简论西门子SST6-5000汽轮机汽封间隙调整工艺

中国电建集团核电工程有限公司 高文川 董志飞 赵秋田

1 常规汽封间隙测量问题的分析

汽封间隙测量常规方案包括“压铅丝”及“贴胶布”法等，测量低压缸上、下部分的汽封间隙时，将规格不同的铅丝或胶布粘放在汽封齿上。吊放转子到工作位置，铅丝被压出痕迹，或涂抹红丹粉，盘动转子胶布就会留下接触痕迹。吊出转子，用测量铅丝厚度或检查胶布接触情况，测量数据就是汽封对应间隙；下半左右部分间隙用塞尺塞出，根据记录进行间隙调整，其特点为需要反复吊装转子。

西门子SST6-5000汽轮机由德国西门子设计制作并供货，设置1个高中压缸和一个低压缸，机组容量300MW，2根转子采用三瓦支持，机组中心线标高为16.00m，其低压内缸猫爪承重在两侧的轴承箱探出的支撑臂上，低压外缸由凝汽器刚性支撑。在汽封间隙调整工序，使用常规方案，不论压胶布或铅丝，都需要反复吊装转子，通常为十次左右，转子吊装机组通常使用汽机房行车完成，但该机型为露天布置，低压转子重65t，吊装机械为600t履带吊，机械租赁费用昂贵，且履带吊反复吊装转子稳定性差，施工风险极高。

2 汽封间隙测量工艺实施

由于以上两类问题，结合沙特吉赞项目安装的实际情况，现场制定合理的汽封间隙测量调整方案，减少转子吊装次数，通过精准调整汽封间隙，实现汽封间隙中下限要求。

2.1 施工要求及工艺

表1为SST6-5000汽轮机低压缸汽封间隙西门子厂家图纸要求，在调整验收时，由于顶轴油影响，顶部汽封间隙比底部汽封间隙大0.2mm。

表1 SST6-5000汽轮机低压缸汽封间隙设计要求

汽封间隙测量及调整施工工艺采用多种方式组合，通过碰缸方式调整汽封间隙，左右汽封间隙验收采用塞尺检查，顶部汽封间隙验收通过压铅丝测量间隙。

2.2 施工步骤

2.2.1 施工前须具备条件及准备工作

低压内缸通过临时猫爪垫片调整中分面标高比设计值（16.00m）低10mm，左右中心以轴承座拉设钢丝测量正反第五级隔板洼窝，调整至偏差0.10mm内，以防止转子吊装就位时损伤汽封齿。

低压转子应具备轴系找中心完毕，低压转子吊装轴封体膨胀节套入转子两侧，并用专用工具固定。确认转子能顺利盘动，#1～#3瓦轴承箱顶轴油接口连接千斤顶油泵，同时向轴瓦内压油，并通过手动盘车工具盘动转子，转子盘动顺畅，无卡涩。

图3 低压转子吊装前准备

图4 低压转子吊装就位

2.2 .2上下碰缸

通过在低压内缸猫爪底部的液压千斤顶对汽缸移动、调整，确定低压内缸下半汽封间隙。在猫爪和导向杆位置安装6块百分表，监视汽缸移动量。上下碰缸时，首先将转子持续盘动，4个千斤顶同时顶起内缸，每次顶起0.1mm，并注意百分表读数，当接近顶起数值时，改为每次顶起0.05mm，直至转子不能盘动。这时通过精确控制液压泵开关，将内缸整体落0.20mm，转子可以顺利盘动，再单独对一侧（调端）的2个千斤顶顶起内缸碰缸，每次顶起0.05mm，直至转子停止盘动，再将调端内缸落0.2mm。

同理对另一侧（电侧）单独碰缸。最后整体碰缸一次，4个千斤顶同时顶起内缸，每次顶起0.1mm，直至转子停止盘动，记录两侧百分表数值，缸体整体下落1.3mm，即达到了底部汽封间隙1.3mm的要求。

图1 支撑壁位置百分表

制作合适的不锈钢垫片，配置临时猫爪垫片，最终各百分表读数恢复记录值。

需要注意的是，在千斤顶泄压过程中，严格控制汽缸下降量，必要时使用顶丝防止汽缸下降过多，碰坏汽封齿。

2.2.3 左右碰缸，塞尺检查左右汽封间隙

左右碰缸方式与上下碰缸基本一致，不同的是通过液压千斤顶推动汽缸左右移动，同理也需要单独对调端和电端分别进行碰缸检查，以提高精度。碰缸前务必拆除导向杆位置汽缸左右定位键，最终完成左右碰缸时，装配汽缸导向杆位置左右定位键，防止汽缸左右窜动。

左右碰缸效果可以直观地通过塞尺检查左右两侧汽封间隙得出，碰缸百分表活动量应与汽封间隙数值一致，可以更直观精准调整汽封间隙，调整左右汽封间隙至设计值。

2.2.4 前后碰缸，检查轴窜及通流间隙

前后碰缸前，缸体左右定位键按照图纸要求装配好，将2个液压千斤顶分别放置于导向杆位置，进行前后碰缸检查，因窜动量较大，建议使用50mm大量程百分表，避免使用小量程百分表反复换表产生误差，此外在猫爪位置左右各架设百分表用于同步监视汽缸活动量。

因轴窜量较大，在推动千斤顶时可快速移动，计算活动量，至接近间隙时减小移动量，记录轴窜量，最终推至k值位置，并进行k值外引，验收通流及轴窜。

2.2.5 全实缸状态上下碰缸，最终复测

就位低压隔板及隔板套上半，紧固中分面螺栓，重复进行上下碰缸，复测、调整顶部和底部汽封间隙至设计值。

2.2.6 低压内缸隔板上半汽封间隙压铅丝检查

将合适规格的铅丝粘贴于转子叶顶和叶根位置上，就位通过导杆就位各级隔板及隔板套，紧固螺栓至中分面间隙为0mm后，打开螺栓，取出铅丝，用自制的铅丝测量工具测量顶部汽封间隙，从表中可以看出压铅丝测量间隙与碰缸数据基本吻合，汽封间隙验收完成。

表2 SST6-5000汽轮机低压缸顶部汽封间隙压铅丝数值对比

2.2.7 低压转子末级叶片与内缸间隙检查

该机组末级叶片位置的排汽导流环为精加工面，末级叶片汽封间隙为质量验收点，使用内径量表及外径千分尺等量具测量出低压转子末级叶片与汽缸间隙，需要注意的是只测量最长叶片，盘动一圈测量6个位置，每个位置测量最长叶片e、d、c三个点（e为叶片排气侧边缘，d为最小间隙点，c为叶片进汽侧边缘），分别电端（叶片编码3051925）和调端（叶片编码3052774）并记录测量数值，从表中可以看出末级叶片最小点数值d与内缸的同心度和碰缸数据也是基本吻合，末级叶片汽封间隙验收完成，汽封间隙整体验收完成。

图7 低压转子末级叶片间隙数据

3 结束语

采用碰缸结合压铅丝等常规方法测量汽封间隙的创新技术方案后，实现了快捷、精准调整径向汽封间隙。沙特吉赞项目1-5号机安装实践证明了使用本方法能有效提高精准调节汽封间隙，极大减少了吊装转子次数，保障了大件吊装安全性，节省了设备租赁费用，并相应缩短了施工工期，提高了施工工艺，对于国内其它同类型机组安装具有巨大的示范意义和推广价值。