-03

2016-10-10

杨火生（1965-），男，高级工程师，本科，主要从事电力工程工作。