汽轮机的安装要点及调试问题处理浅析

吴治勇

【摘 要】汽轮发电机是将机械能转变为电能的机械，是汽轮机驱动的发电机，在使用过程中经常会出现很多的问题。汽轮机是电厂中将蒸汽热能转变为机组机械能，进而通过发电机组转变为电能的重要设备，汽轮机组安全平稳运行的先决条件是汽轮机组合理的安装。本文从30 MW汽轮机组结构出发，针对汽轮机组安装过程中的要点进行分析，并对调试过程中出现的问题及处理方案进行分析。

【关键词】汽轮机；安装；调试；措施

汽轮机是一种将蒸汽转化为动力的机械，能够将蒸汽的内能转化为机械能的装置，因此，在很多的电厂中得到了广泛的应用。汽轮机在使用过程中具有很多的优点，其单机的寿命非常长，在使用过程中效率非常高，而且功率也非常大。汽轮机发电机的调试和安装是保证其正常运转的前提。在汽轮发电机安装过程中，因为发电机主体和附属系统装备往往都比较晚到，不按照正常的安装施工工序，对工程施工的进度将会带来很大的影响。根据实际施工情况，制定完善的可行安装调试方案，能够提高安装和调试的质量水平，同时，对汽轮发电机的安全性、可靠性以及稳定性都能进行保证。

一、汽轮发电机的结构特点

汽轮发电机是一种和汽轮机联合使用的发电机，为了能够提高使用的效率，汽轮机在转速方面要进行不断的提高。在生产过程中，高速汽轮发电机运转过程中，为了能够减少摩擦力以及机械应力，在组装中经常使用比较细长的转子，在长度上比较长，同时直径要非常小。在高速机组中，对材料的强度有很严格的限制，因为材料强度出现问题对转子的直径也会产生很大的影响，转子的主体长度受到临界速度的限制，因此，在转子到达第二临界速度时会出现靠近电机运转速度的情况，因此，在运行过程中会出现比较大的振动。一些高速大型汽轮发电机的转子在尺寸方面已经达到了极限尺寸要求，在电机容量方面也在不断的增加电磁负荷，因此，要对电机的冷却效果进行加大，为了达到冷却效果，可以使用水冷或者是氢冷技术。发电机通常情况下由轴承、端盖、定子以及转子等部件组成，定子由机座线、固定、定子铁芯、包绕组等部分组成，这些结构构件在组成方面也有一定顺序，这样在组成过程中才能避免出现更多的问题。发电机的转子和定子要进行连接组装，然后转子在定子中进行转动，这样能够产生电磁感应，在经过接线端子引出以后接到回路中，能够产生电流。

二、汽轮机安装要点分析

1、机架部分。汽轮机的机架应该能满足设计值大于3mm 的标准，以便于日后对于垫块修磨的设计，垫块的材料大多选用水泥作为浇筑的原料，机架结构的相关参数要满足抗压强度，以保证垫块的完好无损。轴系找中在汽轮机安装中主要体现为半实缸与全实缸两种方式，在选取基准点时候，通常选择低压转子，将其调整径向位置，使机头达到科学的角度，继而再扬起适宜角度。等到工序完成后，再按照汽轮机安装的标准对相应位置实施测量，要在保证汽轮机符合要求的同时，坚持两端平行的具体要求，控制中心实现平行。

2、汽轮机各部件安装

（1）主阀、调阀安装。高压主汽阀、调节阀的布置形式，二者为一体式结构，为合金钢铸件。安装时应注意细致检查阀门通汽部分，并对间隙和升程进行测量和适当调整，测量值应当依据厂家给定的出厂值。

（2）转子吊装。转子起吊后，对转子水平度进行校正，并吊入汽缸。确保转子轴颈与轴承等接触面的光洁度，利用透平油进行润滑，吊入后，进行间隙测量和调整，确保间隙值在规定值之内。

（3）轴承安装。轴承上下两部分在安装时，首先安装轴承下半部分，在检查与轴承座配合无误情况下，安装上半部分轴承。轴承在安装时，与各个水平面之间的接触间隙用0.05 mm的塞规塞不进时，方为合格。

（4）汽轮机扣装大盖。仔细检查汽轮机内部无其他残留物后，将事先检查过的大盖进行试扣，盘动转子情况正常后，正式扣装大盖。吊起的大盖水平度误差<0.15/1 000时为合格，检查内部无残留后，扣装大盖，并拧紧分面螺栓以及法兰螺栓。安装盘车装置安装前要仔细检查各零部件是否完好，活动是否灵活，安装完毕后摇动手盘，检查是否活动无卡涩，若无卡涩，安装完成。

（5）调整间隙。在汽轮机的主阀以及调阀的实际安装中，阀门的布置大多体现为一体式结构，安装操作要注意阀门的合金结构，细致检查各个部分，对间隙等进行测量的调整，使得测量值能够与出厂值相互调试。转子吊装的安装中，要对转子进行水平度校正，确保轴颈等部位的光洁度，可以通过透平油实现润滑，在转子吊入后，再实施间隙的调整，确保转子具有的间隙始终处于规定的范围值之内。

三、汽轮机的调试问题分析

1、汽缸上下缸温差过大。该机组在调试期间首次冲转过程中，当转速达到2500r/min时，开始中速暖机，暖机时间2 min后匀速升至3000 r/min。暖机过程中发现汽缸上下部分温差超过运行规程中所规定的限值55.6 ℃。但是此时汽轮机组其他参数处于正常运行的参数范围之内，机组振动未超过0.03 mm的限值。经初步检查，发现抽汽管路并未发现汽水回流情况，温度监测点处并未有异常或故障点出现。为查清故障原因，对该机组进行第二次冲转，冲转过程中，对平衡孔活塞进行紧固后，发现上下缸温差过大，但是情况与第一次正好相反。据此可以推测，可能是由于密封环在第一次冲转时发生漏气现象，高温高压蒸汽漏入上半部分所导致。解决方案：对密封环进行紧固或者更换，以防止出现类似的问题。

2、汽轮机低压轴封温度波动。低压缸轴封段分布有前后布置的两个温度测点，以及一个压力测点，三个测点均在喷水减温喷头远端2 m处。当进行正式投运时，该段轴封温度测点测量值出现较大范围的波动。对该问题进行分析，该段轴封内蒸汽温度在喷水减温后温度下降，但是在距离喷嘴2 m的位置多为汽水混合物，其溫度受汽水比例影响有较大的波动范围，因此导致测量到的温度波动较大，从而加重DCS调节负担。解决方案：将温度测点设置在更远的5～6 m距离处，温度测点测量纯蒸汽温度，避免了温度的波动。

3、主机真空差。在机组带负荷进行调试过程中，发现当负荷不变时，主机内真空下降，且速度较快，约为每分钟1 kPa左右，导致机组严密性测试不通过。利用真空检漏仪对现场机组进行检测，检测结果发现在排汽端轴封处有漏气情况发生，导致外界空气进入机组，降低机组真空度。对轴封进行手动关闭后，发现主机真空下降问题得到快速缓解，但仍旧未能达到机组设计真空要求。分析发现，轴封汽通过手动隔离阀和孔板进入排汽端，而使用的孔板孔径值与设计值相比要小很多，因而推测节流孔板导致轴端汽封进汽压力降低，造成汽封效果降低。解决方案：对该机组节流孔板进行更换，严格参照设计值选用孔板，更换后主机内真空度恢复正常。

4、50%甩负荷时转速升高过大。当对机组进行甩负荷50%操作时，发现在操作后的极短时间内机组转速上升，由3004 r/min上升到3151 r/min，从而导致动态超调。分析导致此故障的原因，发现在DEH端存在线路接触不良现象，从而影响了负荷变化信号的传递，造成动态超调。解决方案：对虚接线路进行紧固处理，并再次模拟甩负荷试验，问题消失。

基于C30-3.8/1.7/395型汽轮机组结构，对汽轮机本体安装的基本知识进行了分析，进而分析了在汽轮机本体安装过程中的要点进行分析，并提出相应的解决方案。在以上分析的基础上，能够对生产中汽轮机组安装及调试工作起到一定的指导作用。

（作者单位：中国能源建设集团华东电力试验研究院有限公司）