筒形缸机组高压缸与高调阀导汽管道连接螺母拆除工艺浅谈

崔林，高靖，毕志英

（中国电建集团河北工程有限公司，河北 石家庄 050000）

本文以某台机组为实例，结合该机组导汽管连接螺母拆除过程中发现的问题，进行原因分析，并论证拆除方案，根据遇到的问题调整施工方案及工序。本次调整后的施工方案顺利执行，保证机组按期顺利运输返回制造厂检修。其他类似项目和类似问题可借鉴参考本方案。

1 项目介绍

本期工程2×600MW 超临界燃煤机组于2008 年4 月正式开工建设，1 号机组于2011 年3 月通过168h 试运投入商业运营。2015 年，2 台机组“近零排放”改造正式通过省环保厅验收，成为“近零排放”的火力发电厂；2017 年，完成1 号机组汽轮机本体连通管供热改造；2019 年，完成1 号机组多联供直供汽改造项目，机组停机前运行正常。2021 年，为首次进行返厂大修。本项目汽轮机采用日本富士电机株式会社生产的600MW 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。高压缸外缸采用对分面垂直轴线的筒形结构；中压缸为双层缸设计，其双层缸为水平中分式内缸和外缸；高压缸与高调阀导汽管道通过螺母连接在一起，高压缸返回制造厂检修时，需要对螺母进行拆除。

2 施工方案及实施过程中遇到的问题

2.1 两侧高调阀导汽管道连接螺母拆除方案

（1）A、E 列6 ～7 柱间（距离10m）使用两根钢丝绳（长度15m 以上）连接。

（2）使用手拉葫芦（10t）以及钢丝绳固定在6 ～7 柱之间，另一端与左、右侧阀组固定。

（3）安装螺母旋转托板（图1 中件18），保证螺母旋转过程中保持与导汽管同心。

图1 螺母旋转托板图

（4）丙烷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25min，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。火焰加热器如图2。

图2 火焰加热器（加热时效果）

（5）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。

（6）拆除环形扳手，使用行车将螺母持环（K335）吊至连接螺母下方，使螺母持环与连接螺母接触且有支撑力，确保阀组与缸体水平连接。

（7）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。

（8）可能发生螺母卡涩无法旋出的情况，使用火把继续持续均匀加热，并再次尝试旋出。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。

（9）使用导链将左、右侧高调阀向两侧拉开，使阀体与缸体之间间隙为20mm。

2.2 方案实施过程中遇到的问题

右侧螺母拆除过程中发现卡涩问题，人力无法盘动，但使用吊车可以盘动，但无法一次性盘出每次大约为2周，需要在盘不动时，将螺母自然冷却至室温，然后再次重复施工步骤4 ～7 步，全部螺纹为12 周圈，施工进行3 天共计6 次才将螺母松下。左侧螺母在第一次盘动时，人力无法盘动，使用吊车可以盘动，第一次盘动旋转了半圈螺纹，就不再松动，将螺母进行自然冷却，然后重复进行了第2、3、4 次盘动，合计盘动3 周圈。第4 次盘动时有较为明显的卡涩现象，共计盘动了50mm左右的弧长后就无法盘动。第5、6 次盘动时，行车加大盘动吨位从8t 升至20t 后也未盘动螺母。

2.3 原因分析

（1）螺母螺纹形式如图3 所示，该螺母材质为21CrMoNiV47，螺纹旋合长度247.5mm，为粗螺牙设计，牙高10.5mm，宽度20.0mm，配合间隙1.5mm。根据螺纹形式和右侧松开的螺母螺纹蹭磨痕迹情况，考虑螺纹卡涩的可能性较小。

图3 螺母螺纹形式

（2）施工方案是按照制造厂提供的说明书及图纸编制的，所以施工方案是正确的、可靠的、可行的。在咨询国内同类型项目时发现，按照此方案是可以拆卸下连接螺母的，并且拆除过程中无卡涩情况。

（3）检查右侧螺母通过螺母外侧的销孔发现明显蹭磨痕迹，通过查看图纸发现螺母按销孔分界，外侧为一凸台，内侧为螺母螺纹。凸台与导汽管法兰的配合间隙厂家图纸未提供设计要求，在现场检查发现间隙小于0.1mm。根据发生蹭磨的痕迹所在的位置判断，划痕应该为凸台在导汽管法兰上摩擦留下的，所以考虑凸台间隙过小或缝隙内掉入氧化皮后碾磨造成的。再加上此项目在黄河沿岸，空气湿度较大，考虑设备锈蚀氧化情况要比作为参考的其他机组严重，所以考虑在凸台上出现氧化皮的情况也是可能的。

3 优化方案及实施

确定问题原因后，调整了原施工方案，调整后的部分如下。

将高压调阀阀芯拆除，从调阀向导汽管内部填入干冰，降低导汽管道温度，增加导汽管道与螺母的温差，从而达到延长施工时长及加速冷却施工区域的效果。干冰加入的时间，可以通过监视导汽管升温或在开始加热后10 分开始。干冰加热过程中要注意人员安全。用行车盘动螺母，加大盘动吨位最大到40t，为了保证不出现脱钩问题将环形扳手（K336）点焊到螺母上。首次盘动时在螺母焊接一个支点，增加千斤顶支撑，辅助盘动螺母，保证螺母能够从卡涩点通过。因为可以投入干冰，可将螺母加热温度上调至260℃，同时测量导汽管温度保证温度在100℃以下。考虑升温困难，加热时，可以考虑增加烤把加热，烤把采用氧气和乙炔气体。

实施过程：将高压调阀阀芯拆除后，测量阀门端部到加入干冰的位置点的距离，保证干冰能达到最佳效果。加热时增加4 个烤把加热，加热时长延长到30 分钟。首次盘动增加了一个100t 液压千斤顶辅助。

第一次盘动明显感觉出卡涩，临时添加了使用重锤敲击的方案，使用吊车将一个重锤(约1500kg)吊起，人力推动重锤锤击环形扳手（K336）的凸起，敲击数次后每次推动距离明显增大，大约旋转120°后，螺母温度下降较快，温差无法保持，未冷却直接进行加热。

第二次加热后直接用行车盘动，盘动时吨位1t，当旋转240°后，大约在上一圈开始的位置，明显出现摩擦音，盘动吨位显示达到30t，旋过这个角度后吨位迅速下降至1t。通过这个现象确定在这个角度上应该是出现了咬合凸起。第二次盘动总共旋转了4 圈，后因温度下降暂停盘动，开始火焰加热。

再次加热后，因为内外温度接近，所以盘动吨位明显上升，最高时达到了40t，为了保证设备安全，停止作业，本次仅盘动了2 圈，至此当天作业停止。

自然冷却12h，温度达到室温后，再次开始火焰加热，加热温度设定为260℃，时间30 分钟，后启动行车进行盘动，此次盘动一次性将剩余圈数盘完。

至此左侧螺母拆除工作全部结束。后续将高调阀向左右两侧拉开20mm 后，汽轮机高压缸完成本体工作，具备外运返回制造厂检修的条件。

4 结语

新方案顺利实施，成功将螺母松下，施工结束后，对施工过程进行了总结。拆解螺母前，应先拆除高压调速汽阀阀芯，加入干冰用来降低导汽管温度，能够有效增加施工时长。拆卸螺母时可以根据实际情况，增加螺母加热温度及行车盘动吨位。机组检修时如长时间未解体过的设备，在解体前应使用煤油浸泡，如无法浸泡的解体时，要增加锤击工艺。在保证设备安全的前提下，可以增加加热工艺，即使图纸或说明书中无加热要求的，也可以采取加热工艺。使用加热工艺时，要考虑内外部件间的温差，温差越大效果越好。

为了保证回装时顺利完成，在高压缸运输返厂后，应将螺母向调阀侧推动至最内位置，将向导汽管法兰漏出，打磨干净导汽管上的蹭磨痕迹和氧化皮，然后将螺母向汽缸侧推动至最外侧，将螺母内能漏出的位置上的氧化皮和蹭磨痕迹打磨干净。在设备回装前，还应将导汽管法兰上涂抹耐高温型螺栓防咬剂，将导汽管法兰外表面进行打磨，增大凸台与导汽管外法兰之间的间隙。如有条件可以考虑将凸台减窄，将原有宽度降低一半左右，这个凸台在设备上起到的作用是用来保证螺母与法兰的同心，变窄不会影响其应产生的作用，同时发生蹭磨的接触面变窄能够有效降低今后的蹭磨现象。