汽轮机负荷分配及碰缸试验技术

汽轮机负荷分配及碰缸试验技术

陈庆林

中国能源建设集团广东火电工程有限公司广东广州510000

摘要：汽轮机负荷分配与汽轮机碰缸试验，是汽轮机安装工程中的重要内容，在保障汽轮机安装质量与效率，提升汽轮机使用安全性、可靠性与稳定性上，发挥着至关重要的作用。基于此，本文在理论与实践相结合研究下，就汽轮机负荷分配技术与汽轮机碰缸试验技术进行了简要分析，以掌握技术应用要点，提升汽轮机安全水平。

关键词：汽轮机；负荷分配；碰缸试验

引言

汽轮机（Thesteamturbine）又被称之为“蒸汽透平发动机”，能够将蒸汽热能转化为机械能，用以满足系统生产动力需求。目前汽轮机已被广泛应用于电力、冶金、化工、船舶等众多领域，并在我国制造技术、科学技术创新发展的驱动下，呈现出大规模、大容量、自动化、高要求发展态势。在此背景下，汽轮机安装要求增多，科学利用负荷分配技术与碰缸试验技术，提升汽轮机使用安全性、稳定性与可靠性，成为汽轮机安装关注的重点。以下是笔者对汽轮机负荷分配及碰缸试验技术的几点认识，意在抛砖引玉。

1汽轮机负荷分配技术的分析

1.1负荷分配原因分析

就当前汽轮机发展情况来看，汽轮机系统组成结构日渐复杂，汽轮机组运行规模不断拓展，涉及到的设备相对较多。这在一定程度上使汽轮机在运行过程中需依据一定运行与控制规律进行协调作业。加之，随着集约化控制、自动化控制、智能化控制技术水平的不断提升，汽轮机组在实践应用中与其他设备、系统关联性增强。因此，在设备、系统应用过程中，如何让能量配置更合理、更科学，以最优负荷分配原则为指导，实现电机负荷同步传动，成为汽轮机组设计与安装过程中关注的重点。对此，有必要加强汽轮机负荷分配的研究力度，掌握负荷分配要点，提升负荷分配技术应用科学性、可行性与有效性。

1.2负荷分配要点分析

某汽轮机采用西门子技术，由上海汽轮机有限公司制造，1000MW、一次中间再热、单轴、三缸、凝汽式汽轮机[1]。其中高压缸一个，低压缸两个，高压缸中高压缸台板上固定四个猫爪结构，分前后两端，前端猫爪结构可滑动。低压缸由内低压缸与外低压缸共同组成，内缸位于外缸钢结构之上，外缸配有四个台板支撑，汽轮机共有六个轴承。

在对该汽轮机进行负荷分配时，其技术应用要点如下：（1）在对汽轮机低压内缸进行负荷分配时，先利用带有压力表的液压千斤顶调整单个猫爪，根据测量情况进行猫爪垫片厚度控制，以保证低压内港系统中各猫爪结构负荷的均衡，完成单个猫爪负荷分配任务[1]。并在此基础上，进行低压内缸整体负荷分配。即在猫爪调阀端、电机端配置靠表，利用液压千斤顶获取猫爪油压，根据油压读数进行猫爪垫片厚度调整，完成低压内缸整体负荷分配任务。（2）在对汽轮机高压内缸进行负荷分配时，同样需确定每个猫爪负荷，并在液压千斤顶、靠表等设备、仪表支撑下，进行猫爪垫片厚度调整，实现高压内缸负荷科学分配。

2汽轮机碰缸试验技术的分析

2.1碰缸试验原因分析

汽轮机模块化安装，已经成为当前汽轮机安装的主流工艺。相对于现场散装而言，模块化安装能够在保证安装质量的同时，提升安装效率、节约安装成本。但模块化安装需要通过汽轮机碰缸试验进行通流间隙调解，使其可根据汽轮机组设计要求，达到最佳状态，保证汽轮机运行的稳定与安全。与此同时，汽轮机组在运行过程中，受各种因素影响（以温度为主）汽缸会发生改变，使汽缸与转子之间的间隙出现改变。这就需要通过汽轮机碰缸试验对汽轮机进行检查，为汽轮机维修提供指导，使间隙始终控制在设计要求范围内，以提升汽轮机应用的可靠性、经济性、安全性。

2.2碰缸试验要点分析

基于经验归纳与总结，在进行汽轮机碰缸试验时，为提升试验准确性、科学性，需做好如下工作：

2.2.1做好碰缸试验准备工作

在应用汽轮机碰缸试验技术进行汽轮机检验时，需做好碰缸试验前期准备工作。通常情况下，应保证汽轮机缸体内部结构各构件安装完成；汽轮机转动结构的同心度、椭圆度、张口等皆符合设计要求；完成定位复测工作、汽轮机轴封间隙测量工作；利用抬轴试验，保证汽轮机油循环正常，顶轴油泵能够正常使用；完成轴系找中，转子定位准确[2]。与此同时，根据汽轮机碰缸试验要求，进行碰缸试验技术应用方案编制，在碰缸试验技术应用方案中明确碰缸试验目的、碰缸试验内容、碰缸试验技术标准、碰缸试验方法等。为汽轮机碰缸试验实践操作提供系统、全面、准确且规范指导。此外，做好汽轮机碰缸试验设备、仪器准备工作，保证设备、仪器选用的合理与有效。通常情况下，液压千斤顶、百分表检测装置是试验过程中不可或缺的设备。

2.2.2规范碰缸试验操作步骤

在汽轮机碰缸试验过程中，垂直碰缸、径向碰缸、水平碰缸、轴向碰缸等是较为常用的碰缸方法。以垂直碰缸试验为例，在技术应用过程中需注意以下几点：

（1）开启汽轮机顶轴油泵，根据碰缸试验要求进行汽轮机转子抬高量的科学控制。通常汽轮机转子抬高量以5~10丝为宜。

（2）准确定位试验设备与仪器，保证设备或仪器利用可有效满足汽轮机碰缸试验需求。例如，在利用百分表进行垂直方向位移监测时，百分表位置如图1所示；在利用百分表进行水平方向位移监测时，百分表位置如图2所示。

（3）将液压千斤顶布置在汽轮机猫爪结构底部，并按固定增量（通常为0.1mm~0.2mm）均匀、缓慢顶起汽轮机汽缸，直到汽缸与转子相接触，无法通过手动方式转动转子为止，记录百分表数值。值得注意的是，当汽缸与转子即将发生碰撞时，需控制好顶起速度，每顶起一次都需要盘动一次转子，并根据盘动情况进行接触情况分析与判断，以保证所测量的数值为最具参考性的数值。

（4）在进行顶部间隙测定时，对汽轮机猫爪做适当顶起处理（0.03mm为宜）。将猫爪垫片拆除后进行液压千斤顶泄压。在泄压过程中，需遵循“平、稳、缓”原则进行操作，使汽缸能够随着液压千斤顶泄压而平稳下降。与此同时，在汽缸下降过程中做好百分表检查工作，将百分表数值误差控制在0.03mm以内，当百分表读数误差超过0.03mm时需进行校准、调整。随着汽缸每次下降，盘动转子，直到感觉盘动吃力为止。判断接触情况，根据判断结果进行试验调整，以保证间隙测量的准确性。在完后测量记录之后，将汽轮机汽缸恢复到原有位置，并重新安装猫爪垫片。

3.结语

汽轮机负荷分配与碰缸试验是汽轮机安装中必不可少的内容。负荷分配有利于节能降耗理念在汽轮机安装中的贯彻落实，实现汽轮机组性能优化；碰缸试验有利于直观具体地掌握汽轮机缸体情况，更好指导汽轮机安装，实现安装流程的优化、安装质量的提升，增强汽轮机组运行的稳定性、安全性与可靠性。本文通过分析汽轮机组负荷分配即碰缸试验技术，意在为同行业工作者实践提供有益指导。

参考文献：

[1]刘超,李宝明,梁小虎.超超临界二次再热百万千瓦机组五缸长轴系汽轮机安装技术研究与应用[J].安装,2018(02):25-27.

[2]尹凌霄,陈卫东,王祥.LZC139-13.2/1.4/555/550型汽轮机缸体碰撞试验[J].江苏电机工程,2016,35(03):91-93.