03_第三章__汽轮机拆装与检修Ⅰ

2020/2/9第三章汽轮机拆装与检修Ⅰ2020/2/9第一节汽轮机的结构与作用汽缸的结构汽缸的支撑及滑销系统2020/2/9汽缸是汽轮机的外壳，它是汽轮机静止部分最主要的部件之一。汽缸内部装有喷嘴、转子、隔板等部件，形成封闭的汽室，隔绝外界大气。根据汽缸内部蒸汽的参数，蒸汽流动的特点，材料的情况，一般将汽缸分为高压、中压、低压三部分。按汽缸内部蒸汽参数，蒸汽流动特点，材料的情况，较小功率的汽机基本设计制造成单缸体，而大功率（100MW以上）则是多缸体。汽缸的结构2020/2/9汽缸的支撑大多采用猫爪结构。猫爪就是从下（或上）汽缸两侧水平法兰延伸出两个爪子（或在前后伸出四个爪子），搭在轴承箱上，而轴承箱坐落在基础台板上。猫爪的支撑方式分为两种：上猫爪支撑（适用于高参数机组）；下猫爪支撑（适用于中参数机组）。上猫爪结构可以保证法兰中分面与支撑面一致，但这种方式对安装、检修不变。汽缸的支撑及滑销系统2020/2/9汽轮机正常工作时是由上汽缸伸出的猫爪来支撑，称为工作猫爪，下汽缸由水平法兰螺栓紧在上汽缸上。在机组安装检修过程中，当上汽缸组装前，下汽缸靠自己伸出的猫爪来支撑，这个猫爪称为安装猫爪。它下部有一块垫块称为安装垫块，在上汽缸组合好以后，就不起支撑作用，可将安装垫块取出保存。猫爪下设有水冷垫块，用冷水带走猫爪传来的热量，既减少汽缸温度对支撑面高度的影响，又改善了轴承的工作条件。上猫爪支撑2020/2/9汽轮机组排气室的体积、质量都较大，直接坐落在基础台板上。排气室端的轴承箱大多数与排气室焊接（或铸造）成一体。但对于大容量的高压机组则采用排气室与轴承座分别坐落在基础台上的结构方式。有些机组（例如100MW机组）高压缸在前后采用猫爪的同时，在高压缸后部左下侧有一个与下汽缸相连的弹簧支座，其底座固定在基础板上。弹簧支座的作用是承受高压缸汽流反力矩的作用，以减轻左侧猫爪的负荷及其支座的单位压力，避免基础台板损坏和损害汽缸的自由膨胀。汽轮机的结构2020/2/9为了使汽缸在长、宽、高几个方面上膨胀自如，保证汽轮机与发电机转子与静止部分以及轴承座中心一致，避免因膨胀不均匀造成不应有的应力和变形及伴同而生的振动，在汽缸和轴承座上设有一系列的滑销，构成汽轮机的滑销系统。汽轮机的滑销系统一般有横销、纵销、立销、角销、斜销和联系螺栓等组成。滑销系统2020/2/9纵销是沿汽轮机中心线设置在前轴承箱和两个低压缸的基架与台板之间，使汽缸在纵向上只能沿纵销规定的方向前后移动，保证汽缸在运行中受热膨胀时中心位置不会发生变动。汽轮机的纵销和低压缸的横销有一交点，通常将此点称为汽轮机的死点。汽缸只能以死点为中心向前后、左右进行膨胀。在前轴承箱和台板之间设有角销（压板），它的作用是保证前轴承箱在台板上沿汽轮机中心线向前后移动遇到不正常阻力时不致脱离台板而翘起。滑销系统2020/2/9由于汽轮机运行中汽缸与转子的热膨胀值不可能完全相同，它们两者的差值称之为胀差，或称相对膨胀。大多数情况都是转子比汽缸膨胀伸长的多，这时的胀差称为正胀差，反之称为负胀差。胀差（相对膨胀）2020/2/9第二节汽缸拆装及检修汽缸法兰结合面螺栓的拆装及检修汽轮机揭上缸汽轮机翻上缸汽缸的检修工艺汽轮机扣上缸2020/2/9汽轮机使用的螺栓都在较高的温度（高压机组400℃以上）和上百个大气压下工作，因此，对其紧力和拆装工艺的要求很严格，稍有疏忽就容易损伤螺栓，甚至引起严重的设备事故。螺栓的冷紧和热紧人工冷紧螺栓的方法一般是用套管接长板子来紧，很少用锤击方法。这是因为锤击方法很难控制紧力，且锤击方向不正确还会对螺栓施加很大的冲击力。汽缸法兰结合面螺栓的拆装及检修2020/2/9在300-500℃以上高温下工作的螺栓，拧紧时必须施加一定的紧力。这就是初紧力，在初紧力作用下产生的应力称为初紧应力。螺栓上由于受到这种应力相应产生一定数量的弹性变形，当设备投入运行后，在高温和应力作用下，螺栓将随时间的增长而逐渐地由弹性变形转变成塑性变形，即随时间增长螺栓对法兰紧力逐渐减少，这种现象称为应力松弛。螺栓进过规定的工作时间后，所剩下的应力称剩余应力。汽缸法兰结合面螺栓的拆装及检修2020/2/9人工拧紧方法劳动强度大、工效低，有条件的地方应尽量采用机械方法。目前，国内的生产安装检修企业使用较先进的工具主要有液压扭矩扳手、液压拉伸器和气动（冲击）扳手。液压扭矩扳手的最大扭矩达到80kN·m，液压拉伸器的最大拉伸力达到4080kN·m，气动（冲击）扳手的最大扭矩达到57kN·m。对较大螺栓，一般将螺栓拉伸后，根据制造厂的要求拧紧。目前螺栓拉伸的方法有螺栓加热法和直接用液压拉伸器拉伸法。汽缸法兰结合面螺栓的拆装及检修2020/2/9液压扭矩扳手中空液压扭矩扳手驱动轴式液压扭矩扳手2020/2/9气动冲击扳手2020/2/9液压拉伸器2020/2/9液压拉伸器松紧螺栓是利用液压活塞以等于或稍大于螺栓紧力来拉伸螺栓后，利用拨棍通过支撑套上预留的孔轻松地拧紧螺帽。当卸去油压后，螺帽就承受螺栓的拉力，螺栓的紧固工作即告完成。螺栓加热拉伸法是一直惯用的方法。通常对于M52以上的螺栓，所需的拧紧力矩非常大，仅使用冷紧的方法不易达到要求。因此，大螺栓的拧紧都是先进行冷紧，施加一定的冷紧力矩，然后进行热紧，即加热螺栓使之伸长后，将螺帽旋转指定弧长。汽缸法兰结合面螺栓的拆装及检修2020/2/9汽缸法兰螺栓拧紧的顺序是以易于消除汽缸上下法兰面间隙为原则，松螺栓的顺序应以防止消除汽缸上下法兰间隙所引起的法兰变形的力量集中到最后拆卸的一个螺栓上为原则。法兰面间隙主要是由下汽缸自重产生垂弧造成的。高压汽缸一般约为0.2-0.8mm。另外，由于法兰面接触不良和在拧紧螺栓过程中对法兰产生压延作用，在未紧螺栓的地方也会出现间隙。螺栓的松紧顺序2020/2/9为了使汽轮机适应高温高压的工作条件，保证汽缸水平法兰结合面的严密性，法兰做得远较汽缸壁厚，并且法兰螺栓的紧力和强度。另外，为了保证法兰结合面的严密性，常采用减少螺栓的节距（即增加螺栓格数）、法兰螺栓内移和增加螺栓长度的方法，可减小法兰螺栓的紧力和增大螺栓的弹性变形。法兰螺栓内移，又具有法兰宽度小、材料省和降低法兰内外壁温差的优点。增加螺栓长度可采用在钟罩形螺帽与法兰表面间加装特别高垫圈的方法。法兰螺栓结构2020/2/91.解体时，对于汽缸螺栓应等调节级处壁温降到80℃以下，对于各阀门应等阀门体温度降到100℃以下，才允许拆卸结合面螺栓。2.拆卸螺栓前几小时，应将柴油浇到螺纹间，浸软螺纹间的锈垢和氧化物，减少螺纹咬死程度。3.对大螺栓（一般M52以上），螺帽及特殊厚度的垫圈，在拆卸前后应按号做好清晰标记。拆装螺栓注意事项2020/2/9拆装螺栓注意事项4.设备解体后，用钢丝刷和柴油清洗螺栓上的锈垢，再用细锉刀及刀型油石修理螺杆螺纹、垫圈及螺帽底部的碰伤及毛刺。5.汽缸螺栓组装前，应适量涂抹黑铅粉或二硫化钼粉等防咬涂料。2020/2/9汽轮机揭上缸详见(P.61)1.吊汽缸前的准备工作2.汽轮机揭上缸过程3.汽轮机吊装过程中的注意事项第二节汽缸拆装及检修2020/2/9揭上盖完毕2020/2/9汽轮机翻上缸就是将上缸进行180°的翻转。汽轮机翻上缸的方法，一般有两种：单钩翻上缸和双钩翻上缸。中小型机组，可采用单钩翻上缸的方法，这种方法安全性较差。大型机组采用双钩翻上缸的方法。对于外形比较规则的缸体，可采用空间翻转法；对于形状不规则的缸体，可采用空间挽点翻转法。汽轮机翻上缸2020/2/91.汽缸结合面的检修一般包括检查结合面的严密性，分析结合面泄露的原因和处理结合面间隙的方法。①汽缸结合面严密性的检查方法②汽缸结合面发生泄露的原因及处理方法泄露情况：a涂料质量不好，内有坚硬的粒沙、铁屑等。b螺栓紧力不足或紧螺栓的顺序不合理。c汽缸法兰变形。汽缸的检修工艺2020/2/91.研刮结合面首先用长平尺或塞尺检查上汽缸结合面变形情况。若变形在0.1mm以内，以上缸为基准，研刮下汽缸结合面；若上汽缸变形超过0.1mm，应先用长平尺将上缸研平，再以上缸为基准研刮下汽缸结合面。下汽缸结合面研刮的方法有两种：一种是在汽缸法兰螺栓不拧紧的情况下稍微推动大盖前后移动，根据研磨着色来修刮结合面，这种方法主要适用于刚性结构。汽缸结合面出现间隙时的处理方法2020/2/9另一方法在法兰螺栓拧紧的情况下，根据塞尺检查结合面严密性测出的间隙值及压出的红丹印痕来修刮结合面，这种方法主要适用于尺寸大刚性较小的汽缸。研刮结合面的处理方法即彻底又可靠，但工作量大，往往延长机组检修工期。另外经常研刮结合面，会使汽缸内孔变成椭圆，甚至发生偏斜。因此，只在法兰结合面大面积出现间隙时，如机组初投产的前几年，由于制造残留的内应力，法兰发生较大变形时采用。汽缸结合面出现间隙时的处理方法2020/2/9喷漆修补结合面局部间隙。喷漆是利用专门的喷枪，借高速高温气体将金属或非金属逐渐熔解并吹成微细的雾点，喷涂在经毛糙处理的工件表面。这种工艺的优点是，被喷工作温度很低（70-80℃），不会发生变形，不受材料的焊接性能限制。喷漆层具有一定的孔隙度，其密度为材料本身密度的85%-95%，它与工件表面为机械结合。结合强度依工艺及材料不同，为5-50MPa。汽缸结合面出现间隙时的处理方法2020/2/9氧—乙炔火焰喷漆工艺等离子喷漆工艺常见喷漆工艺2020/2/91.汽缸裂纹的检查方法对汽轮机加工面的检查，多采用砂轮打磨后，用10%-15%硝酸水溶液分浸，再用4-10倍的放大镜进行观察的方法。对裂纹深度的测定多用钻孔法。这种方法简单易行，不需任何仪器，但工作条件艰苦，工作量大而繁重。对于个别典型或较严重的裂纹，为准确查找裂纹原因，可用γ射线或超声波检查，此外，还应作金相显微观察及测量裂纹附近金属硬度等工作。汽缸裂纹的检修2020/2/9裂纹比较集中分布的部位：各种交界面处，如汽缸壁薄厚变化处，调节汽门座、抽汽口与汽缸连接处，隔板套槽道洼窝等处；汽缸法兰结合面，多集中在调节级前的喷嘴室区段及螺栓孔周围；制造厂原补焊区。产生裂纹的原因1.铸造工艺方面2.补焊工艺不当3.运行方面原因汽缸裂纹的检修2020/2/91.扣上缸前准备工作2.试扣上缸3.扣上缸的过程汽轮机扣上缸