弹簧隔振器施工工艺及释放问题解决办法

胡莹莹 刘中培

中国化学工程第十一建设有限公司 河南开封 475002

多种机组联合作业是目前国内压缩机厂房的新型机组类型，弹簧隔振器引入是解决多机组联合作业工作因共振形成不均衡情况的有效方法。以依托库尔勒中泰120万t/ a PTA 项目施工经验为例，进行分析总结。该项目的空压机机组为四合一联合透平压缩机机组，包括汽轮机、五区涡轮离心压缩机、发电机和尾气膨胀机，还有杭汽轮提供的表冷器。四合一机组顶台板下端设置12 套弹簧隔振器，每套2 组；杭汽轮表冷器下端设置6 套，每套2组；整个空压机组弹簧隔振器共18 套，36 组。弹簧隔振器的引入是中国昆仑工程有限公司设计院多机组联合作业的创新工艺，目的是解决多机组同时工作时产生的共振导致的基础不均衡沉降，进而引起机组联轴器间隙变化，使机组运行的轴瓦产生摩擦，影响机组的综合寿命。

1 弹簧隔振器施工工艺技术

弹簧隔振器施工及调整工艺流程见图1。

图1 弹簧隔振器施工及调整工艺流程示意图

多机组同时工作产生的共振会引起基础立柱的不均衡沉降，导致顶台板发生细微变化，引起机组联轴器间隙变化，从而影响机组寿命。为了消除多机组同时工作产生的共振，特设计弹簧隔振器。经过库尔勒中泰120 万t/ a PTA 项目成功开车的实践证明，弹簧隔振器确实起到了消除共振的效果，并具有一定的技术创新特点。

（1）按照预定的设计参数，把弹簧隔振器受力的参数要求提交弹簧生产厂家，由厂家进行选材，生产符合要求的特定弹簧隔振器。

（2）弹簧隔振器生产完成并达到预定压力和性能，经过厂家的检测和多项试验，满足设计参数；按照业主要求供货到场，弹簧隔振器材料到场须经监理主持材料验收，并完成材料现场报检工作。

（3）顶台板基础柱处理：按照设计要求，基础柱顶部（弹簧隔振器下端）需要达到弹簧隔振器要求；对基础柱进行二次灌浆（高强无收缩灌浆料），要求精度满足≤2mm；高精度灌浆前设置灌浆精度界面，并清扫和冲洗。详见图2。

图2 基础柱顶部处理

（4）二次灌浆完成后，土建采用精度抹面，并按照灌浆料养护要求进行养护；养护完成后，强度达到要求，采用激光水平仪器复测量18 个基础柱（含有6 个杭汽表冷器基础柱）顶部标高，并按照弹簧隔振器厂家要求进行抛光打磨。弹簧隔振器布置示意图见图3，图中每个位置为1组弹簧隔振器、2 套弹簧隔振器。

图3 弹簧隔振器位置布置图

（5）经过二次处理的灌浆层，表面非常光滑、均匀、饱满，满足弹簧隔振器厂家基础表面要求并精准定位（划线精准定位目的：弹簧受力均衡）；将弹簧隔振器布置位置纵横轴线标识在基础安装面上，弹簧隔振器按照所划线进行精准布置。具体见图4。

图4 弹簧隔振器布置位置纵横轴线标识

（6）根据弹簧厂家技术部要求，按照预定的编号进行弹簧隔振器安装施工。弹簧隔振器安装时，厂家技术人员要在现场进行技术服务指导。每组弹簧隔振器下端设置防滑垫片。采用薄不锈钢板填充安装间隙偏差，并在弹簧隔振器顶部设置防滑垫片。具体见图5。

图5 弹簧隔振器顶部防滑垫片布置图

（7）定距离设置弹簧隔振器保护外护槽钢：在平台板每个支撑柱的四周设置预埋钢板，在预埋钢板上焊接保护槽钢，槽钢顶部要支撑到顶台板。精调弹簧隔振器间隙后，在弹簧隔振器上设置精调垫片，并设置预埋钢板支撑顶台板；预埋钢板放置于弹簧隔振器顶部，精调间隙，并通过塞尺调整到±0.25mm；精调完毕后，外护槽钢与弹簧隔振器顶部支撑顶台板钢板点焊，确保数据的稳定性。其中弹簧隔振器下端柱头位置测量参考点见图6。

图6 弹簧隔振器下端柱头位置设置

（8）每一组弹簧隔振器与顶台板间隙数据控制在0.25mm。一共18 组、36 套弹簧隔振器安装固定，固定好外护槽钢和顶台板钢制顶板后，土建可以开始展开顶台板钢筋、模板施工工作。

（9）顶台板（机组的基础板）施工完成后，机组进入安装状态。低压蒸汽汽轮机、五区涡轮离心压缩机、发电机、尾气膨胀机和杭汽轮表冷器安装完成后，进行机组底座与顶台板初找正，一次灌浆；精找正，垫铁点焊固定，进行机组内部的联轴器初找和精找正。

（10）弹簧隔振器释放前，切除立柱与顶台板的连接外护槽钢，并打磨切除痕迹。弹簧隔振器厂家技术人员要到场。甲方工程部和技术部、设计院、监理、弹簧隔振器厂家和施工单位组织召开弹簧隔振器释放技术交底，统一意见。

（11）按照设计参数要求，厂家逐个对弹簧隔振器进行压力释放。此时弹簧承受顶台板上部所有机组重量，包括顶台板、顶台板附属的钢结构、工艺管道及其支撑架、油循环（重量较轻，基本忽略）和水循环重量（表冷器充满水）。上千吨的重量（静荷载）由顶台板下18 个立柱上部的弹簧隔振器承受。弹簧隔振器释放工作由弹簧隔振器厂家技术工人亲自完成，采用液压千斤顶组进行逐个释放。关键技术要求：对称释放，确保受力均衡，如图7 所示。

图7 弹簧隔振器压力释放

2 弹簧隔振器弹簧释放存在的问题分析

弹簧隔振器压力完全释放后，所有的弹簧隔振器施工和调整工作完成。甲方项目设备主管、德国曼厂家、监理、弹簧隔振器厂家和施工单位同时在现场的情况下，由德国压缩机厂家技术人员对四合一机组进行复测，发现之前精调数据发生了变化，变化量超标（弹簧释放前精调数据2道，释放后数据为36 道）。针对弹簧释放出现的问题，看是偶然，实则必然。因为没有完全相同的弹簧（18 组，36 套弹簧隔振器），而且顶台板承受重量的部位不一致，致使每个位置的弹簧隔振器承受重量不一。所以，弹簧释放后，数据发生变化也属正常。

弹簧隔振器释放后，由弹簧隔振器承受顶台板所有重量，此重量模拟开车承受重量。因弹簧隔振器不是完全相同（生产参数，钢材参数，技术参数等等），以及顶台板每个弹簧隔振器位置所承受重量不均匀，产生已调整的机组数据变化，此变化为施工过程的正常情况，非质量问题。

3 弹簧隔振器释放问题的解决办法

经过甲方技术部、弹簧隔振器厂家、设计单位、监理单位、德国曼透平压缩机厂家和施工单位六家单位上会讨论后，认为弹簧隔振器释放工作情况正常。针对机组轴对中数据出现变化问题，给出如下解决办法：

（1）弹簧隔振器厂家针对每一组弹簧进行检测分析，看是否在释放过程中弹簧出现承压超限情况；

（2）弹簧厂家配合德国曼透平压缩机厂家、施工单位二次调整压缩机轴对中，弹簧隔振器厂家微调弹簧受力点和弹簧压缩量，具体参数不得超过设计要求。

（3）经过两周的微调，不能解决机组和表冷器之间的偏差。针对此情况，会议决定松开汽轮机与表冷器之间的喉部法兰；之后，再次精调机组轴对中（弹簧厂家配合调整）；待轴对中调整合格后，汽轮机和表冷器喉部连接法兰螺栓孔错位，并且法兰面间隙不均匀。为此，作为施工单位的中国化学工程第十一建设有限公司提出切割表冷器连接的法兰段根部，为了确保连接处的二次焊接应力变化，采用外衬环角焊法处理。事实证明，该方法有效解决了偏差问题。外衬环角焊法如图8 所示。

图8 外衬环角焊法示意图

4 弹簧隔振器应用技术创新点

弹簧隔振器的投入使用，解决了多机组联合生产的共振难题，是多机组联合生产消减共振核心及关键技术。四合一机组顶台板下设置弹簧隔振器属目前国内首次投入使用，该技术消减了机组共振引起的混凝土基础硬对硬反作用力，实现了柔性缓冲作用技术创新。弹簧释放产生的不均衡偏差数据，是安装弹簧隔振器的一个难题，通过采用预留关键核心连接，进行总体调节，解决了弹簧隔振器弹簧调节的一个关键难题。

5 结语

弹簧隔振器柔性减震解决了多机组同步作业共振问题。另外，实践证明，大型多机组联合作业过程中，机组精调时，应预留关键调节处，待弹簧完全释放后，根据数据偏差进行二次调整，此时预留关键调节处可满足弹簧释放引起的偏差量调节。