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冷凝式汽轮机、轴流压缩机组安装技术改进

潘素霞 / 河北钢铁集团宣钢动力厂    

摘要:介绍了冷凝式汽轮机和轴流压缩机组在安装过程中的几点技术改进,改进结果是发挥了机组的先进性能,缩短了安装工期,一次试车成功,为相关机组提高安装技术水平提供了借鉴。
关键词:前轴承座就位;扩充油囊;防止缸体下沉;油系统
中图分类号:TH453 文献标志码:B
Improvement of Installation Technique for Condensing Steam Turbine and Axial Flow Comreossor Unit
Abstract: This paper has introduced several technical improvements in the installation process of condensing steam turbine and axial flow comreossor unit. The improvement results have played the advanced performance of the unit, shortened the installation period and the test is sucessful one time. It has provided references for relavant units improving installation technical level.
Key words: the front bearing seat in place; expand oil capsule; prevent cylinder body sinking; oil system
0 引言
  随着宣钢2# 2 500m3高炉的开工建设,动力厂原有四台高炉鼓风机组的供风能力已不能满足需求,为此公司提出了整体改造规划,并多次组织相关人员对同行业进行考察。结合宣钢具体实际,于2010年新建一台冷凝式汽轮机轴流压缩机组,用于满足2# 2 500m3高炉生产的供风需求。该机组安装是根据其结构特性和现场实际需求进行了相应的技术改进,使其更能充分发挥机组的先进性能,满足生产的需求,保证经济运行。
1 设备简介
  本机组采用的是透平压缩机结构,驱动方式为汽轮机驱动,采用杭州汽轮机股份有限公司产的NK63/80/32型冷凝式工业汽轮机,主要由机壳、静叶承缸、调节缸、转子、扩压器、轴承箱、油封、密封、径向轴承、推力轴承、伺服马达和底座等部件组成。该汽轮机工作转速范围为3 953~4 883r/min。压缩机组选用西安陕鼓动力股份有限公司生产的全静叶可调式轴流压缩机。
1.1 汽轮机参数
  型号:NK63/80/32 
  额定功率:36 000kW
  正常功率:27 690kW
  额定转速:4 150r/min
  E点耗汽量:113.04t/h
1.2 轴流压缩机参数
  型号:AV80-16
  额定功率:33 440kW
  正常功率:27 690kW
  E点流量:5 700Nm3/min
  出口压力:0.45MPa (G)
  静叶调整范围:22°~79°
2 机组安装技术改进
2.1 前轴承座就位及机组安装技术改进

  冷凝式汽轮机和轴流压缩机组在安装过程中,前轴承座水平宽度和高度的调整采用了支座螺钉调整法。较过去垫铁调整法方便快捷,便于操作。由于汽轮机和被驱动的轴流压缩机在启车时和调压力、升转速时所引起的干扰力、转动惯量力都传递到所要安装的基础上。所以整个机组底面与基础面之间的接触面是否完好,安装才是机组稳定安全运行的先决条件。为了提高机组的安装质量,对混凝土基础的支承面进行铲凿,通过底板与基础的对研,使其接触面达到75%以上,同时用条式水平仪(0.02mm/m)检验底板两个互为直角的轴向和径向水平度,使其值达到0.06mm/m。
  由于汽轮机转子的中心高度及其水平度是利用前支座上四周设置的几组调整螺栓进行适量调整。当汽轮机就位对轴流压缩机进行找正后,发现仅有四周几组调整螺栓支撑整个汽轮机,而其中部没有着力点处于悬空状态,因为机座架下方空间狭小,无法选择合适的钢板垫到底板与机座架之间的缝隙中。
  为了增加机组与基础的接触面积,保证安装质量,采用“压铅法”来进行安装,然后精确测量出底板支承面与机座架之间的间隙。首先把水平度和高度已调整好的汽轮机座架吊离,在底板上摆放20A的铅丝,然后轻轻放置机座架(利用汽轮机座架自身质量将铅丝压扁),再吊离汽轮机座架,然后用千分尺(0~25mm规格)对已压扁的铅丝逐一测量,根据实测数据配置合适的钢板,最后汽轮机重新就位。
  经检查机座架下部放置的钢板支承牢固,接触良好无松动、无错位现象,用平尺和水平仪在前轴承中分面检测前支座的轴向、径向水平,偏差均小于0.06mm/m,实现了汽轮机与基础的完好连接,保证了机组的安全运行。
2.2 扩充油囊,降低轴瓦温度
  轴流压缩机前轴承处的轴颈Ф225,根据设计要求为椭圆瓦,其顶间隙设计要求0.34~0.43mm,实际测量数据为0.35mm;侧间隙的设计要求为0.315~0.355mm,实际测量数据为0.32mm;过桥紧力(过盈值)设计要求为0~0.05mm,实际测量数据为0.05mm。
  在机组的喘振试验过程中,发现前轴承的瓦温高达到98℃,接近于报警值。分析轴瓦温度高的原因主要有:润滑油油品有问题;负荷过大;轴安装对中有问题;轴承缺油或回油不畅;轴承配合间隙小;轴承内径与转子轴径接触面不好。
  通过讨论分析,缺油是造成瓦温高的主要原因。
  按轴流压缩机前轴承可分为椭圆瓦和圆瓦两种轴承。根据设计要求,此台机组轴颈选为Ф225规格,轴承形式选为椭圆瓦结构,其顶间隙为X(0.001d~0.002d),侧间隙为X,过桥紧力(过盈值)的设计要求为0~0.05mm。为保证装配值我们通过选用塞尺和压铅丝法来达到装配精度。
  针对机组前轴承在喘振试验过程中瓦温过高问题,将机组停车后对前轴承进行检查,没有发现轴承研伤,接下来对轴承的顶隙值和侧隙值即:过桥紧力(过盈值)进行检查,所有数据均符合设计装配要求。经与厂家技术人员协商,按照设计原理计算,决定对前轴承轴瓦扩充油囊,加大轴瓦顶间隙和侧间隙,以增加进油量,从而降低轴承瓦温。通过现场手工操作刮瓦装配,并用塞尺和压铅丝法测量,得到顶间隙为0.45mm,侧间隙为0.45mm(通过改造达到了椭圆瓦的设计使用要求)。为了检验机组轴承温度在联动试车运转情况下的变化值,对机组进行了几个工况下的调整,其前轴承轴瓦的温度在82℃~84℃变化(正常值为86℃以下)符合设计要求,改造成功。
2.3 防止风机机组下缸体下沉的安装方法改进
  该机组是一种全静叶可调式的轴流压缩机,具有流量、压力调整范围大、效率高和运行平稳的特点。由于机组的进气管道内径为1 900mm,排气管道内径为1 300mm,基于管道直径过大并带来管道自身质量加大,从而导致管道自身的重力作用也加大,还有机组轴向距离跨度大以及管道与下机壳的法兰连接位置不精确的原因,导致管道法兰配焊后容易产生较大应力,虽然在管道上装有金属波纹管补偿器,但也不能完全抵消缸体的下沉量。由于该机组的缸体与前后轴承相互独立,属于分体式结构,如果缸体下沉,将会造成缸体下沉而转子无变化,使得上缸的密封与转子的气封直接接触,破坏了安装时密封间隙的技术数据,影响机组的安全运行。在下缸体进、排气筒与风管道焊接时,不是直接采用管道对接焊的方法进行焊接,而是采用钢板进行打箍的办法连接下缸与管道。同时在下缸体的中分面的四个方位布置四块百分表,由专人负责观察进、排气管道焊接时下缸体在垂直方向的变化情况,最后测量出下缸体进、排气侧变化量,所测的值最大为0.02mm,在一定程度上防止了下缸体的下沉。其次对机组进行揭缸数据复查,气封间隙、动静叶片间隙、轴瓦间隙以及汽轮机与轴流压缩机两转子的对中找正数据均在技术要求范围之内,保证了机组试车前要求。机组联动试车后,机组的动静叶间隙、调节油压力、润滑油压力、主油泵压力、送风压力和排气压力等均在技术要求范围之内,运行情况一切正常。
2.4 润滑油及油系统工艺安装改进
  原设计中,轴流压缩机组润滑油站位于站内循环水管道上方,并且润滑油站地脚基础设计的不规范,通过现场勘查,将整个润滑油及油系统进行整体安装工艺改进。设计中7m平台润滑油进油总管位于机组北侧,而0m层润滑油出口位于南侧,如按原设计配管,将造成管线重复布置,增加弯头数量;为此,改进后的工艺将整个润滑油站进行180°扭转,配电盘随着也跟着进行180°扭转,将0m润滑油出口管道布置在北侧,向上接引后直接接到进机组总油管。
  压缩机顶轴油泵回油箱管道,进行了就近接引。这样既方便了岗位工人的操作,同时也保证了冷油器抽芯长度5 560mm。并且将电动油泵的拉油管、润滑油管的溢流管、主油泵的进油管和事故油泵的拉油管共四趟管路都布置在润滑油站的南部,且其最低管底标高设置1.9m、最高2.2~2.3m之间,主蒸汽管道的标高由2.5m提高至2.8m,冷油器的标高设置在2.6m,满足了油管路和主蒸汽管路的安装运行条件。通过改进使主蒸汽管道与油管路的布局更加合理化,更加方便操作,节省原材料,减少了安装时间。
3 实施效果
  通过以上安装技术改进,缩短了安装工期,使安装效率大大提高,并一次试车成功。通过一年多的运行数据显示,该机组各轴瓦的振动值均在0.03mm以下,各轴瓦温度均在安装技术要求范围之内,其转速稳定在4 150r/min,平均日供风量为660万m3,机组运行稳定可靠。

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  评论人:sggysqfaqyt   打分:85 分  发表时间:2015-8-31 19:04:29
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