日本富士筒形缸机组解体检修施工要点分析

李向勇 彭敬朝 刘平哲

摘要：筒形缸汽轮机由于性能良好、运行稳定性优异，在火电工程中的应用前景十分广泛。一般筒形汽缸解体检修必须返厂进行，后续施工工序如果施工单位技术经验不足，工序衔接不合理，容易造成窝工及工期推迟。现对某电厂日本富士筒形缸机组检修工作的特点和经验进行总结，可为类似机型筒形缸汽轮机解体检修工作的开展提供参考与借鉴。

关键词：筒形缸;解体检修;高压缸;中低压缸

中图分类号：TK268    文献标志码：A    文章编号：1671-0797（2022）04-0057-05

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.04.017

0    引言

某电厂采用日本富士电机株式会社生产的HMN600 MW超临界、一次中间再热、单轴、三缸两排汽、凝汽式、反动式汽轮机。该机组于2011年3月1日投入商业运营，2021年首次进行高压缸返厂大修，累计运行超过十万小时。筒形高压缸现场整体拆除后，装车运输至上海汽轮机厂进行整缸解体检修，检修完毕再运输至现场进行整体回装。筒形缸机组解体检修再回装技术与国内主要汽轮机制造厂家的常见检修技术有很大的差异，本文将對其检修工序进行详细分析。

1    高压缸整缸厂内拆除施工要点分析

1.1    高压缸缸体测点管线拆除具体测点

（1）高压汽轮机外壳金属（100%）温度测点。

（2）高压汽轮机外壳金属（50%）温度测点。

（3）高压汽轮机外壳金属（上）（50%）温度测点。

（4）高压汽轮机外壳金属（下）（50%）温度测点。

（5）高压汽机排汽蒸汽温度测点。

（6）高压缸外壳膨胀测点。

1.2    附属设备锁固

（1）高压缸进汽阀组支撑弹簧锁固（A/B侧各3根，共6根，做好原始记录）。

（2）高排管道支吊架弹簧标定锁固。

1.3    高压缸定位测量

（1）高压缸缸体与轴承座的轴向定位：高压缸保温拆除后，通过测量轴封体外部端盖到轴承油挡之间的距离确定修前定位。

（2）高压缸缸体与轴承座的径向定位：高压缸缸体与轴承座的径向定位，可通过高压缸各滑销间隙来确认，如图1、图2中S1（标准：0.10～0.15 mm）、S2（标准：0.35～0.405 mm）及T（标准：0.15～0.20 mm）所示。

1.4    连接管道拆除

1.4.1    A/B侧高调阀进汽管道大螺母拆除

（1）丙烷加热器（环型加热器）由上下两个半圈组成一套，加热时套在螺母上，然后将支撑支架架好，使燃烧嘴与螺母拉开距离，同时注意并列使用的加热器要距离均匀，使加热时螺母受热均匀。加热时同时使用4组丙烷火焰加热器，均匀加热高调阀与高压缸连接螺母至200 ℃，加热时长控制在25 min，使用测温枪测温;温度达到要求后，使用钩子将加热器向调阀侧快速拉出，如图3所示。

（2）安装环形扳手（K336）及吊耳，使用钢丝绳将吊耳与行车挂钩相连，缓慢起吊，螺母缓慢松开，如图4、图5所示。

（3）拆除环形扳手后，使用行车将螺母旋转工具（K335）吊至连接螺母下方，使螺母旋转工具与连接螺母接触且有支撑力，确保阀组与缸体水平连接，如图6所示。

（4）使用撬棒插入连接螺母表面孔洞，继续旋转连接螺母直至旋开为止。

发生螺母卡涩无法旋出的情况时：

方案一，使用火把持续均匀加热，并再次尝试旋出。

方案二，如加热旋出无效，则破坏性拆除，并与主机厂联系紧急采购螺母备件。

1.4.2    其他附属管道拆除（共22处）

（1）A/B侧一抽出口法兰拆除（2处）。

（2）高排法兰拆除，拆除前需测量排汽法兰间隙，便于后续回装测量对比（1处）。

（3）后轴封蒸汽管道法兰拆除（2处），后轴封围带蒸汽管道法兰拆除（2处）（注意：由于此处管道过长且每根管道仅与高压缸有一处法兰连接，此处法兰处空间狭窄，未能对法兰螺栓进行拆除，故应在管道中间合适焊口位置处进行切割，待高压缸整缸拆除后对未拆除法兰螺栓处进行拆除，后期高压缸整缸就位前应提前将此处法兰螺栓进行正式连接）。

（4）前轴封蒸汽管道法兰拆除（底部2处），前轴封围带蒸汽管道法兰拆除（底部2处）（注意：由于此处管道过长且上法兰处空间狭窄，未能对法兰螺栓进行拆除，故应在管道中间合适焊口位置处进行切割，待高压缸整缸拆除后对未拆除法兰螺栓处进行拆除，后期高压缸整缸就位前应提前将此处法兰螺栓进行正式连接）。

（5）高压缸底部高压平衡管法兰拆除（1处），低压平衡管法兰拆除（1处）。

（6）前轴封低压平衡管道法兰拆除（4处）。

（7）A/B侧高调进汽法兰泄漏蒸汽管道拆除（2处）。

（8）A/B侧一抽法兰漏汽管道法兰拆除（2处）。

（9）高压缸底部疏水法兰拆除（1处）。

注意：高压缸整缸返厂后应对以上法兰位置处金属缠绕垫片、八角垫片、椭圆垫片规格、型号、材质进行测绘确认，以免影响后期高压缸整缸就位。

1.5    高压缸整缸拆除

（1）作业前对油挡洼窝、油挡间隙、转子扬度、汽封洼窝、转子相对汽缸轴向定位等数据进行测量记录。

（2）电端、调端运输环安装完毕（电端运输环：K130;调端运输环：K128），并检查固定情况。

（3）使用长7 m的钢丝绳（K022，直径36 mm）2根、长2.5 m的钢丝绳（K023，直径26 mm）2根，专用工器具K024、K025以及K026，将高压缸绑扎完毕。

（4）使用千斤顶将A/B侧进汽阀组向两侧顶开，保证高压缸缸体与连接管道法兰之间约有20 mm间隙。

（5）缓慢起吊高压缸，将高压缸调平。

（6）高压缸绑扎，具备起吊条件。

（7）将高压缸平稳放置在运输车支架上，绑扎固定完全，高压缸出厂，现场具体可参考图7。

（8）高排法兰口使用直径1 100 mm的木板进行遮盖，高压缸吊出后的孔洞使用脚手架隔离完全，防止人员跌落。

2    筒形高压缸返厂后中低压缸现场解体安装要点分析

本次电厂汽轮机大修工期为68天，机组停机到高压缸拆除完毕具备运输条件实际需要16天，高压缸整缸返厂实际需用时间37天，后期工作步骤包括高压缸整缸就位、高压缸接口管道恢复、高压缸进汽大螺母连接、轴系找中心、对轮螺栓正式连接、高中低压缸三缸碰缸试验、轴瓦间隙测量调整、连通管恢复等，完成以上后期工作仅有15天时间，故合理的工序与施工安排必然起到决定作用。现场以高压缸返厂检修为主线，同时兼顾中压缸、低压缸解体检修工作，在高压缸检修完毕到达现场前完成中、低压缸扣缸工作，方能满足现场工期要求。以下为筒形高压缸返厂后中、低压缸现场解体安装要点分析。

2.1    高压缸整缸就位前准备工作

（1）确认高压缸管道法兰面已清理打磨完成，高压排汽法兰环垫圈安装及接触面已清理打磨完成，管道法兰金属缠绕垫片、八角垫片、椭圆垫片规格、型号、材质均已确认并试装完毕。

（2）确认#1、#2轴承座相对高压缸横纵立销定位键结合面均已完成清理工作。

（3）确认高调阀进汽管道大螺母已完成清理工作（包括大螺母内螺纹和汽缸上的外螺纹），去除毛刺，分别在内螺纹和外螺纹上喷涂耐高温防咬剂。

（4）分别测量各U型密封环安装槽的深度及其对应的U型密封环厚度，确认U型密封环的过盈量符合图纸要求，然后将各U型密封环装至进口蒸汽连接法兰处，使用深头螺钉固定牢靠，冲铆固定深头螺钉。

（5）在汽缸进汽口处安装骑缝定位销，冲铆固定。

（6）确认#1、#2轴承座已完成清洁工作。

（7）将A/B侧高调阀进汽管道大螺母分别旋至最外侧，保证高压缸下降时进汽连接管左右方向有足够的间隙。

（8）高压缸前后轴封围带蒸汽管道法兰、轴封蒸汽管道法兰（共8处）均已正式连接完成，如图8所示。

2.2    高压缸整缸就位

（1）确认高压缸运输环固定完好，高压缸吊起并进行调平。

（2）将高压缸吊至就位位置处，下落高压缸，距安装位置约10 mm时，安装轴向位置导引键。

（3）当高压缸下落时，需保持中压缸转子与高压缸对轮间隙大于3 mm，然后将高压缸最终下落至#1、#2轴承座。

（4）拆除高压缸前后运输环上半，用转子支撑工具（图9、图10）将高压转子抬升约0.2 mm，然后拆除运输环下半。

（5）用转子支撑工具提升高压转子约0.2 mm，并将#1、#2轴承的下半部分安装至工作位置，如图11所示。然后仅用轴承支撑高压转子（注意：#2轴承装配此时在没有推力瓦块的条件下进行临时安装）。

2.3    高壓转子与汽缸轴向定位

高压缸正式就位后，基于返厂检修安装数据复查高压转子轴向窜动量，根据图纸设计值确定高压转子与高压缸轴向定位值。

2.4    高中对轮临时连接

（1）确认高压缸与高压转子定位尺寸，缓慢移动缸体与转子，移动转子2 mm，移动缸体2 mm，重复以上步骤，直到缓慢移动至中压转子。

（2）百分表架在中压转子指向高压转子，盘动高压转子，测量高中对轮外圆中心偏差。

（3）通过转子支撑调整中压转子位置，来校正中心偏差。

（4）安装临时对轮螺栓，采用紧固临时对轮螺栓的方式使高压转子拉入中压转子对轮止口。

2.5    高压缸与高调阀进汽管道大螺母安装

（1）通过增加临时调整垫片，固定高压缸前后四个猫爪及高压缸前后两个立销。

（2）清理检查进口连接管法兰面，准备螺母旋转工具和环形扳手。

（3）使用行车和倒链将高压缸联合进汽阀组悬挂起来，通过调整倒链实现缸体与连接管套筒的相互匹配，这样连接管就可以嵌入缸体侧;通过拉阀体来调整法兰结合面的平行度。

（4）使用行车将螺母旋转工具吊至进汽管道大螺母下方，使螺母旋转工具与连接螺母接触且有支撑力，确保阀组与缸体水平连接;使用环形扳手紧固螺母，直至法兰结合面无间隙（注意：螺母难以拧入时应退出查明原因并消除故障后再重新拧入，不要强行拧入，以防咬死）。

（5）使用火焰加热器加热进汽管道大螺母至150 ℃，使用行车拉紧环形扳手，使得进汽管道大螺母旋转弧长为32 mm。

（6）冷却后，安装并焊接螺母止动片;松开阀门支架的固定螺钉锁紧装置。

2.6    高压缸附属管道连接

参考高压缸附属管道拆除要点，依次对高压缸所有连接管道法兰进行恢复，此处不再赘述。

2.7    联轴器找中心

（1）日本富士HMN系列汽轮机除高压转子和发电机转子是双支撑外，中压转子和低压缸均为单支撑。轴系找中心方法要求由高压、中压、两个低压和发电机转子组成整个轴系同时找中心，考虑到高压缸整缸返厂后不能满足整个轴系找中心，故为了节省后期轴系找中时间，现场通过修前全实缸中心记录计算轴瓦调整量，并在中、低压缸正式扣缸前完成#1～#4轴瓦调整工作，此时复查对轮中心调整量很小，能缩短后续轴系调整时间。

（2）汽轮机轴系找中心除低发联轴器外其他联轴器都是用塞尺塞联轴器上、左、右间隙，最后算出张口。每组联轴器用两条临时连接螺栓将它们紧固，两条螺栓180°布置，在联轴器上还设计有专用的顶丝，可以将两个紧密接触的对轮顶开一定的间隙。

（3）将顶轴油泵开启，调整每个轴瓦的顶起高度，确保每一个轴颈的顶起高度满足图纸要求。

（4）将临时连接螺栓适当松开一点，确保联轴器止口有足够的咬合深度且不能脱开，使用专用顶丝将两个联轴器顶开0.30 mm。

（5）手动盘车2 h，手动盘车结束后，开始进行数据测量工作，每盘90°测一遍数，测量两个联轴器之间上、左、右三个间隙，同时测量联轴器圆周晃度。汽轮机轴系找中心除低发联轴器外，其他联轴器都是用塞尺塞联轴器上、左、右间隙，最后算出上下和左右张口数。

（6）盘车时要将临时螺栓用手紧上，顶丝也紧上，防止联轴器脱开或间隙消失。读取测量数时要注意将临时的连接螺栓松开，保证连接螺栓处在自由状态，顶丝也松开，两者都不能抗劲。在读表时应泄掉顶轴油油压，盘车时，再将顶轴油投上。

（7）盘车时要采取措施防止转子前后窜动，以免影响数据测量甚至损伤设备。

2.8    高、中、低压缸三缸碰缸试验

径向间隙检查包含上下间隙及左右间隙，是通过顶缸螺栓和液压千斤顶改变汽缸水平位置和垂直位置来完成。轴向间隙检查是通过盘动并移动转子碰撞汽缸来完成的。

2.8.1    碰缸试验前准备工作

（1）高中、中低对轮中心均已调整至图纸设计值。

（2）高中、中低对轮螺栓均已紧固完成，且对轮螺栓伸长量满足设计要求。

（3）紧固所有对轮螺栓后，联轴器偏心满足设计要求。

（4）各轴承箱清洁无异物且转子顶轴油油质合格。

2.8.2    径向方向碰缸

汽缸向上移动：

（1）在汽缸下侧安装4个千斤顶。

（2）去除汽缸猫爪处的4个横销。

（3）在缸体上架设百分表，监视缸体的上升量。

（4）手动盘车，使用千斤顶，每隔0.10 mm提升量，听缸体内的声音，并感觉盘车的力道变大。

（5）在提升量至0.70 mm左右时缓慢顶缸，听缸体内的声音，并感觉盘车的力道变大。

（6）直到感觉盘车的力道变大或缸体内有摩擦声音时，记录缸体上升的数据。

汽缸向下移动：

（1）在汽缸下侧安装4个千斤顶。

（2）去除汽缸猫爪的4个横销。

（3）在缸体上架设百分表，监视缸体的下降量。

（4）在汽缸猫爪处分别安装顶升螺栓。

（5）在4个猫爪的横销处安装多层不锈钢垫片，从4个猫爪的横销处各抽出1个0.10 mm不锈钢垫片，使缸体下降0.10 mm。

（6）手动盘车，使用千斤顶，每隔0.10 mm下沉量，听缸体内的声音，并感觉盘车的力道变大。

（7）反复重复上述步驟，待百分表的数值变为-0.70 mm左右时缓慢下降，听缸体内的声音，并感觉盘车的力道变大。

（8）直到感觉盘车的力道变大或缸体内有摩擦声音时，记录缸体下降的数据。

2.8.3    左右方向碰缸

（1）在汽缸的猫爪处安装顶缸的专用工具。

（2）在猫爪的专用工具处架设千斤顶。

（3）在汽缸的前后左右安装4块百分表，监视缸体移动量。

（4）去除缸体的两个立销，并清理结合面的杂质。

（5）使用千斤顶将汽缸向左移动，每次移动0.10 mm。

（6）反复重复上述步骤，待百分表的数值变化量为0.70 mm左右时缓慢推缸，听缸体内的声音，并感觉盘车的力道变大。

（7）直到感觉盘车的力道变大或缸体内有摩擦声音时，记录缸体向左移动的数据。

（8）使用千斤顶将汽缸向右移动，每次移动0.10 mm。

（9）反复重复上述步骤，待百分表的数值变化量为0.70 mm左右时缓慢推缸，听缸体内的声音，并感觉盘车的力道变大。

（10）直到感觉盘车的力道变大或缸体内有摩擦声音时，记录缸体向右移动的数据。

碰缸结束并整理数据，拆除脚手架，移除专用工具。

3    结语

某电厂按照上述施工要点及注意事项已顺利完成汽轮机解体检修工作，施工保质保量完成且工期提前，汽轮机冲转一次成功，各项运行参数优良，得到业主与监理方一致认可，施工单位和发电企业均取得良好的经济效益。

收稿日期：2021-10-11

作者简介：李向勇（1979—），男，河北石家庄人，高级工程师，中国电建集团河北工程有限公司安装公司工程部部长，研究方向：筒形缸机组解体检修施工工序的分解优化。

彭敬朝（1990—），男，河北石家庄人，工程师，中国电建集团河北工程有限公司安装公司工地副主任，研究方向：筒形缸机组解体检修控制要点。

刘平哲（1990—），男，河北赞皇人，工程师，中国电建集团河北工程有限公司安装公司工地副主任，研究方向：筒形缸机组解体检修施工工艺。

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