超临界630MW机组顺序阀投运的关键技术及应用

谢金土

摘要：在高调门顺序阀运行方式下的汽轮机轴系振动水平和瓦温是汽轮机通流改造的关键指标之一。部分汽轮机通流改造后，在高调门单阀切换顺序阀运行出现不同程度的振动或瓦温偏高问题，影响汽轮机轴系运行的安全性和机组经济性。因此，分别从制造和检修安装的关键技术上，严格控制影响振动和瓦温的因数，制定并执行严格的现场检修工艺和质量管控措施，成功达到了改造后汽轮机高调门顺序阀一次投运成功、轴振小于76μm、支持轴承瓦温小于85℃的预期目标。

关键词：汽轮机;通流改造;顺序阀投运;检修工艺;质量管理

1 设备概况

国华太仓发电有限公司7、8号超临界机组由上海汽轮机有限公司（STC）与西门子西屋（SWPC）联合设计制造的超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽凝汽式汽轮机，整个轴系由9个轴承支撑，1～6号轴承为四瓦块可倾瓦，7～8号轴承为上瓦圆筒瓦下瓦两块可倾瓦，9号轴承为四瓦块可倾瓦，高压主汽门（TV）和高调门（GV）的排列位置如图1所示，4组喷嘴分别有27、26、26、27个喷嘴汽道，原设计阀开顺序3、4→1→2。

為实现节能减排，提高机组运行的安全可靠性和经济性，结合国内外先进的发电技术以及汽轮机通流改造相关经验，对7、8号汽轮机实施完成了通流改造。

2 改造前顺序阀投运及治理情况

7号机1号轴承X向轴振自机组投顺序阀以来一直处于90?m以上，到2008年12月，轴振长期处于100?m以上运行，最高到了122?m。2011年04月16日最大至151.45?m。处理情况：经过专业讨论和江苏电科院建议，在2012年2月C级检修中，对1号瓦顶部间隙进行调整，由原来的0.81mm调整到0.71mm，将顶部间隙减小0.1mm。修后在顺序阀运行方式时，1X向轴振出现连续超限报警现象，最高达到144?m。就地实测瓦振小于20μm。最终经过现场对转子进行精细动平衡调整，降低转子质量不平衡量，解决了1X轴振大问题。

3保障改造后顺序阀投运成功的关键工艺管控措施

为确保改造后高调门顺序阀一次投运成功，制定了专项管控措施。

3.2.1优化设计轴系找中标准

为了解决因调节级配汽不平衡汽流力致使轴承单侧受力大而导致瓦温升高的问题，需要制造厂根据电厂提供机组停机前基础沉降相关数据及运行的各轴瓦振动和瓦温数据，定制设计轴系找中图。重新对3、4号瓦标高进行调整，使其标高尺寸与设计吻合，从而降低2号瓦负荷分配，使2号瓦轴承温度下降。其具体数据：增大中低对轮圆周高差值，由改造前后高0.345mm增大到后高0.626mm，将2号瓦标高降低0.28mm;同时增大中低对轮下张口值：由改造前0.237mm增大到0.247mm，将1号瓦标高提高约5丝。

3.2.2 优化设计轴承顶部间隙

7、8号机组在改造前顺序阀投运时均存在汽流激振力偏大的问题，其影响1号瓦轴振值约20-30μm。解决措施是根据电力建设施工及验收技术规范之汽轮机机组篇（DL 5011-92）第2.5.7条款规定：四瓦块可倾瓦顶部间隙一般为轴颈直径的（1.2～2.0）/1000，间隙可用加减垫片进行调整[1]。经查阅制造厂图纸，1号瓦轴颈直径为Φ354.89mm，2号瓦轴颈直径为Φ380.24mm，按规范标准计算出1、2号瓦顶部间隙分别为0.43-0.71mm和0.46-0.76mm。根据厂家反馈意见，1号瓦顶部间隙标准由原来0.71-0.81mm缩小至0.51-0.59mm，2号瓦顶部间隙由原来的0.76-0.86mm缩小至0.53-0.64mm。

3.2.3 精准测量轴承顶部间隙

可倾瓦轴承在检修中一般采用压铅丝法测量间隙，测出的间隙值并非是轴承的真实间隙，这与剖分式结构的轴承不尽相同，主要原因是可倾瓦轴承是活动瓦块，转子落到下半轴承后，实际轴中心线与轴瓦内孔中心线并不重合，轴中心比轴瓦内孔中心要低一些，如果以此值作为顶部间隙调整，势必会造成实际顶部间隙超标而影响轴承稳定性。引用吴明 孙茂才：可倾瓦滑动轴承间隙的计算，四瓦块滑动轴承真实顶部间隙与通过放置在上半两块可倾瓦块圆周方向450位置压铅丝测出的间隙值为1.1716倍的关系[2]。因此，将测得的间隙值乘以修正系数1.1716，即可得到轴瓦顶部间隙值。

3.2.4 检修工艺精益求精

为实现改造后顺序阀投运一次成功的既定目标，必须对部分检修工艺和工序进行优化调整，以进一步提高检修质量水平：

1）改变轴系找中心的常规工序，一般是在发电机抽转子后进行汽轮机各转子轴系中心调整，工序优化为轴系找中心采用全实缸、发电机暂缓抽转子、四根转子一起找中心，目的是保证发电机定子底脚调整垫片可调整。

2）引入两点直线斜率计算轴系各瓦调整量，将已知引进直线的1点和2点，和各瓦的X值（X值也就是各瓦到1号瓦的距离），求相对各瓦处的Y值。根据两点直线的方程可知：（x1-x2）/（x-x1）=（y1-y2）/（y-y1）即可得：Y=（y1-y2）×（x-x1）/（x1-x2）+y1[3]。通过绘制各瓦调整量的计算值Y与各瓦的X值的曲线图，并绘制引进的直线相对于各瓦处的Y值，将各瓦的计算值和设定值相加得到的数值的曲线，即为各瓦的调整量的曲线，并要求该曲线看起来应该尽可能要平坦一些，若发现某个瓦的调整量仍然过大，为减小该瓦的调整量，需要继续通过改变所引直线的斜率重新计算各瓦的调整量，直到各瓦的调整量的曲线比较平坦为止。

3）改变轴系中心复查的常规工序，一般是在扣缸后最后一次复查、微调轴系中心，工序优化为扣缸前进行全实缸复查中心，扣缸后不再进行轴系中心复查，这样做保证在轴系中心进行微调后，可以精细研磨轴瓦垫铁接触，并根据中心变化情况对端部汽封径向间隙进行适当调整，确保检修工艺质量。

4 改造后高调门顺序阀投运情况

改造后，7、8号机组均实现高调门顺序阀安全投运一次成功的既定改造目标，从单阀切换到顺序阀后，负荷变化范围300MW-630MW，1、2号瓦轴振和瓦温均达到优秀值水平，轴振小于76?m，轴瓦温度小于85℃，切换过程中各瓦振动和瓦温运行平稳，基本上实现无扰动切换，改造后7、8号机组高调门单阀切换顺序阀汽轮机运行参数曲线如图2和图3所示。

5 結论

为确保改造后高调门顺序阀投运一次成功，应该制定针对性的现场检修工艺及其质量管控措施，优化部分常规工艺和检修工序。以本文两台超临界630MW等级机组为例，在现场通流改造过程中，对检修安装的各个关键工艺及其质量进行了严格管控，实现了通流改造后汽轮机高调门顺序阀一次投运成功、轴振小于76μm、支持轴承瓦温小于85℃的严格要求。

参考文献

[1] 电力行业标准.DL 5011-92.电力建设施工及验收技术规范（汽轮机机组篇）.北京：水利电力出版社，1992：23-24

Power Industry Standards.DL 5011-92.Technical Specification for Construction and Acceptance of Electric Power Construction （Turbine Turbine） .Beijing：Water Power Press，1992：23-24

[2] 吴明，孙茂才.可倾瓦滑动轴承间隙的计算[J].设备管理与维护，2004，（1）：19-20

WU Ming，SUN Maocai.Calculation of clearance of sliding bearings with tilting shoe [J].Equipment management and maintenance，2004，（1）：19-20

[3] 李建宏.大型汽轮机轴系找中心快速算法[J].山西焦煤科技，2009，（3）：4-7

LI Jianhong. Fast Algorithm for Center Finding of Large Steam Turbine Shafts[J].Shanxi Coking Coal Science and Technology，2009，（3）：4-7