烟气轮机检修技术

赵聚运 刘光明 邹 静

中国石油天然气第七建设有限公司 山东青岛 266300

某炼油厂催化装置能量回收系统有一套主风机组，布置在主风机厂房内二层。主风机组由烟气轮机、轴流压缩机、齿轮增速箱和电动机组成，其中烟机为YL 型结构。通过对YL 型烟机在检修中的施工特点、施工技术等内容的介绍，对YL 型烟机在空间狭小区域进行解体大修时的施工程序、注意事项，以及存在问题、处理措施进行了归纳，为同行业类似工程提供了经验、借鉴。

1 烟机简介

烟气轮机是利用催化再生器烧焦所产生的高温低压烟气的热能及压力能作功的旋转机械。某炼油厂催化装置中的烟机，由渤海装备兰州石油化工机械厂生产，型号为YL- 8000T。该烟机是一种轴向进气、径向排气的单级悬臂支撑结构（图1），主要由转子组件、进气机壳、静叶组件、排气机壳、轴承箱及轴承、底座、轴封系统和轮盘冷却系统等部分组成。其中转子组件由主轴、轮盘和动叶片组成。

图1 YL型烟气轮机结构图

2 工程特点

（1）施工工期短，处于装置大修期，拆检安装过程交叉作业多，作业审批手续多，施工现场安全隐患多。

（2）烟机为高转速、高温设备，对设备安装的精度要求高。

（3）设计的烟机处于厂房的端部，周围布满附属的气、蒸汽、水管道、烟道以及钢结构，使烟机的检修操作空间极其狭小，厂房内的行车最大行程不能满足烟机入口端零部件拆装的需要，给烟机的整个检修增加了施工难度。

3 施工技术措施

具体施工程序如下：施工准备→烟机附属设施拆除→烟机本体解体并复查相应间隙→清扫、清洗、检查烟机各零部件→问题汇总及确定处理措施→烟机各零部件回装及检测数据→烟机附属设施回装→交付使用。

3.1 施工准备

（1）编制烟机检修技术方案及检修规程；

（2）准备好施工用工具、计量器具及手段用料；

（3）掌握机组停运前的运行情况，并备齐必要的图纸资料；

(4）进入施工现场时要求设备与系统联系已切断，内部介质吹扫置换干净，符合安全检修条件。

3.2 烟机附属设施拆除

（1）配合工艺拆除烟机入口管道短节，拆除烟机上的密封蒸汽管线、密封风管线，以及轮盘冷却蒸汽线和排污线；

（2）配合仪表专业人员拆除烟机本体上的测振、测速、键相等仪表探头。

3.3 烟机本体解体及复查相应间隙

3.3.1 联轴器拆除

在相对应的半连轴节和中间连轴节的外圆上做好方位标记，以便按照标记回装。

3.3.2 拆卸烟机进气锥、过渡环、检测叶顶间隙

（1）拆卸进气锥和机体的连接螺栓，在顶部位置留两个螺杆定位。

（2）利用顶丝将进气锥与过渡环之间的缝隙顶开，利用手拉葫芦配合厂房内行车将进气锥吊至指定的安全、方便清洗检查的位置，中间过渡环也使用同样的方法进行拆卸（图2），注意不要磕碰叶片。

图2 进气锥、过渡环拆卸

（3）在拆卸过渡环之前与之后，要分别检测叶顶间隙、轮盘和机壳的轴向间隙并记录。

3.3.3 检测烟机推力瓦间隙，拆卸轴承箱上盖

（1）在拆卸轴承箱上盖之前，先在烟机转子的轴向端面上架设百分表，用窜轴法检测烟机推力间隙并记录。过程中要注意，架设的百分表探头与转子轴向端面要互相垂直。

（2）利用现场自主设计制作的一款轴承箱上盖拆装专用小工装，使用手拉葫芦与行车接力的方法，将轴承箱上盖吊运到检修指定的区域（图3）。

图3 烟机轴承箱盖吊装图

3.3.4 检测烟机支撑瓦径向间隙，拆卸支撑瓦和推力瓦

（1）在烟机支撑瓦的上盖顶部和靠近支撑瓦处的转子顶部分别架设百分表，用抬轴法检测烟机两处支撑瓦的径向间隙，并记录；

（2）拆卸前后径向轴承及推力轴承上半部；

（3）用百分表测量烟机转子主要部位的振摆值，其各部圆跳动允差应符合图纸和技术文件的要求。

3.3.5 检查气封间隙，拆除上气封体

用塞尺和压铅法配合检查气封间隙，拆卸上气封体，用塞尺检查下气封间隙。

3.3.6 拆卸转子

由于烟机检修现场区域狭小，设备周围布满了管线、结构等设施，施工现场无法使用设备制造厂提供的转子拆装工装，且厂房内的行车也因结构的影响而无法使用。因此，根据施工现场的具体情况，制定了新的转子拆装方案。

（1）在烟机转子轮盘正上方的出口变径管道及钢结构上设置锚固点。

（2）在转子轮盘轴头处安装专用的夹具，并以此做为吊装转子的吊点，同时做好夹具的吊索系挂防脱落措施。

（3）先用两台倒链将转子吊起一定高度；再使用第三台倒链接力的方法使转子平稳地向烟机入口端移动，直至将转子吊出烟机机壳；然后由行车接力，将转子吊放到指定位置的转子支架上（图4）。

图4 转子拆卸

（4）转子吊出时要注意：捆扎转子的吊索应使用无损吊带，吊出过程中应平稳缓慢，防止磕碰。

3.3.7 拆卸前后径向瓦的下半部

3.4 清扫、清洗、检查烟机各零部件

3.4.1 清扫

清除进气锥、过渡环、机壳上的催化剂粉尘和锈层，并检查密封面有无缺陷和变形，用着色法检查机壳和进气锥静叶处有无裂纹等现象。

3.4.2 清洗、检查转子

（1）用目视法检查转子表面有无磕碰、锈蚀、冲蚀等缺陷，以及锁紧片有无磨损、断裂现象；

（2）检查转子叶片表面涂层有无龟裂、剥落现象，以及轮盘拉杆螺栓有无松动等异常现象。

（3）用着色法检查转子的叶片部分，看有无裂纹等现象。

3.4.3 清洗、检查轴承箱

使用煤油和面团将轴承箱内部清洗干净，检查轴承箱各配合面有无缺陷、损伤，水平剖分面接触是否严密，油孔、油道清洗后有无杂质。

3.4.4 检查联轴器

检查联轴器膜片有无变形和损伤，联轴器螺栓有无断裂等缺陷。

3.4.5 清洗、检查轴承

（1）清洗并检查轴瓦巴氏合金表面有无异常磨损现象及瓦背的贴合情况，保证轴瓦表面无损伤，合金层无裂纹、夹渣、空洞和重皮等缺陷。

（2）检查支承轴承瓦背与轴承箱孔的接触面积，要求接触均匀，接触面积大于75%。

（3）用着色法检查瓦块的接触情况，要求径向轴瓦接触面积大于75%、推力瓦与推力盘的接触面积大于75%。

3.4.6 清洗、检查油封和气封

（1）检查蜂窝密封情况，密封片镶嵌应牢固，无裂纹、卷曲、歪斜等缺陷，水平剖分面不错口。

（2）密封体水平剖分面应平整、接触严密、不错口，进、排气通道应清洗干净，无堵塞现象。

3.4.7 检查附属管线

检查烟机蒸汽线、风线等相应的附属管线，要求密封面接触良好、畅通，无堵塞现象。

3.5 问题汇总及处理措施

设备拆卸完成后，对出现的问题进行了汇总，并确定相应的处理措施：

（1）转子叶片翅根部分均有冲蚀现象，存在设备运转隐患。处理措施：更换转子，旧转子返厂维修。

（2）支撑轴承和推力轴承拆卸时检测数据良好，但是由于更换转子，相应的间隙、接触痕迹等需要全部进行实测检验。

（3）烟机密封体有变形现象。处理措施：现场进行矫正修复，并复检间隙。

（4）烟机本体入口端筋板处通过着色法检查，发现焊接处有裂纹现象。处理措施：现场打磨后焊接处理。

（5）进气锥的接触密封面存在划痕、磕碰等缺陷。处理措施：现场进行研磨处理。

3.6 烟机各零部件回装及检测数据

3.6.1 回装前的确认

（1）确认烟机各零部件按要求清洗吹扫干净；

（2）确认磨损或损坏的零部件已按要求全部进行修复或更换，并符合检修规程要求。

3.6.2 回装下轴承

首先回装下轴承座，然后装入主推力轴承和支撑轴承的下半部，并将轴承的接触面上均匀地涂抹红丹粉，同时注意保护测温铂热电阻的引出线，避免压断。

3.6.3 回装转子及轴承

（1）根据转子拆卸时的反向程序进行操作：将更换后的新转子平稳地穿入机体；调整转子轴向位置，使转子的推力盘靠到主推力轴承上；然后缓慢将转子落在轴承上，穿入过程中注意防止磕碰。

（2）拆卸吊装工装及锁具，安装涂抹红丹粉的推力轴承，盘动转子检查，要求无卡涩及异常声响。

（3）检测新转子的圆跳动数值，看是否符合要求。在盘动转子时，可让转子推力盘分别紧贴主、副推力瓦面，以检测推力轴承的接触痕迹。

（4）取出支撑下瓦和推力瓦，查验轴承接触痕迹并留存，如有偏差，要适当进行调整。

（5）轴瓦接触痕迹合格后，将轴瓦和转子轴径处清洗吹扫干净，并在轴径处加入适量清洁的润滑油，重新安装轴瓦；使用抬轴法检测轴瓦径向间隙，使用窜轴法检测轴瓦的轴向间隙，间隙值需符合设备随机文件要求。

3.6.4 上气封体回装及气封间隙检查

加装上气封体，并检查气封间隙，密封端面要涂抹高温密封胶，螺栓涂抹防咬合剂。

3.6.5 检查转子与机壳同心度

将百分表座固定在转子上，百分表探头打在排气机壳止口外圆和法兰断面上。将转子靠在推力瓦的一侧，盘动转子一周，检查排气机壳定位圆的跳动。

3.6.6 在轴承箱中分面上涂抹密封胶，回装轴承箱上盖。

3.6.7 回装过渡环、进气锥

（1）在过渡环与机壳的密封面上涂抹高温密封胶，螺栓上涂抹防咬合剂；然后将过渡环起吊安装，并使用螺栓将过渡环和机壳的止口紧入到位，并检查叶顶间隙。

（2）在过渡环与进气锥配合的密封面上涂抹高温密封胶，回装进气锥，螺栓紧固。

（3）盘动转子，再次确认无卡涩、异常声响等现象。

3.7 烟机附属设施回装

3.7.1 仪表探头安装

（1）用窜轴法将转子调整到轴向位置的中间，装入位移探头设定零位，然后装入振动、相位、测速等探头。

（2）安装测速探头时要注意：由于转子的更换，一定要注意新旧两转子的测速齿数差异，安装完后的测速探头系统需要重新进行参数设定。

3.7.2 烟机附属管线回装

3.7.3 联轴器回装

（1）联轴器安装严格按照所做标记进行，禁止调转方向。

（2）联轴器螺栓的紧固要按照随机文件中规定的力矩（联轴器连接螺栓紧固力矩15N·m），使用力矩扳手，对角紧固螺栓。

3.8 交付使用

4 结语

通过科学组织、规范施工，烟机的检修任务圆满完成，为装置的复工投产提供了高标准的质量保证，也为同行业在同类设备的检修作业中提供了借鉴。