60 MW汽轮机检修技术应用与实践

刘　禄,杨继锐

1　设备概况

邯钢热电厂发电机组汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产制造的60 MW冲动式、高温、高压、单缸、调整抽汽、凝汽式汽轮机。机组型号为CC50/N60-8.83/2.17/0.98型，低压末级动叶片高度为660 mm,末级动叶片环型排汽面积为4.14 m2。机组采用透平油共用油源数字式电液控制系统DEH，ETS快速跳闸系统，TSI安全保护系统，是目前国内较为先进成熟和安全可靠的配置。汽轮发电机组配套的发电机型号为QF—60—2，发电机由哈尔滨哈电实业开发总公司制造。

2　汽轮机叶片检修工艺

2.1　汽轮机转子末三级叶片渗透探伤

用清水和干净的棉布把转子后三级叶片擦拭干净，待转子叶片晾干后，用清洗剂清洗转子叶片表面；然后用渗透剂喷涂转子叶片表面和叶根部，保持湿润约5～10 min，用干净的棉抹布擦去工件表面多余的渗透剂，用清洗剂清洗或用水清洗，表面自然凉干后喷涂显像剂。显像剂在使用前上下晃动充分摇匀后，喷涂在叶片表面，喷涂长度150～300 mm,发现有两片末级叶片显紫红色的线条，线条显示的位置即末级叶片的裂纹。

2.2　叶片裂纹的处理方法

用清洗剂清洗转子叶片裂纹表面，等表面干燥后，用内圆磨头的抛光机打磨裂纹，使裂纹处用光滑的流面过度，消除了裂纹处因转子旋转和气流冲击产生的交变应力，防止在运行中发生叶片断裂事故。

3　汽轮机高、中压缸连接螺栓的硬度检测

3.1　检测方法

用打磨机在汽轮机汽缸连接螺柱中间打磨宽约10 mm，长约30 mm弧面（显出金属颜色），然后用TH160里氏硬度计（探头型号：D，,冲击方向：垂直轴面）在弧面上测试三个点，取三点的平均值即为该螺栓的硬度值，以此判断连接螺柱强度能否满足使用要求。对连接螺柱逐个进行硬度检查，发现了5条不合格螺柱，按照不合格螺栓的型号、规格及数量做好记录，为机组建立完整的检修技术档案，检测数据如表1所示。

表1　高压缸连接螺栓硬度值

3.2　汽缸连接螺柱硬度值不合格的处理方法

按照不合格螺柱的规格型号，更换厂家生产的汽缸连接螺柱；在安装新螺柱前要逐个进行硬度检测，确保新螺柱的性能参数满足使用要求；对安装新螺柱汽缸结合面的位置处做好标记。检修结束后扣缸，热紧汽缸连接螺柱，热紧时注意紧力，运行后检查新螺柱连接处汽缸没有漏气现象。

4　高压缸下半相对转子中心偏左及处理方法（从机头方向看）

4.1　汽机转子中心与隔板汽封中心测量

把汽机转子吊出后，在前后轴承螺栓孔处固定支架，以前后轴承座洼窝中心点为基准，拉φ=0.5 mm的钢丝。以钢丝为基准点，用内径千分尺，测量隔板汽封体中心；从前油档洼窝、前内轴封、高压轴封、2-17级隔板、后油档洼窝逐级测量，发现高压内轴封、高压前轴封、第2级、第3级、第4级、第5级、第7级，第15级隔板汽封体中心左偏（测量数据如表2所示），左偏量均超过2 mm以上，通过数据分析，认为汽缸和隔板发生了向左偏移。

表2　隔板调整前后汽封体中心的距离　mm

4.2　汽缸和隔板向左偏的处理方法

经过多方反复论证，最终拿出处理方案，偏差值大于2 mm以上的，通过调整隔板来消除偏差量；偏差值小于2 mm的，通过调整汽封块来调整阻汽间隙，消除偏差量。通过调整隔板的位置和汽封片的位置，再次测量调整后的汽封体中心，偏差量均在2 mm以内，达到检修的技术要求。

5　调节系统静态特性不良原因分析与故障处理

5.1　调节系统静态特性不良原因分析

调节系统工作不稳定，常和调节系统迟缓率过大有关，迟缓率过大是造成调节系统摆动的普遍原因，在调节系统的组成机构中，由于摩擦、间隙、过封度等因素的影响，信号的传递都存在着迟缓的现象。传动放大机构与配气机构的迟缓率过大，通常是由于调节部件连杆接头的卡涩，间隙过大，滑阀过封度过大等原因造成的。

5.2　调节系统静态特性不良的处理方法

通过对调速系统容易磨损的零件进行更换，调整凸轮与传动接头的间隙，凸轮与传动接头的间隙由原来的8 mm调整为3 mm。4个调速汽门预启阀与阀座之间在高速汽流的冲击下发生碰撞摩擦，导致预启阀和调阀的阀芯结合面严重磨损，预启阀的行程达27 mm，严重影响调速系统的稳定性；整体更换四个调速汽门，调整预启阀的行程为设计要求的8 mm。取出高压油动机滑阀的阀芯，封住滑阀上端盖，启动高压油泵，用2.0 MPa的油压冲洗油动机腔室约20 min；然后停止高压油泵，回装高压油动机滑阀。通过以上处理方法，彻底解决了机组调节系统静态特性不良和甩负荷的难题。

6　汽机三段抽汽旋转隔板卡涩原因分析与故障处理

6.1　汽机三段抽汽旋转隔板卡涩原因分析

该机组在第一次揭缸大修时，揭缸后发现三段抽汽旋转隔板传动处断裂，决定更换厂家新制作的旋转隔板，安装到位后，施加外力旋转，转动正常。然后安装隔板套，扣缸检修结束。接着对机组进行冷态拉阀实验，调速汽门和三段抽汽旋转隔板动作正常。汽机在50 MW负荷极热态状态运行时，汽机上缸调节级内壁温度显示为450℃,汽机各部件处于完全自由膨胀的状态。根据生产需要，汽机进行带抽汽运行，当505发出投入抽汽的指令后，发现三段抽汽旋转隔板不动作，随即切除指令。当汽机打闸停机后，在极热态状况下做拉法实验，调速汽门动作正常，三段抽汽旋转隔板不动；当机组在冷态时再次拉阀，调速汽门和三段抽汽旋转隔板动作正常，说明机组在极热态时三段抽汽旋转隔板与隔板套之间发生了卡涩。

根据安装新隔板前测量的数据分析对比，隔板尺寸参数符合要求，故排除了隔板尺寸差异导致卡涩的原因；经过反复论证，认为是新旋转隔板的材质和原旋转隔板材质不一样，两种材质在受热时的膨胀系数不同，新隔板在受热时发生的轴向和径向膨胀量大于旋转隔板与隔板套之间的间隙，使旋转隔板与隔板套之间发生“卡死”现象；二者之间的摩擦力远远大于中压油动机驱动旋转隔板时的动作力矩，导致旋转隔板不能在极热态状况下正常动作，使机组不能投抽汽运行。

6.2　汽机三段抽汽旋转隔板卡涩处理方法

拆下隔板后，决定对隔板进行车削加工，消除隔板在极热态工况时发生的轴向和径向膨胀量，使旋转隔板与隔板套之间不发生“卡死”现象。隔板外圆以圆面最高点为基准，车削2 mm；隔板排汽侧上磨床找平，进汽侧端面车削1.5 mm；在隔板转轴处以内圆最低点找平，最大车削直径量为0.3 mm。机组在50 MW负荷极热态状态运行时，汽机进行带抽汽运行，三段抽汽隔板再没有发生“卡死”现象，解决了汽机不能投抽汽运行的难题。

7　结束语

汽轮机检修质量的高低，影响机组的安全稳定运行。在检修过程当中，对机组存在的特殊问题进行充分论证，科学系统查找分析原因，制定合适的检修方案，会使检修效果事半功倍。本次检修利用特殊的检修工艺，处理了汽机不常见的难题，有些问题的检修工艺对国内同类型机组的检修有参考意义。

【参 考 文 献】

[1]袁明．汽轮机[M]．北京:化学工业出版社，2016-01-01.

[2]王新军．汽轮机原理[M]．西安:西安交通大学出版社，2014-02.

[3]高澍芃．汽轮机设备检修技术问答[M]．北京:中国电力出版社，2004-12.