600WM汽轮机高中压缸中分面漏汽分析及治理

房素梅

摘 要：本文通过如何对600WM汽轮机高中压缸中分面间隙过大漏汽治理方面的焊补工艺方法、使机组实现修后安全可靠运行。

关键词：高中压缸；中分面；严密性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.004

0 前言

邹县发电厂600WM机组型号为DH-600-40-T，由东方-日立合作生产的亚临界中间再热、三缸、四排汽凝汽式汽轮机组。机组额定功率：600MW 最大功率：658MW；压力：16.7Mpa （170ata）；温度：538℃，流量：1810t/，其中高、中压缸反向布置，汽缸采用高中压缸合缸、双层缸结构。为降低高温部位中分面发兰螺栓的工作温度，在高中压外缸和高压内缸进汽口处设置了法兰螺栓冷却系统。

1 原因分析

（1）汽缸是铸造而成的，汽缸出厂后都要经过时效处理，就是要存放一些时间，使汽缸在住铸造过程中所产生的内应力完全消除。如果时效时间短，那么加工好的汽缸在以后的运行中还会变形，这就是为什么有的汽缸在第一次泄漏处理后还会在以后的运行中还有漏汽发生。因为汽缸还在不断的变形。（2）汽缸在运行时受力的情况很复杂，除了受汽缸内外气体的压力差和装在其中的各零部件的重量等静载荷外，还要承受蒸汽流出静叶时对静止部分的反作用力，以及各种连接管道冷热状态下对汽缸的作用力，在这些力的相互作用下，汽缸发生塑性变形造成泄漏。（3）汽缸的负荷增减过快，特别是快速的启动、停机和工况变化时温度变化大、暖缸的方式不正确、停机检修时打开保温层过早等，在汽缸中和发兰上产生很大的热应力和热变形。（4）汽缸在机械加工的过程中或经过补焊后产生了应力，但没有对汽缸进行回火处理加以消除，致使汽缸存在较大的残余应力，在运行中产生永久的变形。（5）汽缸螺栓的紧力不足或是螺栓的材质不合格。汽缸结合面的严密性主要靠螺栓的紧力来实现的。机组的起停或是增减负荷时产生的热应力和高温会造成螺栓的应力松弛，如果应力不足，螺栓的预紧力就会逐渐减小。如果汽缸的螺栓材质不好，螺栓在长时间的运行当中，在热应力和汽缸膨胀力的作用下被拉长，发生塑性变形或断裂，紧力就会不足，使汽缸发生泄漏的现象。（6）汽缸螺栓紧固的顺序不正确。一般的汽缸螺栓在紧固时是从中间向两边同时紧固，也就是从垂弧最大处或是受力变形最大的地方紧固，这样就会把变形最大的处的间隙向汽缸前后的自由端转移，最后间隙渐渐消失。如果是从两边向中间紧，间隙就会集中于中部，汽缸结合面形成弓型间隙，引起蒸汽泄漏。

2 制定方案

根据我厂600WM机组高中压外缸中分面间隙过大，上次大修做严密性检查紧1/3螺栓后左侧中部间隙最大值为0.90mm，当时决定采用加大间隙超标部位螺栓紧力，使用MF-4型汽缸涂料的措施，来保证汽缸严密性。根据揭缸后的检查情况来看，存在蒸汽泄漏的情况；同时做严密性检查紧1/3螺栓后左侧中部间隙最大值为1.0mm。为彻底消除该隐患，保证高中压缸严密性，本次检修决定由东汽厂专业人员通过焊补修复高中压缸结合面。

3 檢修工艺

（1）打磨并刮研上半汽缸中分面，消除局部高点，将局部接触点修平滑过渡，使上下缸中分面接触面积增加尽可能减少焊接密封线的范围。再将上缸中分面扣下，作为下缸堆焊、刮研的基准。

（2）空缸扣在下半中分面，以上缸为基准，进行下缸中分面的接触点、间隙的测量，对下缸中分面的接触点进行修磨；再重复上述步骤，使上下半汽缸中分面的接触面积逐步增加，有间隙的面积逐步减小同时间隙值也减小。当间隙面积和间隙值≤0.40 mm时，即转为补焊工作。每一次检测均需在汽缸中分面附近标记。

（3）堆焊下缸平面。根据所测接合面间隙，由电厂、修复施工方确定堆焊密封线并在汽缸上标记。乙方对堆焊部位进行分区、分段堆焊，每段堆焊长度控制在300～350mm，密封线宽度不小于40mm，最后将各段连接起来。要求堆焊的密封面边界直线度较好，且无咬边。

（4）焊接。

1）按现场相关方商定的密封线堆焊部位和宽度，打磨去除氧化皮露出金属光泽，并用丙酮清洗干净。打磨宽度比要堆焊的密封线宽度两侧多5～8mm。在打磨过程中，钳工需注意观察汽缸本体有无缺陷，有缺陷或者怀疑有缺陷的部位，需PT检查并消缺尽，在焊接密封线时一并补焊。

2）将堆焊区分区域用氧-乙炔焰局部预热100～150℃。对称、交错、分散区域施焊，焊后进行保温，减少焊接的应力带来的汽缸变形。 3）堆焊：采用手工钨极氩弧焊，以间隙大小确定需堆焊的厚度。焊接材料ERNiCr-3，焊材直径Φ2.4（mm）。

4）每道焊缝焊后用圆头榔头进行跟踪锤击。捶击时需注意不可损伤附近不处理的部位。密封线堆焊部位必须离螺栓孔处距离≥10mm。

5）待堆焊层完全冷却以后，将堆焊层根据测量结果进行粗打磨，然后合缸再进行打磨多次（打磨时需要吊车配合，根据大修情况建议安排吊车专用），最终精研磨。

汽缸的每一次扣下，都预先在四角有钳工人员辅助扶好汽缸以便尽量以安装状态上下半扣合。扶缸动作需正确，既能使力推动汽缸，又不能将手置于缸面之间以及无退让之处。对角线位置准备原位销子，在汽缸要扣拢前50mm间隙左右，就从上缸销孔插入，销子突出于中分面，作为引导作用。而在汽缸要扣拢的瞬间，把持销子的人员将销子略微有一个回拉动作，以免销子被紧紧地卡在销孔内，减少了用工具取销子的时间。推缸前，销子取掉，存放在安全稳妥的地方（防止因销子放置不当，滚动，从汽缸四周空挡掉落）。

推缸后，吊车将汽缸起吊上升到适合高度，再平移到设备侧面空地，预先在适合尺寸上放置支垫，避免滑钩。

打磨人员在打磨手法上，力度上尽量一致，确保能够均匀下量（每打磨一层，去除的金属厚度基本一致）。带班人员需注意观察操作者工作规范性，及时指出或调整施工位置。

汽缸研缸工作作业组长和施工人员都要严格遵守安全管理要求，并相互关注照应，人员之间传递信息需大声告知是否已准备好，并辅以手势，防止安全事故的发生。任何情况下，切勿突然伸手到将扣的缸面之间拂拭！

6）研缸检查发现若需要补焊，及时按照上述补焊方法和要求进行补焊。

（5）检验：

1）对目视有怀疑的部位，采用PT方法对补焊区域进行探伤，确认堆焊层达JB4730-94 Ⅰ级标准。

2）验收标准：空缸间隙最大处≤0.05mm。

4 结语

本次修复工作耗时11天，修复后汽缸严密性检查合格，汽缸结合面接触情况合格。另汽缸严密性检查具备条件后要及早进行汽缸严密性检查工作，为后续工作方案制定和开展争取时间。