汽轮机本体检修.ppt
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1、汽轮机本体检修,第一部分 概述 一、汽轮机大修的目的:(1)全面解体、测量、检修、调整汽轮机设备,恢复设备的安全、经济性能,并掌握设备状态变化的规律,对于设备状态发生变化的可能原因进行分析,以便采取相应的措施;(2)对汽轮机设备的零部件,按规定进行必要的检验和检查,及时处理,更换已经失效、存在隐患或达到使用周期的零部件,以保证设备运行可靠性;(3)处理设备技术分析和诊断所确定的主要设备问题;(4)有针对性地对设备和系统进行技术改造,改善设备的运行性能。目前,大容量汽轮机组都配备了在线的状态监测系统,有的还配备了专家分析系统,这为及时判断设备状态的变化提供了有利的条件。但目前在线技术监测仍有一定
2、局限性,尚不能全面地反映设备的状态。因此,对汽轮机设备定期进行大修仍然是必要的。机组大修间隔应视设备状态而定,不宜做硬性规定。总的原则是不应因设备欠修、失修而导致设备状态失控。在汽轮机检修中,应该逐渐积累资料,逐步掌握设备及零部件在运行中性能变化的规律,结合机组在线监测,运用先进的检修管理办法,为实现状态检修创造条件。,二、汽轮机设备状态的技术分析 要达到汽轮机大修预期的效果,摸清设备的状态和影响设备安全经济运行的主要因素,以使检修项目、内容做到有的放矢。因此,开展对设备状态的技术分析是十分重要的。设备状态的技术分析内容主要包括:1、运行工况分析 根据机组在正常运行中或在起停过程中出现的异常现
3、象,如机组异常振动、胀差超限、负荷失稳、调节门卡涩、汽封漏汽、掉叶片、轴瓦温升偏高、漏油等,以及运行监控参数、有无异常、是否符合制造厂家的规定等,进行全面的分析,对于存在的缺陷和设备问题制定相应的修理方案。2、机组性能试验及分析 通过大修前的效率试验,分析机组运行的经济性。通过调节系统的各种试验,确定调节系统的可靠性、完好性。机组若出现异常振动,应通过振动试验分析振动原因并制定相应的对策。此外,应对汽轮机运行的小指标,如凝汽器端差、过冷却度、温差、真空严密性及加热器端差等进行分析,要与设计值和制造厂家的规定进行比较,找出影响的主要因素。3、设备可靠性分析 通过对可靠性指标的统计和分析,确定影响
4、机组强迫停运的主要因素、产生的技术原因和易造成设备不可用部套或零件,作为检修的重点项目或检查项目。,三、汽轮机大修项目包含的主要内容 原水利电力部颁发的发电厂检修规程中,附有汽轮机大修参考项目表,包括标准项目、特殊项目、重大特殊项目,应作为制定检修项目的重要依据;设备技术分析和技术诊断所确定的检修内容,应作为汽轮机大修的重点项目;此外,还要吸取国内外同类型机组运行的经验和教训,安排提高机组安全、经济性能的项目。在编制检修项目时,一般应包含以下内容:(1)对汽轮机设备解体后进行全面测量,与安装记录或上一次检修记录相比较,了解设备经过长期运行后的状态变化,并据此进行检修、调整,使各项数据符合要求;
5、作为大修质量验收的重要依据,并为今后的运行和检修提供可靠的技术资料。(2)对承受高温、高压、高应力部件,按照技术监督的规定进行检测和试验,如汽缸、转子、连接螺栓、蒸汽管道等的无损探伤,表面硬度的测量,叶片频率特性的测试等,以判断和处理在运行中难以发现的隐患。,(3)提高设备运行的经济性:1)合理地调整汽轮机通流部分动静间隙和汽封间隙,在保证有足够安全间隙的前提下,尽可能减少漏汽损失;2)对汽轮机通流部分进行清理和修理,提高汽轮机内效率;3)对凝汽器和冷却水系统及相关设备进行修理,使传热端差、过冷却度、循环水入口温度、循环水温升符合设计或制造厂家要求;4)提高回热系统工作性能,减少传热端差和防止
6、汽、水走短路;5)消除汽水阀门内、外泄漏。(4)防止主设备严重损坏的检修要求:1)防止汽轮机超速损坏:主汽门、调速汽门、抽汽止回门的严密性应符合要求,动作灵敏可靠;调速保安部套无卡涩,间隙、重叠度、弹簧特性等应符合要求;调速系统特性符合厂家要求。2)防止通流部分损坏:主汽门、调速汽门的蒸汽滤网完好可靠;转子通流部分的清理、检查、检修,对调频叶片进行频率复测,防止动、静叶片损坏;推力瓦乌金和工作状态应符合要求;合理调整动静叶片间隙和汽封间隙,正确整定胀差保护的动作值,胀差和轴向位移保护动作可靠;滑销系统间隙符合要求,不得有卡涩和偏斜现象。,3)防止汽轮机大轴弯曲:合理调整汽封间隙,保持足够的汽封
7、块退让间隙(33.5m),有条件时可采用可调汽封;汽轮机主蒸汽、再热蒸汽、抽汽、汽封疏水管及机内疏水完好通畅,抽汽止回阀、加热器的水位保护动作可靠,防止水、冷汽进入汽缸;轴系对轮晃度和瓢偏值应在标准规定范围之内,防止对轮连接后产生附加不平衡力;汽缸保温要符合要求,避免在启动或运行中上下缸温差过大。4)防止轴瓦烧损:轴瓦乌金和瓦胎结合紧密,不得有乌金脱胎现象;轴瓦乌金与大轴或推力盘接触点应符合要求,轴瓦支持体的球面或瓦枕与轴承洼窝接触良好,正确调整轴瓦间隙、紧力和接触角;油管道、冷油器清洁,油箱滤网及油管道滤网完好;主油泵、交直流油泵、油涡轮前置泵(射油器)工作正常,低油压连锁保护可靠、动作正确
8、;轴瓦乌金温度高保护、润滑油压低保护整定准确、动作可靠。5)防止油系统着火:油管道附近高温管道,其保温层应牢固完善,并外包铁皮或玻璃丝布,保温层表面温度不能超过50;油系统尽量减少法兰或阀门数量,油管接头应按高一级压力选用,不许使用铸铁或铸铜阀门;油管道支吊架每次大修都应检查是否牢固完好;阀门及法兰接合面必须认真研刮,垫料可选用青壳纸、隔电纸或其他耐热、耐油材料,厚度应小于1.5m。,第二部分 汽轮机大修的重点项目 一、汽轮机本体(一)解体时全面检查和测量 1汽缸 大型汽轮机高、中压缸多为铬钼钒合金钢浇铸而成。由于此种材质浇铸性能不好,铸件壁的厚薄不同,金属凝固时间也不相同,因而产生内应力,往
9、往在弯头、抽汽口等复杂形状处容易产生微细裂纹,经过长期运行,裂纹逐渐显现。同时由于铸件的壁厚不一致,各处金属凝固形成有先后之分,后凝固的金属由于体积收缩,形成许多疏松小孔。在机组启停过程中汽缸由于热交变形成热应力,若超过汽缸材料的屈服极限,即形成汽缸的永久变形。因此,在汽缸解体清缸后,要进行一次裂纹宏观检查与上下缸扣合状态下法兰接合面变形检查。若紧1/3螺丝,汽缸张口间隙0.20mm,但不穿透,或有0.05mm穿透间隙时,应在大修中处理。若取出隔板套或隔板较困难,可能存在汽缸变为椭圆形时,则应在扣缸情况下利用假轴上装千分表,沿纵向各个断面测量汽缸内圆椭圆数值。若汽缸圆周变形影响了隔板自由膨胀,
10、也应进行处理。(1)汽缸结合面水平的测量(2)汽缸严密性检查:在空缸自由状态下和冷紧1/3结合面螺丝时用塞尺检查汽缸结合面间隙,对高温区域应重点检查。一般情况下,自由状态时0.25mm塞尺应塞不入,冷紧1/3螺丝后不得有任何间隙。,(3)缸体洼窝中心的测量:大修时,一般应对内外缸进行缸体洼窝检查,特别是高温下工作的高中压汽缸,汽缸洼窝中心均会出现偏差。一般只做测量、记录和监督其变化情况,而不对其进行调整,只有在特殊情况下,如汽机转子中心做了较大幅度的调整,使转子中心与汽缸洼窝中心出现了较大的偏差时,才对汽缸位置作出适当调整。(4)汽缸猫爪负荷分配的测量(5)汽缸变形及静垂弧的测量:汽缸结合面存
11、在间隙不仅是汽缸变形的问题,而且与汽缸上下缸结构削弱了汽缸刚性有关,由于汽缸自重、保温、进汽管等重力作用下,汽缸发生弹性变形,产生静垂弧,导致汽缸结合面间隙增加。汽缸变形及静垂弧直接影响汽机动静间隙的测量和调整,所以必须掌握每个汽缸变形及静垂弧对轴封、汽封洼窝中心和动静间隙的影响值,以便检修调整时进行修正,使动静间隙与实际相符。用百分表或内径千分尺测量汽缸变形及静垂弧。用间隙传感器测量汽缸变形及静垂弧。2转子(1)测量推力盘不平度和瓢偏度:若瓢偏超标,推力瓦检修研磨时将出现假象,从而使推力瓦运行工作不良,推力瓦片在运行中乌金温度超标,甚至出现推力瓦烧毁。,(2)测量主轴弯曲:工作转速为3000
12、r/min的汽轮机,主轴弯曲允许值为0.04 mm,如果主轴弯曲不超过0.06mm,允许通过动平衡校正转子的平衡;若轴弯曲超过0.06mm则需进行直轴。(3)测量叶轮瓢偏:叶轮瓢偏允许值,对整锻转子为0.03mm。若叶轮瓢偏超标,则应对照上次检修记录,判断是否变形或有摩擦痕迹。(4)测量轴颈椭圆度和锥度:轴颈椭圆度不大于0.02mm,轴颈锥度不大于0.03mm。(5)测量联轴器瓢偏及晃度:联轴器瓢偏不大于0.02mm,圆周晃度允许值为0.03mm。如瓢偏和晃度值超标,当联轴器连接后会产生轴系附加的不平衡力,引起轴承振动,必须在检修中处理。(6)测量各转子轴串:为了鉴定汽机各转子动静部分最小轴向
13、间隙,以确定机组在运行工况下的汽缸与转子的差胀值,在大修前后均应进行各转子轴串量的测量。3汽封 汽轮机汽封按其结构分:有迷宫式结构和蜂窝式结构两种。其中迷宫式结构汽封包括的品种有:高低齿梳齿式、平齿梳齿式、斜齿梳齿式、枞齿式、“J”形齿式、布莱登汽封、侧齿汽封、镶齿梳齿式(如铁素体汽封)、刷式汽封、接触式汽封等形式。蜂窝式汽封可以细分为:全蜂窝式汽封、有长齿蜂窝汽封、镶齿蜂窝汽封、缓冲式蜂窝汽封等形式。,疏齿汽封的密封机理:通过蒸汽经过“环形孔”及“环形汽室”反复节流膨胀过程,达到减少漏汽的目的。影响汽封性能的关键因素:汽封与转子径向间隙“”及“汽室”空间的大小。目前在汽轮机密封改造中流行的几
14、种汽封形式是:布莱登汽封、侧齿汽封、接触式汽封、蜂窝式汽封。汽封包括端部轴封与隔板汽封。测量汽封间隙的方法目前多采用贴胶布方法,一层胶布为0.25mm,两层为0.5mm,根据胶布印痕判断汽封间隙。另外,要检查轴向间隙,允许值由制造厂提供。还要检查汽封轴段摩擦痕迹,是整圆还是小弧段,如有痕迹必须认真检查原因。4动静间隙测量 首先将推力盘按制造厂要求,推向规定的位置(推力瓦的工作面或非工作面),联轴器应处于贴合位置,转动方向,在每次大修的检查中均应一致,并做好记号。转子动叶片与隔板的间隙用楔形塞尺仔细测量,然后转90,再测量一次,其间隙若不符合制造厂要求,就应进行调整。,5.轴瓦 主轴瓦检查顶部间
15、隙、两侧间隙及轴瓦紧力,并检查轴瓦乌金有无脱落及脱胎现象,如有局部脱落而无脱胎可采取焊补处理,有大面积脱胎可考虑更换。推力轴瓦测量窜动量(即推力间隙),若推力间隙增大,检查推力瓦片有无磨损及脱胎,同时与动静间隙对应,是否有一致的变化量。6.滑销系统 滑销系统是保证汽轮机正常膨胀的导向机构,它的磨损卡涩都可能导致机组中心的偏斜,造成动静摩擦。因此,每次大修对横销、角销都应拆下检查,有无毛刺、磨损间隙是否合适。7.轴系检查 解体后对高、中、低压转子和发电机转子联轴器中心及各轴颈扬度进行一次检查。通过检查可发现在运行中的变化情况,如果联轴器中心下张口较大,再结合轴颈扬度分析,也可判断基础台板有无下沉
16、。,(二)金属部件常规检查 汽轮机在500以上温度下工作,金属材料在热应力交变的作用下,会产生疲劳损耗和蠕变损耗。此外,材料性能也有所改变,高压螺栓发生金属蠕变及松弛,汽缸蒸汽导管、叶片可能发生裂纹,因此在大修中应对金属部件进行检查。1.汽缸 汽缸由于形状复杂,用超声波很难工作。目前多采用宏观检查方法,即用砂纸打磨出光泽后,再用放大镜检查,也可采用着色法检查。对于裂纹深度检查多用钻孔法。2.螺栓 对高、中压缸螺栓要建立严格的管理制度。在安装时,应做好原始记录,在大修中做好螺栓金相和硬度普查。(1)硬度值:在HB240270范围内。(2)冲击韧性值:(3)金相组织:以索氏体为主,无明显网状组织。
17、螺栓更换标准:1)硬度值大于HB300,小于HB200。2)冲击韧性值:3)金相检查发现明显网状组织时,超声波探伤发现裂纹时。,3.转子及叶片 转子检查前应将轮盘、主轴、叶片清理出光泽后,轮盘、主轴用着色法检查,叶片用磁粉检查。转子中心孔检查每运行810年进行一次。对叶片铆钉头、拉筋有无裂纹,须仔细检查。4.主汽门、调节汽门、导汽管等 主汽门、调节汽门、导汽管等设备的裂纹,根据位置与形状一般均是打磨出金属光泽后,用着色法进行检查,在焊口与弯头部位用超声波检查。(三)主要检修和调整内容 1.通流部分的修理和动静间隙调整(1)汽缸部分:如果解体检查阶段汽缸有裂纹,则应进行焊补处理。汽缸接合面变形引
18、起的漏汽可采用涂镀、喷镀或焊阻汽条后研磨的办法进行处理。另外对汽缸级内疏水应采取灌水检查是否畅通。(2)隔板套应检查定位销的工作情况,如隔板套与汽缸配置有卡涩,要打磨处理。隔板套对口接合面要在清扫完毕后,用塞尺检查上下隔板套对口的严密性,对接合面能通过0.10mm的塞片,可冷紧1/3螺栓再检查,严重时须处理。对隔板结合面严密性也须做检查处理,对隔板挂耳、定位销、销饼如有松动应检查处理,并调整间隙使其合格。发现隔板有摩擦痕迹,须用大平尺检查隔板变形。,(3)解体检查阶段发现动静间隙与制造厂要求不符,如各级方向数值均一致,可通过调整推力轴承调整垫处理,或调整隔板套的调整垫。若个别级的动静间隙不合格
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