一建機電教材解讀：1H413051 汽輪發(fā)電機安裝技術

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　　1H413050 動力設備安裝技術

　　動力設備安裝工程主要是指汽輪發(fā)電機和鍋爐系統(tǒng)安裝工程。汽輪發(fā)電機系統(tǒng)運轉速度快，并在一定的壓力和溫度下運行，安裝精度要求高。鍋爐屬特種設備，施工中應嚴格遵守《特種設備安全監(jiān)察條例》和有關規(guī)定，以確保安裝質量和運行安全。本目的重點是：汽輪發(fā)電機安裝技術和鍋爐設備安裝技術。

　　1H413051 汽輪發(fā)電機安裝技術

　　汽輪機是以蒸汽為工質的將熱能轉變?yōu)闄C械能的旋轉式原動機。其主要用來驅動大型動力機械或發(fā)電機生產電能。汽輪發(fā)電機系統(tǒng)設備主要包括：汽輪機、發(fā)電機、勵磁機、凝汽器、除氧器、加熱器、給水泵、凝結水泵和真空泵等。本條主要知識點是：汽輪發(fā)電機系統(tǒng)設備的分類及組成;汽輪機主要設備的安裝技術要求;發(fā)電機設備的安裝技術要求。

　　一、汽輪發(fā)電機組系統(tǒng)設備的分類及組成

　　(一)汽輪機分類

　　汽輪機的分類形式有很多種，常見的分類形式有：按工作原理可以分為沖動式汽輪機和反動式汽輪機兩種。按熱力特性可以劃分為凝汽式汽輪機、背壓式汽輪機、抽氣式汽輪機、抽氣背壓式汽輪機和多壓式汽輪機等;按主蒸汽壓力可以劃分為：低壓汽輪機、中壓汽輪機、高壓汽輪機、超高壓汽輪機、亞臨界壓力汽輪機、超臨界壓力汽輪機和超超臨界壓力汽輪機;按結構形式可以劃分為：單級汽輪機和多級汽輪機;按氣流方向可以劃分為：軸流式、輻流式和周流(回流)式汽輪機;按用途可以劃分為：工業(yè)驅動和電站汽輪機;其中工業(yè)驅動的汽輪機主要用于驅動工業(yè)大型機械設備，如大型風機、水泵、壓縮機等，多以小型汽輪機為主;電站汽輪機主要用來帶動發(fā)電機發(fā)電，既帶動發(fā)電機發(fā)電又對外供熱的汽輪機稱為供熱式汽輪機，又稱為熱電聯(lián)產汽輪機，這類汽輪機特性有大功率、

　　多級、高參數(shù)等特點，多采用軸流式、凝汽式(或抽氣式)機組。

　　(二)汽輪機設備組成

　　國內常規(guī)電站機組容量一般為300～1000MW。隨著技術的發(fā)展，大容量、高參數(shù)、熱效率高的600MW超臨界、I000MW等級超超臨界機組已經成為國內電站的主力機組。電站汽輪機設備主要由汽輪機本體設備，以及蒸汽系統(tǒng)設備、凝結水系統(tǒng)設備、給水系統(tǒng)設備和其他輔助設備組成。其中汽輪機本體主要由靜止部分和轉動部分組成。靜止部分包括汽缸、噴嘴組、隔板、隔板套、汽封、軸承及緊固件等;轉動部分包括動葉柵、葉輪、主軸、聯(lián)軸器、盤車器、止推盤、危急保安器等。

　　(三)發(fā)電機分類

　　發(fā)電機是根據(jù)電磁感應原理，通過轉子磁場和定子繞組的相對運動，將機械能轉變?yōu)殡娔堋Ｆ漕愋腿缦拢喊丛瓌訖C類型分類，有汽輪發(fā)電機、水輪發(fā)電機、風力發(fā)電機、柴油發(fā)電機和燃氣輪發(fā)電機;按冷卻方式分類，有外冷式發(fā)電機和內冷式發(fā)電機;按冷卻介質分類，有氣冷、氣液冷和液冷等;按照結構形式可劃分為：旋轉磁極式和旋轉電樞式。發(fā)電廠的大型發(fā)電機屬于旋轉磁極式。

　　(四)發(fā)電機組成

　　汽輪發(fā)電機由定子和轉子兩部分組成。其中定子主要由機座、定子鐵芯、定子繞組、端蓋等部分組成;轉子主要由轉子鍛件、激磁繞組、護環(huán)、中心環(huán)和風扇等組成。

　　二、汽輪機主要設備的安裝技術要求

　　(一)汽輪機設備安裝程序

　　汽輪機由于是散裝到貨方式，在安裝時要在現(xiàn)場進行汽機本體的安裝，其設備安裝程序一般由以下部分組成：

　　基礎和設備的驗收一底座安裝一汽缸和軸承座安裝一軸承和軸封安裝一轉子安裝一導葉持環(huán)或隔板的安裝一汽封及通流間隙的檢查與調整一上、下汽缸閉合一聯(lián)軸器安裝一二次灌漿一汽缸保溫一變速齒輪箱和盤車裝置安裝一調節(jié)系統(tǒng)安裝一調節(jié)系統(tǒng)和保安系統(tǒng)的整定與調試一附屬機械設備安裝。

　　(二)電站汽輪機的安裝技術要點

　　1.基礎和設備的驗收

　　基礎的驗收應包括汽輪機基礎的標高檢查和各基礎相對位置、沉降觀測點的檢查及建設單位提供基礎預壓記錄;在設備驗收時，除了進行一般性的設備出廠合格證明書、外觀、規(guī)格型號，以及數(shù)量等復檢外，還要對汽缸、隔板、轉子、軸承、主汽閥，以及其他零部件進行檢查。

　　2.汽缸和軸承座安裝

　　由于電站汽輪機的汽缸是分段組合的，一般電站汽輪機的低壓缸是分段到貨，需要在現(xiàn)場組合裝配，但是亞臨界機組汽輪機的高中壓缸是整體到貨，不需要組合裝配;而對于大容量的超臨界機組的高壓缸需要奧式體合金鋼制造，中壓缸則不需要用昂貴的奧式體合金鋼制造，所以，超超臨界汽輪機高中壓缸一般采用分缸結構，也是需要現(xiàn)場組合裝配。

　　(1)低壓缸組合安裝

　　1)低壓外下缸組合包括：低壓外下缸后段(電機側)與低壓外下缸前段(汽側)先分別就位，調整水平、標高、找中心后試組合，符合要求后，將前、后段分開一段距離，再次清理檢查垂直結合面，確認清潔無異物后再進行正式組合。組合時汽缸找中心的基準可以用激光、拉鋼絲、假軸、轉子等。目前，大多數(shù)電建安裝公司采用拉鋼絲法。

　　2)低壓外上缸組合包括：先試組合，以檢查水平、垂直結合面間隙，符合要求后正式組合。

　　3)低壓內缸組合包括：當?shù)蛪簝雀拙臀徽艺?、隔板調整完成后，低壓轉子吊人汽缸中并定位后，再進行通流間隙調整。

　　4)組合好的汽缸，垂直結合面的螺母應在汽缸就位前確認鎖緊井點焊，結合面密封焊接時應做好防焊接變形措施。汽缸與軸承座的縱橫中心線和中分面標高應符合設計要求，其中汽缸和軸承座中分面的標高允許偏差為5mm，與承座的橫向水平允許偏差為0.20mm/m。

　　(2)整體到貨的高、中壓缸安裝

　　整體到貨汽輪機高、中壓缸現(xiàn)場不需要組合裝配，但在汽缸就位前要測量運輸環(huán)軸向和徑向的定位尺寸，并以制造廠家的裝配記錄校核，以檢查缸內的轉子在運輸過程中是否有移動，確保通流間隙不變。軸系找中時，汽缸與轉子同步調整，兩端軸封的徑向間隙應符合制造廠要求。對于高壓缸或中壓缸，目前多數(shù)采用上貓爪擱置在軸承支承面上的支承形式。但在高壓外缸或中壓外缸進行就位、找中時，不可能用上外汽缸及其貓爪來就位、

　　找中，只能用下半汽缸來就位、找中。因此，這種形式的下半汽缸下部設置有就位、找中時用的支承面。在軸承已初步完成找中之后，下半汽缸即可利用這些支承面將汽缸支承起來，進行就位、找中。

　　3.轉子安裝

　　轉子安裝可以分為：轉子吊裝、轉子測量和轉子、汽缸找中心。轉子吊裝應使用由偉造廠提供并具備出廠試驗證書的專用橫梁和吊索。轉子測量應包括：軸頸圓度、圓柱度自測量、轉子跳動測量(徑向、端面和推力盤不平度)、轉子水平度測量。對轉子葉片應指制造廠要求進行葉片靜頻率測試。轉子中心孔的探傷檢查應在制造廠廠內進行，并應提侈質量合格證明。

　　4.導葉持環(huán)或隔板的安裝

　　隔板安裝找中心方法一般有假軸找中心、拉鋼絲找中心、激光準直儀找中心。采用銅絲找中心時，鋼絲的固定裝置對鋼絲緊力和位置應能微調，所用鋼絲直徑不宜超趔0.40mm，鋼絲的拉力應為破壞應力的3/4，測量時應對鋼絲垂弧進行修正，制造廠有明確要求時，應按其要求執(zhí)行。

　　5.汽封及通流間隙的檢查與調整

　　汽封徑向及軸向間隙應符合制造廠要求，現(xiàn)場安裝不得隨意改動制造廠提供的有關數(shù)據(jù)。當徑向汽封間隙過大時，可以修刮汽封塊在洼窩中承力的接觸部位，間隙過小時可修刮或加工汽封片邊緣使其尖薄平滑。當通流部分間隙及汽封軸向間隙不合格時，應由制造廠確定處理方案。

　　6.上、下汽缸閉合

　　上下汽缸閉合也稱汽機扣大蓋，汽輪機扣大蓋時扣蓋區(qū)域應封閉管理，扣蓋工作從向下汽缸吊人第一個部件開始至上汽缸就位且緊固連接螺栓為止，全程工作應連續(xù)進行，不得中斷。汽輪機正式扣蓋之前，應將內部零部件全部裝齊后進行試扣，以便對汽缸內零部件的配合情況全面檢查。試扣前應用壓縮空氣吹掃汽缸內各部件及其空隙，確保汽缸內部清潔無雜物、結合面光潔、并保證各孔洞通道部分暢通，需堵塞隔絕部分應堵死。試扣空缸要求在自由狀態(tài)下0.05mm塞尺不入;緊1/3螺栓后，從內外檢查0.03mm塞尺不入。試扣檢驗無問題后，在汽缸中分面均勻抹一層涂料，方可正式扣蓋。汽缸緊固一般采用冷緊，冷緊順序應從汽缸中部開始，左右對稱依次緊固。所有對于高壓高溫部位大直徑汽缸螺栓，使用冷緊方法不能達到設計要求的扭矩，而應采用熱緊進行緊固。緊固之后再盤動轉子，聽其內部應無摩擦和異常聲音。

　　例如，汽輪機安裝中，低壓缸螺栓大都采用冷緊。汽缸螺栓冷緊時，應先采用50%～60%的規(guī)定力矩對汽缸螺栓左右對稱進行預緊，然后再用l00%的規(guī)定力矩進行緊固。對于汽機高壓缸螺栓采用熱緊時，加熱應使用專用工具，螺栓應均勻受熱，蝶、紋部位避免直接受到烘烤，熱緊螺栓應按冷緊時相同的順序進行，加熱后熱緊工作一次完成，如一次性達不到規(guī)定值應待螺栓完全冷卻后，再重新加熱。

　　7.凝汽器安裝

　　(1)凝汽器殼體的就位和連接。鑒于凝汽器結構尺寸相當龐大，其支承方式多采取通過彈簧支座坐落在凝汽器基礎上的支承形式。凝汽器與低壓缸排汽口之間的連接，采用具有伸縮性能的中間連接段，凝汽器與汽缸連接的全過程中，不得改變汽輪機的定位尺寸，并不得給汽缸附加額外應力。

　　(2)凝汽器內部設備、部件的安裝。包括管板、隔板冷卻管束的安裝、連接。凝汽器組裝完畢后，汽側應進行灌水試驗。灌水高度應充滿整個冷卻管的汽側空間并高出頂部冷卻管l00mm，維持24h應無滲漏。已經就位在彈簧支座上的凝汽器，灌水試驗前應加臨時支撐。灌水試驗完成后應及時把水放凈。

　　8.軸系對輪中心的找正

　　軸系對輪中心找正主要是對高中壓對輪中心、中低壓對輪中心、低壓對輪中心和低壓轉子――電轉子對輪中心的找正。在軸系對輪中心找正時，首先要以低壓轉子為基準;其次對輪找中心通常都以全實缸、凝汽器灌水至模擬運行狀態(tài)進行調整;再次各對輪找中時的開口和高低差要有預留值;最后一般在各不同階段要進行多次對輪中心的復查和找正。

　　例如：某工程600MW機組軸系中心找正內容，及其各對輪找中時的開口和高低差預留值分別為：軸系中心找正要進行多次。即：軸系初找;凝汽器灌水至運行重量后的復找;汽缸扣蓋前的復找;基礎二次灌漿前的復找;基礎二次灌漿后的復找;軸系聯(lián)結時的復找。除第一次初找外，所有軸系中心找正工作都是在凝汽器灌水至運行重量的狀態(tài)下進行的。

　　三、發(fā)電機設備的安裝技術要求

　　(一)發(fā)電機設備安裝程序

　　發(fā)電機設備的安裝程序是：定子就位→定子及轉子水壓試驗→發(fā)電機穿轉子→氫冷器安裝→端蓋、軸承、密封瓦調整安裝→勵磁機安裝→對輪復找中心并連接→整體氣密性試驗等。

　　(二)發(fā)電機定子安裝技術要求

　　1.發(fā)電機定子的卸車要求

　　發(fā)電機定子較重，如300MW型發(fā)電機定子重約180～210t，一般由平板車運輸進廠，行車經改造后抬吊卸車0600MW型發(fā)電機定子重約300t,I000MW發(fā)電機定子重量可達400t以上，卸車方式主要采用液壓提升裝置卸車或液壓頂升平移方法卸車。

　　2.發(fā)電機定子的吊裝技術要求

　　發(fā)電機定子吊裝通常有采用液壓提升裝置吊裝、專用吊裝架吊裝和行車改裝系統(tǒng)吊裝三種方案。例如：某電廠600MW機組發(fā)電機定子凈重320t，外形尺寸為10400mm×4600mm×4300mm，主要采用主廠房中的二臺80t行車并在行車大跑上加裝2臺臨時小跑，再配制吊梁同時抬吊就位的。

　　(三)發(fā)電機轉子安裝技術要求

　　1.發(fā)電機轉子穿裝前進行單獨氣密性試驗，消除泄漏后應再經漏氣量試驗，試驗壓力和允許漏氣量應符合制造廠規(guī)定。

　　2.發(fā)電機轉子穿裝工作要求。必須在完成機務(如支架、千斤頂、吊索等服務準備工作)、電氣與熱工儀表的各項工作后，會同有關人員對定子和轉子進行最后清掃檢查，確信其內部清潔，無任何雜物并經簽證后方可進行。

　　3.發(fā)電機轉子穿裝，一般是根據(jù)制造廠提供的專用工具和方法，采用滑道式方法，即在定子就位后，將大定子鐵芯內敷設一塊與鐵芯弧度相吻合的弧形滑板，在轉子前部安裝一套滑移裝置(滑靴)，利用行車吊起轉子，從勵磁機側將轉子前部(低壓缸側)穿人定子內，落下轉子使前部滑靴的重心落在定子內滑板上，后部(勵磁側)用已準備好的支架架好，將行車吊索移動到轉子尾部，用千斤頂配合行車推裝就位，或采用倒鏈將轉子拉入到位。

　　例如：某I000MW發(fā)電機轉子總重88工，全長13575mm，最大直徑處為1310mm，定子內徑為1410mm。發(fā)電機轉子的穿裝采用汽機房兩臺130/30工行車，以及廠家提供的一套專用滑移工具，轉子起吊時，護環(huán)、軸頸、風扇、集電環(huán)等不得作為著力點，用軟性材料纏裹鋼絲繩。在轉子懸掛處于水平狀態(tài)時，利用水平儀調整滑架并扳緊連接螺栓。根據(jù)聯(lián)軸器找好汽機轉子與發(fā)電機轉子同心度。找正中心后，應用塞尺或手錘輕敲辦法，檢查底板下墊鐵接觸情況，最好把緊地腳螺栓。