哈汽超超临界机组安装方案优化及问题探讨
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【摘要】本文通过汽轮机安装的实例，结合现场设备实际到货情况，提出对汽轮机安装方案进行优化，并对优化前后方案进行对比，阐明了该类型汽轮机安装的新思路。根据该机组地脚螺栓出现的问题，分析原因，并提出安装建议，预防同类型问题的发生。
【关键词】超超临界；汽轮机；安装步骤；地脚螺栓
江苏某发电厂一期工程4×660MW超超临界燃煤发电机组，采用的是超超临界、单轴、三缸四排汽，一次中间再热凝汽式汽轮机。型号：CCLN660-25/600/600。高中压部分采用与日本三菱公司合作制造机组的成熟设计，低压部分采用哈汽自主设计的600MW等级汽轮机设计结构。
1、正常安装步骤
对于该类型汽轮机正常安装的基本步骤如图1所示：
图1
从流程图中可以看出要进行到A步骤条件是，高压转子、Ⅰ低压转子、Ⅱ低压转子都要放入到轴承上初找中心，待到中心调整合格后，高压缸、Ⅰ低压缸、Ⅱ低压缸方可进行内部的调整工作。
2、优化后的施工方案
该工程#1机组设备供货的实际情况：汽轮机设备除了三根汽轮机转子以外，其他设备均较早的到达现场，而转子的供货顺序：Ⅰ低压转子到货后，间隔4个月后高中压转子，再间隔1个月后Ⅱ低压转子到货。根据转子到货的情况，如果仍然采用这种安装方案，势必会造成一方面只有等到Ⅱ低压转子到货后，才能进行的A步骤，造成严重的窝工现象；另一方面等到Ⅱ低压转子到货，在A步骤完成后，同时分三个组进行缸内部部套的安装，必然会带来劳动力资源的紧张，在行车使用上也会存在严重冲突。考虑到这些困难，并结合设备特点，决定对安装步骤进行调整。如图2所示：
图2
3、优化方案的条件
通过优化的安装方案不难看出，我们是把三个汽缸分别看做三个模块，模块之间的联系就是对轮中心，所以当Ⅰ低压转子先到货的情况下，可以直接进行Ⅰ低压缸内部部套的调整安装工作；之后高中压转子到货，进行高中压缸内部的调整安装工作；Ⅱ低压转子最后到，接着进行Ⅱ低压缸内部调整工作。将图1中的A-B步骤减少至图2中C-D步骤。
但是在理论上我们可以将三个汽缸分别看做三个模块；但严格意义上都不能称之为模块，因为这三个缸整体可调性非常差，如果对轮中心相差很大，就会造成由于调整量过大，导致最终汽缸无法调整到位。所以必须在无真转子的情况下，尽最大可能控制对轮中心的偏差。我们的做法是：（1）首先将拉钢丝，确保高中压缸、Ⅰ低压外缸、Ⅱ低压外缸在左右方向上同心。（2）由于拉钢丝本身精度较低，左右误差在0.05mm左右；而且钢丝在长跨距的情况下，钢丝垂弧对精度的影响更大。为提高精度，我们采用激光准直仪再次精调，由于激光准直仪的分度值为0.01mm，而且激光没有垂弧，这样就大幅度的提高了对中的准确性。在内部部套的对中过程中，也采用激光准直仪，从而保证内部部套找中的精度。（3）为了验证内部找中的准确性了，我们又使用假轴对汽缸内部部套同心度进行复测。
采取以上措施，目的就是为了尽量减小对轮中心的调整量。
在Ⅰ低压转子到货后，根据理论计算扬度，调整Ⅰ低压转子扬度，落真转子进行各内部部套找中工作，进行轴向、径向通流间隙调整，后面工作做到除了连接凝汽器及抽汽管道外，Ⅰ低压缸具备扣盖条件。
在高中压转子到货后，以Ⅰ低压转子为基准，调整高中压转子，并依次调整高中外缸、内部部套，高中压缸的工作向后一直做到除了与抽汽管道连接外，高中压缸具备扣盖条件。
在Ⅱ低压转子到货后，立即根据轴系找中图的要求，调整Ⅱ低压转子扬度；之后一方面，低低对轮初找中心，并整体调整Ⅰ低压缸（高低通过垫铁，左右通过千斤顶调整），是中心符合要求，并通过同样的方式调整高中压缸。另一方面，Ⅱ低压缸在落真转子进行各内部部套找中工作，进行轴向、径向通流间隙调整。
4、优化方案的优点
从实际安装中的效果来看，采用优化方案可以带来好处有两点：（1）汽轮机设备安装过程，设备缺陷在所难免。而在这些缺陷当中，有的是可以在现场通过手工处理，有的需要外送加工甚至返厂。如需返厂加工，设备缺陷处理起来周期较长。从实际情况来看，高中压缸部分的设备缺陷比较多，往返制造厂路途至少需要超过1周的时间，而这些缺陷都可以在Ⅱ低压转子到货前全部消除；由于三个缸的内部调整工作都可以分别开展，这样在中低、低低对轮找中完成后，三个缸仅需整体调整，汽缸内部工作量较小，节约了工期。（2）资源的合理配置：通过方案的优化，将人力资源，机具（行车）资源得以充分利用，节约了原方案中Ⅱ低压转子到货后赶工而产生的额外投入。
但作为非常规方法，也存在不足：低压外缸刚性差，整体调整还是比较困难的。因此，在汽缸找正过程中要尽量精确，尤其要减少左右方向的调整量；另外，在垫铁布置阶段要留有调整的余地，防止上下方向没有调整余量。在整体调整时，会存在不同程度的垫铁受力不均的现象，尤其在两个轴承座台板下的垫铁，由于位置尴尬，调整起来非常困难，必须仔细检查，保证垫铁与台板密实接触，否则会给轴系振动带来不利影响
5、汽轮机安装过程中出现的问题及解决方法
在本工程1号机组低压缸的安装工作未发现异常，但在前轴承箱就位时，发现若按轴系找中图的轴承标高定位时，地脚螺栓偏短7-8mm，导致螺栓无法露牙。
随后对各地脚螺栓的标高进行复测，结果均比图纸要求高2-3mm，符合要求。在以往工程中，并未发现同类型问题。咨询制造厂得到的答复，由于是同类型首台机组，还未接到其它电厂有类似情况的反馈。通过对比分析几种类型机组的轴系找中图，发现了问题的症结所在。
图3：轴系找中图
从表1和表2中可以看出，由于该型机组是以Ⅱ低压转子扬度为基准（即Ⅱ低压转子轴颈扬度大小一致，方向相反），再加上中低、低低对轮中心均要求为下张口，导致前轴承箱需要抬高近12mm。如表3所示
从表3中可以看出，由于轴系中心的需要造成前轴承箱需要抬高；而相应的地脚螺栓未做相应的抬高，最终造成前轴承箱地脚螺栓偏短。
针对这种情况，我们现场的处理方法：由于前轴承箱螺栓的标高已无法抬高，只能采用整体降低标高的方法，即保证前轴承箱螺栓露牙长度的情况下，降低低压缸标高的办法进行调整。由于Ⅰ低压缸外缸找正工作已完成，所以进行调整的工作量较大。
6、经验总结
基础螺栓预埋工作作为一项隐蔽工程，如果在预埋工作开始前考虑不周全，就会给后期的安装工作造成不确定的影响；所以应对基础螺栓预埋工作予以充分的重视：（1）在方案制定过程中，地脚螺栓标高的计算上既要考虑到基础沉降因素的影响，还有考虑轴系中心造成轴承标高的变化，通常地脚螺栓都是遵循“宁长勿短”的原则，即使地脚螺栓的标高高10-20mm，也不会对螺栓强造成影响。（2）加强检验工作：在安装过程中应加强对地脚螺栓几何尺寸和标高的检验，确保在基础灌浆前每一颗螺栓都符合图纸要求，并做好螺栓的加固工作。在灌浆过程中，加强监护，防止螺栓发生偏斜，移位。