西门子SST6-5000型汽轮机安装技术工艺研究与应用

中国电建集团核电工程公司 李 强

燃气-蒸汽联合循环发电机组具有热效率高、污染排放低、建设周期短、启停机快捷等特点。西门子SST6-5000型汽轮机机组功率300MW，运转层标高16米，机组总重635t，为紧凑型机组，由高中压缸和低压缸组成，其中高中压缸和低压内缸均由落地式轴承座支撑，并通过推拉杆向连，高中压转子及低压转子通过三瓦支撑。该项目汽轮机安装验收标准执行阿美及西门子安装标准，安装工艺复杂、施工技术要求高、过程控制严格，国外厂商对质量要求高，需要通过对系统工艺研究、科学合理的施工组织，解决沙漠环境下、无行车及露天条件下设备安装、大件设备吊装、技术工艺研究、质量控制、设备维护等难点。

1 关键技术

轴承座找中心及灌浆，其中轴承座找中心工序中，左右中心以油当洼窝中心测量数据调整、上下中心根据高精度水准仪测量轴承座标高数据为准，减少轴承座找中心过程中中心、标高、水平及扬度相互的影响因素。高中压缸及低压内缸碰缸方案，使用千斤顶油泵连接顶轴油作为临时顶轴油，手动装置连续盘动转子进行碰缸，检查径向间隙及轴向位移，根据图纸要求，摆动高中压缸或低压内缸至设计位置，使用斜垫铁固定。低压外缸组合中增加法兰面临时支撑及拉索进行加固，端板找正时增加顶丝装置。高中压转子及低压转子三瓦支撑形式下，轴瓦调整、轴系找中心及轴系铰孔、轴系连接关键工艺分析优化。低压缸汽封间隙测量优化方案，内缸底部汽封间隙采用长塞尺检查，顶部采用“压铅丝”方法，结合碰缸方法进行汽封间隙检查。

2 施工基础准备

施工准备。技术准备：图纸会检完毕，组织施工人员进行详细的交底，掌握相关安装程序及要点；工器具准备：所有吊装工具及测量工器具均校验合格，并在有效期内。

设备及附件的清点检查。按照设备的装箱单对设备进行清点检查；检查设备及附件的外观完好情况，是否有磨损、擦伤、锈蚀、变形等，铸件外表面有无残留的铸砂、气孔、裂纹等缺陷，如有缺陷要及时按相应流程处理，并作好记录。

基础准备。检查基础形状和各部位主要尺寸、预留孔洞的位置和深度是否符合要求，基础尺寸的允许偏差应符合下述规定：纵、横轴线偏差±5mm，标高偏差±10mm。

轴承箱就位、找中心及灌浆。轴承座为无台板支撑，落地固定式轴承座，不参与轴系膨胀，就位前制作轴承座顶丝支撑水泥垫块，安装、调整地脚螺栓，安装地脚螺栓泡沫密封环，就位#1～#3轴承座。轴承座找中心工序中，#1及#2轴承座以#3轴承箱为基准，左右中心以油当洼窝中心测量数据调整，上下中心根据高精度水准仪测量轴承座标高数据利用顶丝调整，不再采用测量三点油挡洼窝中心的方法，左右中心及标高合格后，扬度及水平自然形成，减少轴承座找中心过程中中心、标高、水平及扬度相互的影响因素，大幅提高安装效率。轴承座中心调整验收后，地脚螺栓紧固第一阶段力矩，开始支模、养护，进行灌浆及插板。

表1 轴承座标高设计值

3 施工操作

3.1 高中压缸就位、找正

轴承座灌浆后，安装#1推力支持联合轴承及#2径向支持轴承，轴承为球面线接触，不用研磨接触情况，只需进行接触检查，轴承按照标高及纵横向定位键间隙装配，#1轴瓦吊出，就位高中压缸。高中压缸整体供货，重量为145t，吊装采用600t履带吊，吊装半径24米。借助顶升装置，旋入#1推力支持轴承下半，转子落到到轴瓦上，拆除转子运输环。

高中压缸碰缸方案中，在正式顶轴油不能投用的情况下，使用千斤顶油泵连接各个轴瓦顶轴油管作为临时顶轴油，使用手动盘车装置连续盘动转子在猫爪位置分别放置千斤顶并架设百分表，使用千斤顶缓慢顶起高中压缸，每次平行移动0.1mm并配合使用顶丝作为千斤顶的安全防护，监视转子盘动情况，直到转子盘动困难或停止盘动并记录百分表行程，重复此步骤，分别上下左右前后平行移动，检查缸体移动量，根据图纸要求调整高中压缸设计位置，使用临时斜垫铁固定缸体。

3.2 低压外缸组合、焊接

低压外缸由端板、侧板、支撑管等散件供货，现场组合焊接，外缸与凝汽器结颈焊接，重量由凝汽器承担，不参与滑销系统膨胀，低压内缸通过猫爪由其前后的轴承座来支承，并通过推拉杆与高中压缸相连：前后端板就位安装并找平找正。左右侧板的安装并找平找，使用刀口尺检查法兰错口情况，增加可调式顶丝固定工具，固定端板及侧板。低压外下缸增加可调式临时支撑和斜拉索，减少变形，整体找正。安装外下缸撑管连接板，并点焊牢固。低压外上缸前后圆弧缸体安装就位完。在焊缝位置标注焊接顺序，采取跳焊法，减少变形。

3.3 内缸就位、转子就位

配置内缸临时猫爪垫片，内缸就位标高低于设计标高5mm，内缸下半就位初找正。转子吊装前安装转子临时支撑，利用斜垫铁找平、点焊，吊装转子至临时支撑上，安装轴封膨胀节，并使用橡胶皮、木板等临时固定。安装#3轴瓦，辅助轴瓦标高高于设计标高10mm，以防止在吊装中转子破坏隔板汽封齿，吊装就位转子。

3.4 高低转子找中心，联轴器铰孔、连接

以高中压转子为基准，低压转子对高中压转子找中心，高低压转子联轴器止口为0～0.03mm，调整辅助轴瓦及#3瓦，进行联轴器找中心，不再采用低压转子为基准的方法。借助辅助轴瓦及辅助联轴器螺栓，将低压转子进入高中压转子止口。#1～#3轴瓦连接千斤顶油泵作为临时顶轴油，使用手动盘转子装置盘动转子，调整、验收联轴器晃度，完成找中心及铰孔前最终验收。铰孔工作分扩孔和研磨两个阶段，分别使用手动铰刀和电动可调式铰刀。高低转子联轴器共7颗螺栓，螺栓孔与螺栓配合间隙为0.02～0.03mm，首次铰孔3个，并加工螺栓装配按照伸长量紧固。完成联轴器晃度检查后再进行剩余4个孔的铰孔工作，全部完成后检查晃度，完成铰孔、连接工作。

3.5 低压缸径向汽封间隙测量

汽轮机机组运转层为16米，转子重量为57.8t，吊装使用机械为300t履带吊，在汽封间隙测量中需多次反复吊装转子及内部隔板套，既增加了人工及机械成本，转子为汽轮机极其精密、贵重设备，又增加了反复大件吊装的风险，因此不能使用常规方案进行径向汽封间隙调整，并创新径向汽封间隙测量调整方案，减少低压转子大件吊装次数，并达到精准测量汽封间隙的目的。

测量方案：左右径向汽封间隙使用普通塞尺检查。底部汽封间隙采用“碰缸方式”调整，结合长塞尺（长1.5～2m，0.02～1mm）检查底部汽封间隙。顶部汽封间隙压铅丝检查。此方案无需多次反复吊装转子，即可完成径向汽封间隙调整工作。

4 结语

本成果与国际项目接轨，主要研究沙漠环境、露天布置、无行车条件下，设备安装、大件吊装、设备防护等方案研究；落地式轴承座找中心、及灌浆安装方案创新；高中压缸及低压缸三瓦支撑形式下轴系找中心及轴系铰孔、轴系连接关键工艺分析优化；低压内缸找正及低压缸径向汽封间隙调整方案创新，SSTG-5000型机组碰缸技术研究，通过本成果的研究，引进新技术、新工艺、新流程、新装备等先进技术，学习国外先进安装方案，降低施工成本，提高施工能力、工程质量，逐步形成整套的SST6-5000型汽轮机安装关键技术研究成果。