PG9171E燃气轮机整缸起吊与调整检修技术

章雷申，郑志强，陈 刚，陈 豪，赵 骏，陆国平

(1. 上海市电力公司闸北发电厂，上海 200438； 2. 上海闸电燃气轮机发电有限公司，上海 200438； 3. 南京汽轮电机(集团)有限责任公司，南京 210037)

1 项目背景

上海市电力公司闸北发电厂拥有4台美国GE公司 PG9171E燃气轮机(图1)，采用2拖1的布局方式，并加带2台汽轮机，形成机组的联合循环。自1996年4台燃气轮机依次投产，至今已运行了22年。近年来，#4燃气轮机因长年运行、安装地基结构沉降等原因[1- 2]，导致机组运行振动水平超标，必须对其实施返厂检修，从新校准气缸体(图2)。

检修需要精确的修前数据，所以燃气轮机气缸采用整体吊出的方案。返回维修厂后，燃气轮机吊装至原工作位置，其轴线与辅机模块轴线、发电机轴线保持一致。因此，如何安全可靠地吊装气缸、准确地定位气缸成为施工中的难点。

2 整缸起吊施工工艺

2.1 气缸部件质量估计

通常情况下，燃气轮机检修中气缸的拆解只涉及其上半部分[3-4]，且每段气缸均可单独起吊，最大起吊质量约15 t。但是，此次检修采用气缸整体吊出方案，所以必须确认精确的起吊质量。为了尽量降低起吊质量，同时兼顾机组可能无法正常拆解的实际情况，施工中仅拆除部分压气机静叶、全部透平静叶，而保留静叶复环等部件。精确的起吊质量如表1, 合计总质量126 t, 长宽高为9 983.5 mm×4 115.0 mm×4 088.0 mm。

2.2 汽车式起重机选型

第二步需要解决的是汽车式起重机选型。结合实地勘察，精确测绘并结合实际起吊需求，最终确定使用德国LIEBHERR LTM1500-8.1全液压汽车式起重机；其主要参数：主臂26.5 m， 配重165 t,见图3。

名称质量/kg长/mm宽/mm高/mm压气机进气缸上半10 903.21 4423 5001 750压气机进气缸下半10 903.21 4423 5001 750压气机前缸上半2 9261 0772 4601 230压气机前缸下半2 9261 0772 4601 230压气机后缸上半2 3359822 2601 130压气机后缸下半2 3359822 2601 130压气机排气缸上半6 0192 8123 1701 585压气机排气缸下半6 0192 8123 1701 585燃烧室外壳上半6 8151 6003 8801 940燃烧室外壳下半6 8151 6003 8801 940二级复环上半527///二级复环下半527///三级复环上半291///三级复环下半291///单透平缸上半6 3601 1703 4001 700单透平缸下半6 3601 1703 4001 700透平排气缸上半12 7201 8003 6301 815透平排气缸下半12 7201 8003 6301 815一号轴承2 6741 255.61 259.4/二号轴承3 2031 191.62 522.01 524.0三号轴承1 740744.21 127.81 097.3压气机静叶等3 170.4///假轴、假瓦2 000///螺栓、后支撑腿1 400///透平缸保温层等500///复环定位销等1 500///其他附件12 020.2///

2.3 吊装能力安全校核计算

1) 总负载计算

设备质量为126 t；吊钩质量为2.6 t；钢丝绳质量0.6 t。总负载Q=129.2 t。

2) 索具配备

主吊钢丝绳规格：6×37+FC-1700-52.0；长度16 m；根数：4根(双股8个头)；单根钢丝绳受力为P；a=68°(钢丝绳水平夹角)；K为动载系数，K取1.1，推出P=Q×K/(8×sin 68°)=19.16 t。因为，Ф=52.0钢丝绳单根最小破断力S破=142.7 t，故钢丝绳工作系数K工作=S破/P=7.45，在许用安全范围内([K]=6～8)。

500 t起重机参数：主臂L=26.5 m，作业半径R≤11.8 m，额定起重量131.2 t>总负载129.2 t，符合安全规范。通过精心的策划与组织，同时克服了实际施工中的种种困难，气缸整缸起吊顺利实施，见图4。

3 气缸定位测量与调整

3.1 气缸对中方法

常用的气缸对中方法包括：激光对中、拉钢丝对中、假轴对中等。本次复测采用假轴对中方法。该方法无须反复校对基准，测量过程直观。假轴是一根细长轴，根据材料力学理论计算，假轴的挠度曲线如图5所示。数据表明，该假轴满足本次气缸对中的需求。

3.2 假轴测量气缸洼涡中心

1) 当吊出转子、轴承、拆除静叶片后，在第1、3道轴承安装托架板(假轴瓦座)，并安装假轴。2) 按照1、3道轴承油档洼涡调整假轴瓦支承架，并对中假轴；确保假轴中心线与油档洼涡中心偏差小于0.05 mm。3) 假轴中心调整完成后，在第1道轴承处，使用压-辅短假轴测量修前假轴的标高。4) 假轴定位完成后，安装所有气缸。各气缸水平面、垂直面定位销全部到位，拧紧1/2～1/3螺栓。5) 测量各气缸的前后法兰面洼涡值(图6)。每个法兰面取顶部(T)、底部(B)、左侧水平(L)、右侧水平(R)共4个测点，将百分表安装在移动测量盘的连接杆上，测量各个气缸进口、出口法兰面洼涡中心。转子盘动过程中应保持同一方向转动，同一位置至少读数2次，确保数据的准确性。6) 测得修前合空缸基准数据，并经挠度值修正。

3.3 气缸返厂维修

气缸返厂后，施工工序如下：

1) 整缸起吊至原轮机间工作平台。

2) 复测透平缸底部方键处气缸定位数据。

3) 根据数据，初调气缸定位并确保气缸前后支持腿各螺栓均能正常穿入螺栓孔内。经过初调后的气缸定位能确保整体偏差在1 mm以内。进一步调整时只需微调。

4) 安装假轴调整轴承洼窝，复测第一道轴承处使用压-辅短轴处轴线中心数据。根据实测数据与修前数据对比后，采用渐进法逐次微调气缸，直至轴线偏差到标准范围之内。

维修前气缸定位数据如表2；维修后气缸定位数据如表3。

表2 维修前气缸定位数据 mm

4#检修前位置测量值计算值左L右R上T下B轴向位置X左右偏差( L-R)/2挠度修正δ上下偏差(T-B)/2+δ第一道主轴承(基准)5.055.04/5.29Ⅰ2900.0050.24/第三道主轴承(基准)5.004.98/5.30Ⅲ3900.0100.31/第二道主轴承(三点)5.866.22/7.55Ⅲ3250-0.1801.87/第二道主轴承(三点)2.953.27/4.61Ⅲ2950-0.1601.80/辅助齿轮箱假轴中心3.404.035.222.07Ⅰ950-0.315-0.740.835辅助齿轮箱假轴中心3.564.255.492.36Ⅰ950-0.345-0.740.825辅助齿轮箱假轴中心3.223.845.172.02Ⅰ950-0.310-0.740.835辅助齿轮箱假轴中心5.616.307.594.46Ⅰ950-0.345-0.740.825

注：正数表示偏右、偏下；负数表示偏左、偏上

表3 维修后气缸定位数据 mm

注：正数表示偏右、偏下；负数表示偏左、偏上

4 整缸起吊的优点及扩展

PG9171E燃气轮机整缸起吊、整缸调整方案，实现了现场施工工艺重大突破，形成了一套行之有效的、具有可操作性与推广性的整缸起吊工艺方法。该方法在实践中得到了很好的应用。通过对比每个测量位“上下偏差”和“左右偏差”修前、修后的数值可知，缸体中心线整体最大偏差小于0.15 mm，达到了预定目标。该套方案的成功实施，为同类型机组的检修提供了宝贵经验。