PG9351FA型燃气轮机安装过程中的关键技术.doc

简单介绍了美国通用电气公司（GE）生产的PG9351FA型燃气轮机设备的组成，详细说明了首次安装此类重型燃气轮机的过程及方法，总结了燃气轮机设备安装过程中的若干关键技术：固定器安装技术、燃机三点落脚检查技术、负荷联轴器安装技术、联轴器找中心技术、燃机拉杆安装及调试技术、燃机附属系统安装技术等，强调了燃机安装过程中的注意事项。  关键词： 燃气轮机；安装；联轴器；进汽系统；排气系统；辅助设备   随着“西气东输”工程的开工，与之配套的一大批大型燃气发电项目也陆续上马，美国通用电气公司（GE）生产的PG9351FA型燃气轮机由国家计委组织“打捆招标”，引进的新型燃气轮机之一。该型号机组的燃气轮机于1996年推出，特点是效率高、压气机压比高、进口温度及出口温度高。  1 PG9351FA型燃气轮机设备构成 单轴S109FA - SS燃气 - 蒸汽联合循环机组包括美国通用电气（GE）公司生产制造的三大主机：PG9351FA型燃气轮机、D10型汽轮机、390H型发电机。PG9351FA型燃气轮机是由燃气轮机主设备、燃气轮机辅助模块及燃气轮机附属系统组成。燃气轮机主设备包括18级轴流式压气机、3级轴流式燃机透平、DLN2.0+型燃烧室、进气系统、排气系统。 压气机的压缩比为15.4 1，设有可调进口导叶，用于调节透平排气温度和防止压气机喘振；整台机组共有18个分管、逆流型燃烧室，每个燃烧室有5个燃料喷嘴，整台机组共有90个燃料喷嘴；燃气轮机有2个可倾瓦轴承和1个推力瓦轴承，整台机组共有4点支撑固定在底盘上。燃气轮机辅助模块包括：主润滑油箱模块、液力控制单元模块、CO2灭火模块、水洗模块、燃气模块、性能加热器模块、电加热器模块、天然气绝对分离器、天然气涤气器、天然气凝液箱、空气处理单元模块、燃机隔声罩壳、罩壳通风风机等。燃机附属系统包括：润滑油、顶轴油系统、冷却密封空气系统、抽气加热系统、天燃气供应系统、燃机水洗系统、火警保护系统、假启动排污系统、  CO2灭火系统等。 2 PG9351FA型燃气轮机安装过程 2.1 固定器安装 在安装固定器时，应注意对固定器圆盘滑动面的保护。在固定器定位后，将固定器高度调整到可调范围的中间位置。另外，应充分考虑机组扬度变化，以避免机组轴系最终找中时固定器的可调范围满足不了燃机的调整要求。 燃机设备就位后调整固定器，使燃机处于水平。待燃机设备最终定位、A联轴器最终找中以及燃机滑销安装结束后，方可对固定器进行最终灌浆，灌浆料采用UNISORB  标准 V - 1无收缩灌浆料，灌浆高度应达到燃机底板厚度的2/3。 2.2 燃机就位及三点落脚检查 起重设备将燃气轮机就位至底板的螺栓组件和垫片组件上，燃机实际的轴向位置在设备基础中心线±3.175mm（0.125 in）以内。待机组就位放置1224  h后，检查燃机各底盘下方的接触情况，确保接触面积至少达到80。  在拆除前导向键上的装运销之前，必须将后导向键的轴向和水平方向都固定。在确定后导向键安全固定而不发生位移后，必须向上顶起气缸，才可拆除装运销，否则将严重损坏燃机。顶气缸位置是将千斤顶放在入口法兰外侧的底部垂直中心线下方（也可选择前部压气机的后法兰），只需将机组顶起到能够拆下销子即可。按图纸要求安装轴向限位销并安装垫片，利用轴向限位销来拆除装运销。装好排气扩压器并把燃机放在三点支撑上后，如上所述，检查燃机支撑腿和底盘顶部之间的间隙变化情况。当安装好垫片之后，此间隙变化不应超过0381mm(0.015  in)，否则调整底板垫片，确定正确的燃机中心线标高。燃机调整结束后，应及时检查地脚螺栓与燃机底盘间的膨胀间隙，该间隙应符合要求，否则应修刮调整。 2.3 燃料喷嘴组件安装  在安装燃料喷嘴组件时，要注意喷嘴的方向，部分燃料喷嘴组件上有排污口，其方向应与图纸要求一致。正式安装燃料喷嘴组件时，用少许黄油先把垫片固定在燃烧室法兰上，对好燃料喷嘴组件上的销孔把燃料喷嘴组件装上，再用螺栓连接好并按紧固要求均匀紧固。紧固时使用英制力矩扳手，螺栓的紧固力矩值应符合要求。在安装燃料喷嘴组件的过程中应注意对设备的保护，在打开燃烧室临时盖板时，应防止异物进入。 2.4 负荷联轴器安装  负荷联轴器法兰（联轴器“GT”）连接到燃机冷端（压气机侧）驱动末端处的前端轴联轴器法兰上的步骤为：把燃机冷端联轴器法兰封在干冰里，放上大约4  h，使联轴器充分冷却收缩；在负荷联轴器和燃气轮机端部止口上涂上Fel - Pro润滑剂；滑动负荷联轴器止口使其进入燃机联轴器法兰内，用螺栓连接两联轴器法兰面确保两个联轴器法兰之间的间隙小于0.0015  in。每套连接螺栓和螺母的质量误差在±1g以内，否则联轴器整圈连接螺栓和螺母需重新配对布置，以防止因轴系不平衡使机组在运行时产生振动。  在用液压张紧装置将螺栓拉伸前要测量并记录每一根螺栓的长度，作好测量点的标记，燃气轮机与负荷联轴器法兰的螺栓最终伸长量为0.5590.610mm(0.0220.024  in)。负荷联轴器连接结束后，在润滑油和顶轴油系统投用后盘动转子，及时进行负荷联轴器晃度（径向跳动）和瓢偏检查，应满足标准要求。 2.5 A联轴器找中心  A联轴器找中分为初步找中和最终找中两步。其最终找中是在燃机润滑油及顶轴油系统冲洗合格并且已投用后进行，因此油系统尽快投用对联轴器最终找中有着很大的影响。  A联轴器找中过程中尽量不要移动汽轮机部分，在对燃气轮机上下进行调整时，应调整固定器或调整燃机底盘与底板间的垫片。  由于PG9351FA型燃气轮机采用单轴双支点结构，即压气机和透平转子设计成一整体，且燃气轮机转子采用拉杆盘鼓式结构。这种结构的燃气轮机转子刚度较低，若在某静止位置停机时间较长，转子产生暂态弯曲变形。有资料显示，相似结构的大型燃机盘车脱开后几小时内，轴弯曲以5  m/h的变化量增加，一旦启动盘车装置，转轴径向弯曲量每2 h下降50%，一般经过几小时的连续盘车，燃气轮机转子的暂态弯曲可基本消除。因此，在轴系找中特别是A联轴器找中时需连续盘动转子几小时。  盘动燃机转子需投润滑油和顶轴油，转子每盘动90°，需停顶轴油泵，待燃机转子轴颈处油压泄完后，测量对中数据，再启动顶轴油泵，待转子抬升0.060.09  mm后，盘动转子。因此A联轴器测量一次准确数据，需耗时一天左右的时间。  转子联轴器找中时，还应注意下列事项：燃机及汽机高中压缸轴承是6瓦块式的可倾瓦结构，轴系找中时转子易偏向一边，因此每次对中读数据时，应确保转子在自由状态时不偏，且在同一位置；轴系找中时，应尽量避免热源或阳光与设备的接触，防止设备各部分产生不均匀的热膨胀，从而对轴系的找中产生影响；还要尽量避免早晚环境温差较大时进行轴系找中的复核。测量对中数据时尽量安排在每天的同一段时间内进行。 2.6 燃机拉杆安装及调整  按照燃机拉杆装配图纸说明装配拉杆，拉杆两端每端至少要确保有139.7mm(5.5  in)的螺纹啮合。连接燃机“冷端”水平中分面与汽机高中压缸前轴承箱的燃机拉杆两个球形套筒之间的参考长度大约为1.885m(74.23 in)。拉杆的最终调整应在单轴联合循环机组轴系连接之后进行。  燃机拉杆调整过程中应防止弄弯临时止推夹具（使用千分表监视轴向挠度，轴向挠度应小于0.127 mm）。在燃机拉杆轴向调整最终完毕之前不要装合锁紧垫圈。按照图纸要求安装燃机后导向键和前导向键的限位销垫片。拆除T3轴承处临时的汽机高中压转子止推夹具。  要注意的是：在调整燃机拉杆前，检查燃机排气扩压器位置处的膨胀节应可自由移动，不影响燃机的调整；在调整拉杆前，应检查所有燃机底盘外系统的管道连接（除润滑油和顶轴油管道外）与燃机缸体是脱离的或柔性连接，不影响燃机的调整；燃机拉杆调整结束后，检查燃机前后支撑腿的角度位置应在实际垂直方向的±1°以内。 2.7 进气系统安装  在燃机负荷联轴器安装前应安装进气增压室下半部分，在吊装进气室部件前，应熟悉进气室的外形、重量、重心图；吊耳的焊接后应按图纸要求严格检查；有关吊具、吊索、起吊的要求应严格按规定实施；在吊装就位时严防吊物变形；壳体临时支撑在安装结束后方可拆除。空气过滤器模块（7块）应事先在地面组合，组装好后双机抬吊模块，就位后应拉好缆风绳，缆风绳的拉设应不影响下一个模块的吊装就位。在膨胀节安装前，燃机应定位好，进气室部分安装、调整、固定完毕；复核其异径管件与进气室增压段上半间的开口是否满足膨胀节的安装要求；膨胀节的限位杆应待安装后拆除；法兰连接时应检查橡胶垫片是否老化，进气系统安装结束后，应确保各结合面防水和密封，可采用有机硅密封胶，加强密封性。  空气进气系统在安装过程中应特别注意进气通道的清洁，同时还要注意进气通道内各零部件不应松动，滤芯安装时要严密，不能留有间隙。 2.8 排气系统安装  排气扩压器安装时，将燃机透平端法兰及排气扩压器法兰清理后检查，法兰结合面应无损伤，特别是无贯通法兰面内外的损伤。法兰螺栓孔内螺纹不应有损伤或松动。用行车将内筒、外筒的排气扩压器分别吊起，与燃机透平连接，（注意排气扩压器在吊装过程中的变形），连接时注意法兰螺栓的连接顺序及紧固力矩值，同时检查法兰结合面应无间隙，满足热态时不漏气的要求。T2轴承腔室内部安装好后应及时封闭腔室盖板，要求同上。排气扩压器保温结束及A联轴器对中完成后应及时调整排气扩压器弹簧支撑系统，使支撑系统的负荷值在规定的范围内，并且使支撑杆垂直于地面。  将排气扩散段下半段（2只）吊装到排气系统钢支架上，再将上半段（2只）吊装到下半段上，法兰结合面应事先清理符合要求，（在吊装上半段前，T2轴承腔室盖板应盖好），排气道连接好后，把临时支撑割除。排气扩散段安装结束后，及时安装扩散段与扩散器之间、扩散段与余热锅炉进口烟道之间的膨胀节。安装时注意扇形板的件号、三层扇形板的顺序及起始扇形板的安装角度，上紧排气道里面所有压板上的螺栓后再点焊。 2.9 辅助设备及附属系统安装  燃机辅助设备基本上是模块化供货，因此在运输或吊装就位时注意选择合适的起吊点，必要时做相应的加固，使模块不产生永久变形。就位安装时地脚螺栓应在地脚螺栓孔中心，地脚螺栓丝扣应露出螺母23扣，螺母与垫圈、垫圈与底座接触应良好。找正时以辅助设备的进出口管为基准，辅助设备的水平利用基础斜垫铁调整；在初步找正结束之后，进行一次浇灌，高度灌满地脚螺栓孔，灌浆强度达到70%以上时，可进行对称拧紧地脚螺栓的工作。辅助设备模块正式找正结束后进行二次灌浆，高度为模块底板高度的2/3。没有地脚螺栓的辅助模块应安装在预埋件上，找正找平后一端焊接固定，另一端垫滑动板，以满足运行时热膨胀需要。  附属系统的管道、阀门开箱应符合GE安装要求，必要时进行合金钢光谱复查，系统管道接口进行编号，以免安装时出现接口错误。系统管道需先进行试装配，试装配时法兰垫片采用临时垫片，材料为石棉橡胶板；管道试装完毕后，管道暂时不拆除，应把各法兰与管子连接的焊口、各路管道上的调整焊口焊接完。试装配好后，逐段拆除，用压缩空气对管道内进行吹扫，并经过确认后，进行正式安装；管道正式安装后应进行整体吹扫及压力试验（除润滑油系统、顶轴油系统、液压油系统油循环冲洗外）。管道吹扫一般采用压缩空气，特殊情况下部分系统吹扫压力较高时，采用瓶装氮气，管道压力试验一般采用瓶装氮气进行，对附属系统来讲，管道的清洁度及管道的无泄漏尤其重要，因此系统吹扫和打压工作一定要重视。 3 结论  目前，PG9351FA型燃气轮机在国内电建市场处于起步阶段，以PG9351FA型燃气轮机为主设备的单轴S109FA - SS联合循环发电机组在国内燃机发电的份额还很低，该型号燃机的安装特点还没有完全掌握，安装程序及安装技术还很不成熟。特别是在该机组轴系安装及燃机拉杆的安装和调整还需进一步探讨。通过首次安装此类型燃气轮机的经验总结，对今后同类型或相类似的燃气轮机联合循环机组安装具有一定的借鉴作用。随着该型号燃气轮机国产化率的进一步提高、在燃气发电市场份额的进一步扩大，其安装方面将逐步走向成熟。