1、全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 汽机122900MW 机组汽轮机碰缸工艺孙晨杰（上海外高桥第二发电有限责任公司 上海 200137 ）【摘 要】本文分析外了高桥第二发电厂 900MW 机组在汽轮机动静间隙检查过程中所采用的碰缸检修方式及其施工步骤，为采用相同设计方式的汽轮机组检修提供参考。【关键词】900MW 机组 动静间隙 碰缸1 汽轮机简介上海外高桥第二发电有限责任公司（2900MW）汽轮发电机组由西门子公司设计制造，型号为H30-100-M2A,M30-100-M2A,N30-412.5，机组为单轴、四缸四排汽、中间再热凝汽式、超临界机组，单机容量为 900MW。
2、汽轮发电机组轴系主要有高压缸、中压缸、#1 低压缸、#2 低压缸、发电机、励磁机和 8 道轴承组成。高压转子由#1、#2 轴承支撑，中压转子、#1 低压转子、#2 低压转子分别由#3、#4、#5 轴承单支点后轴承形式支撑，发电机转子由#6、#7 轴承支撑，励磁机由#8 轴承单支点后轴承形式支撑。高压缸为西门子公司整体组装供货，共 17 级叶片，双缸体结构，后侧进汽，高压缸外缸支撑为上猫爪结构支撑，支撑于#1、#2 轴承座上。中压缸为西门子公司整体组装供货，共 26 级叶片，双缸体结构，中间进汽，中压外缸支撑为上猫爪结构支撑，支撑于#2、#3 轴承座上。低压缸为西门子公司分件供货，现场组装，#1
3、 低压缸共 12 级叶片，三缸体结构，中间进汽，全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 汽机123#1 低压外内缸支撑为上猫爪结构支撑，支撑于#3、#4 轴承座上，#1 低压内内缸支撑为上猫爪结构支撑，支撑于#1 外内缸上。#2 低压缸共 12 级叶片，三缸体结构，中间进汽， #2 低压外内缸支撑为上猫爪结构支撑，支撑于#4、#5 轴承座上，#2 低压内内缸支撑为上猫爪结构支撑，支撑于#2 外内缸上。2 碰缸2.1 碰缸的由来汽轮机在运行过程中由于基础沉降、滑销系统金属磨损、汽缸变形等原因可能会造成轴系中心、汽缸与转子的径向、轴向间隙偏离设计值，危及设备安全运行及影响机组经济性
4、，为此必须定期对汽缸与转子的径向、轴向间隙、轴系中心进行检查并修正符合设计要求。为了在不开缸的前提下亦能检查汽缸与转子的相对位置，西门子机组在汽机本体上的结构设计与国内目前的 300MW 的机组结构已大不相同，该机组能通过移动汽缸来检查汽缸与转子的径向、轴向间隙并加以调整，因此无需开缸条件下检查汽缸与转子的径向、轴向间隙，外方将此项工作命名为:pump check，翻译成中文则是“碰缸” 。2.2 碰缸的特点西门子超临界 900MW 机组高、中、低压缸的汽封全部是伞柄齿（由密封条和填料组成）镶在汽缸、持环、轴封体和转子上，经机床精确加工、组装后与汽缸同心，当汽缸组装完成、轴系中心调整结束，联轴
5、器螺栓装配完毕后，进行汽缸内汽封间隙和轴向间隙测量和调整(碰缸)。由于汽轮机四缸共 5 个轴承座用地脚螺栓直接锚固在混凝土基础上，所以轴系受温度等因素影响很小。汽缸组装后，汽缸的垂弧巳到位，此时汽缸与转子相对位置是冷态下最接近运行工况的，按制造厂要求调整好的汽封间隙在运行中肯定是安全、经济的。2.3 碰缸在检修中的应用汽轮机的最小汽封间隙和最小轴向间隙数据都是由制造厂提供的。在机组的安装过程中以及需要开缸的大修中都要将最小汽封间隙和最小轴向间隙调整到制造厂提供的范围内，此时则需要进行上下碰缸，左右碰缸以及轴向碰缸 3 种碰缸方式，分别用来调整汽封上下、左右间隙以及轴向间隙。而在平时的检修中在基
6、础下降和检查轴瓦下瓦的情况下只需要对上下汽封间隙进行调整。外高桥第二发电厂所采用的 900MW 汽轮机，设计高、中压缸开缸检修周期为 12 年，低压缸开缸检修周期为 8 年，所以碰缸是非常广泛的应用在机组检修中的，其中由于轴瓦的检修周期较短上下碰缸的应用也最多。2.4 碰缸的原理高、中、低压缸的碰缸方法基本一致，其中因低压缸碰缸要进入低压外缸中进行，工作量较大，工作条件差，下面以低压缸的上下碰缸为例来说明碰缸的原理。2.4.1 低压外内缸碰缸（上下方向）2.4.1.1 在碰缸试验开始首先盘车半小时以上2.4.1.2 开始之前先做同心度测量，用一百分表搭设在末级叶片上(如图 2)，盘动转子一圈，
7、同全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 汽机124时记录下各个位子动静之间的径向间隙。2.4.1.3 千斤顶安装低压缸外内缸上、下碰缸需要安装 4 个千斤顶支撑，分别安装在外内缸的 4 个猫爪臂下，底部固定在凝汽器的撑筋上，保持支撑的垂直。如图 1 所示：图 1 千斤顶安装示意图2.4.1.4 百分表安装低压缸外内缸上、下碰缸需要安装 6 只百分表，猫爪百分表分别安装在外缸缸壁上，指针指向外内缸的 4 个猫爪上，如图 1 所示。转子上的百分表分别用磁性表座安装在汽侧和电侧末节叶片上，百分表指针指向外内缸缸壁，如图所示：图 2 百分表安装示意图2.4.1.5 低压缸外内缸碰缸（
8、向上方向）首先开启顶轴油并将 6 只表分表读数复位 5.00 毫米。接着 4 个千斤顶同时加压，监视猫爪百分表，每上升 0.1 毫米，记录转子百分表的读数，同时监测转子是否能够盘动。接近上次安装或检全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 汽机125修时的碰缸数值时（一般控制在 0.20 毫米） ，分别将汽侧或电侧的 2 个千斤顶同时加压，监视猫爪百分表，每上升 0.05 毫米，记录转子百分表的读数，同时监测转子是否能够盘动，直至汽侧或者电侧的转子与缸接触，转子不能盘动为止，这时，汽侧或者电侧的转子百分表读数即为汽侧或电侧汽缸与转子下部径向最小间隙，记录数据。如果碰缸得到的数据与
9、设计值不符，可调 4 个猫爪垫片的厚度（如图 1 所示） ，重新再测量，直至间隙符合设计要求。低压缸与转子下部径向最小间隙标准为 0.500.60 毫米。最后 4 个千斤顶同时泄压，监视猫爪百分表，每下降 0.1 毫米，停顿一下，直至 4 个千斤顶卸去全部油压，这是转子百分表的读数应能基本复位 5.00 毫米。2.4.1.6 低压缸外内缸碰缸（向下方向）首先开启顶轴油并将 6 只表分表读数复位 5.00 毫米。接着用千斤顶顶起外内缸 1 个猫爪，抽取猫下的垫片，控制千斤顶泄压，使该猫爪上百分表读数复位 5.00 毫米。按上述方法逐一取出其他 3 个猫抓下的猫爪垫片。千斤顶向上顶的过程中应监视转
10、子百分表读数，不能超过下向碰缸时的径向最小间隙，以防止碰坏径向汽封。接着 4 个千斤顶同时泄压，监视猫爪百分表，每下降 0.1 毫米，记录转子百分表的读数，同时监测转子是否能够盘动。接近上次安装或检修时的碰缸数值时（一般控制在 0.20 毫米） ，分别将汽侧或电侧的 2 个千斤顶同时泄压，监视猫爪百分表，每下降0.05 毫米，记录转子百分表的读数，同时监测转子是否能够盘动，直至汽侧或者电侧的转子与缸接触，转子不能盘动为止，这时，汽侧或者电侧的转子百分表读数即为汽侧或电侧汽缸与转子上部径向最小间隙，记录数据。2.4.1.7 数据校验碰缸结束后复测同心度（要求测量点在同一处） ，核对碰缸前的数据，
11、如两处数据的偏差值与此次碰缸时所做出的改动值相同，则可以确认工作无误。3 碰缸经验外高桥第二发电厂两台 900MW 汽轮机分别于 2003 年和 2004 年投产运行，都在投产后一年进行过碰缸试验，而在试验中我们发现了以下现象：电厂 1 号机组手盘较轻，只需一个人稍微推动齿轮便可转动，但是 2 号机组手盘紧，需要 3 人依靠加长棒同时加力才能转动。由于在碰缸试验中是依靠手动盘车来判断动静部分是否有接触的，所以我们必须在第一次碰缸试验后记录下手盘所需要的外力作为日后试验的参考。这样可以避免日后试验中由于人为误差所造成的动静部分的实际间隙大于目标间隙的情况。4 结论外高桥第二发电厂 900MW 汽轮发电机组是当今世界最先进的汽轮发电机组之一，高新技术含量高，就碰缸工艺与传统工艺比较具有以下特点：在不开缸的条件下，能检查动静间隙并作调整；因直接使动静接触，直观反映了动静最小轴向间隙；由于不开缸，投入专业检修人员大幅减少，投入的检修机具较少；大大缩短了检修工期，经济性较好。
