1000MW 汽轮机高压缸猫爪翘起缺陷分析处理

王 辉 耿新博

华电莱州发电有限公司，山东 莱州 261400

1 高压缸猫爪支撑概述

高压外缸为上猫爪中分面支承方式，外上缸通过猫爪支在前箱和高中箱运行垫片上，外下缸通过汽缸法兰螺栓吊在外上缸上，外下缸上设有安装猫爪，安装猫爪通过横销连接在轴承座上，下缸通过间隙调整螺栓紧固在轴承座上。上内缸通过汽缸螺栓紧固在下内缸上，下内缸通过猫爪支承在外下缸上。

2 高压缸猫爪翘起消缺

2.1 高压缸猫爪翘起原因分析

运行期间高压缸猫爪翘起示意图

停机后高压缸猫爪示意图

检查情况：其他三个猫爪0.05 塞尺不入。

汽轮机高压缸连接的管道主要有#1-#4 高压导汽管四根和冷段排汽管道两根。安排对高压导汽管和冷段管道进行检查分析。

2.1.1 高压导汽管检查情况：

#1、#3 高导管与汽轮机高压缸上缸相连，检查#1、#3 高压导汽管弹簧吊架冷热态载荷存在差异，均为#1 吊架载荷43000N，#3 载荷62000N，左右吊架相差20000N。通过吊架可以看出#3 导管受力要比#1 导管大。与汽缸西侧翘起现象吻合，#2、#4 高压导汽管道因管路长弹性大对汽缸的牵拉作用可不考虑。

高导管法兰拆除前后冷段管道测量数据：单位（毫米）

高导管冷段管道相关数据测量

结论：高导管法兰拆除后高压缸猫爪间隙无明显变化，与高导管相连的冷段管道标高变化不大。两侧高导管解开后自然下落。通过此试验可判断高导管对汽缸的影响不大。

2.1.2 冷段管道及高压缸检查情况：

通过对高压缸猫爪及冷段管道进行跟踪测量（选取同一参考位置测量），对停机状态吊架标高数据与设计值进行比对分析，弹簧吊架位标高数据如下：单位（毫米）

吊架编号设计值冷态实测值差值#1126981265939#3126731261261#41262412506118#51258912452137#61256012413147

图1

通过设计标高可以得出冷段管道基本是一水平直线，但从现场冷态测量数据分析，#1-#6 吊架的冷态实际标高值比设计值依次降低成为一条斜线。因汽缸通过两根高压排汽管道与整根冷段管道连接为一整体[1]，#3-#7 吊架标高的下沉造成以炉侧猫爪为支点的杠杆模型。

通过利用行车提升高压缸四个猫爪检查其受力情况，发现炉侧两个猫爪受力远大于机侧两个猫爪受力。

结论：综合对高导管和冷段管道的试验比较分析可得出汽缸受冷段管道影响大。

2.2 高压缸猫爪翘起处理方案

通过调整支吊架标高的方法调整高压缸猫爪受力情况，具体执行方案如下：

1）拆除冷段去小机、冷段去辅汽、冷段去二抽管道保温，并将冷段去辅汽、冷段去二抽管道、冷段去小机管道割口，令冷段管道无其他管道影响。

2）调整#7 支吊架标高，做高压缸猫爪负荷分配，并做好数据记录。

3）以高压缸负荷分配作为依据，不断调整#7 吊架的标高，直至高压缸猫爪负荷分配合格。

4）高压缸负荷分配合格后，正式固定#7 吊架。

5）核对调整冷段管道汽机侧#1-#6 支吊架的弹簧载荷至冷态设计位置。

6）核对调整冷段管道锅炉侧#8-#14、#15-#17、#25-#27 吊架的弹簧载荷至冷态设计位置。

7）支吊架调整完成后，将割除的冷段去辅汽、冷段去二抽管道、冷段去小机管道无应力下对口恢复焊接。

8）#7 吊架底部钢梁进行加固处理。

支吊架调整完后，对#7 吊架下方的调整钢板、不锈钢镜面板、垫铁与钢梁进行焊接固定，#7 吊架与不锈钢镜面板进行焊接固定[2]。

2.3 高压缸猫爪翘起消缺结果

经过对#7 吊架标高的调整与汽缸猫爪负荷分配试验相结合，证明#7 吊抬升架对猫爪的受力情况有显著调整作用。经多次调整试验，最后#7 吊架在原标高的基础上抬升91mm。高压缸猫爪负荷分配符合厂家设计要求。具体试验数据结果如下：

置换为正式垫片后测量标高数值2019.04.07

测量高压缸全实缸负荷分配(猫爪垂弧测量)：

a（c）左b（d）右差值测量位置测量值测量值标准：＜0.07mm高压外缸前部1.00.990.01高压外缸后部2.162.170.01

3 结论

采取对#7 吊架抬高90mm，恢复到设计标高，#7吊架底部加高垫块为加工的正式垫块，吊架台板底部及垫块表面均加装了2mm 厚的镜面不锈钢板，保证台板热态运行中自由滑动。冷段管道共两个死点，即#7吊架和#14 吊架，热态运行时#7 吊架向炉侧水平位移113mm，#7 吊架加高90mm 后，调整#1、#3、#4、#5、#6弹簧吊架自设计值，测量高压缸全实缸负荷分配符合设计要求[3]。经机组开机运行后测量高压缸猫爪间隙，均0.05mm 不入，说明冷态、热态高压缸猫爪翘起问题消除。