V94.3A燃气轮机本体附属系统安装.pdf

2 0 0 7 年第5 期 上 海 电力 V 9 4 3 A燃气轮机本体附属系统安装 i信 德 ( 浙江省 电力建设 有限公司 ， 浙 江 宁波 3 1 5 0 1 0 ) 摘要 ： V9 4 3 A燃机工程采用德 国西门子公司生产的 3 5 0 Mw 单轴 机组 的燃气 轮机 ， 文章 以分 系统 的形 式 介绍了 V9 4 3 A燃气轮机本体附属 系统 的组 成及 其功能 ， 并结合 实际安装过程介绍 了这些附属 系统 的安装 情 况 ， 并指 出了在安装 中需要 特别注意的事项 以树立 良好 的安装习惯。 关键词 ： 发 电厂； V9 4 3 A燃气轮机 ； 安装 工艺 ； 管道清 洁度 中 图 分 类 号 ： TM6 l 1 2 4 文 献 标 识 码 ： B 浙 江东南 发 电股 份有 限公 司萧 山 发电 厂的二 期 新建 V9 4 3 A 燃 机 工 程 ， 是 国家 “ 西气 东 输 ” 工 程 的配套 工程 。本 期工 程 为 2套 德 国西 门子 公 司生产 的 3 5 0 Mw 等 级单 轴机 组 。该 工程 的第 1 台机组 燃 机 附 属 系统 的安 装 自 2 0 0 6年 l 1 月 开 始 ， 到 2 0 0 7年 5月底 基本 结束 。 V9 4 3 A 燃 气 轮 机 是 一 种 整 体 式 单 独 结 构 形式 ， 由德 国西 门 子公 司生 产 。V9 4 3 A 燃 气 轮 机简单循环效率达 3 9 、 联合循环效率达 5 8 。 燃 气 轮机 由 压气 机 、 燃 烧 室 和涡 轮 组 成 。压 气 机 和涡轮为多级轴流设计 ， 压气机共 1 5级， 压 比为 1 6 9 ， 涡轮共 4级 。燃 烧 室为 环型 结构 ， 内置 陶瓷 绝 热板 。其 设计 出力 为 2 7 2 Mw ， 设 计 进 口空 气 温 度为 1 5 ， 压力 为 1 0 1 3 k P a 。 1附属 系统 安装工艺 由于燃 气轮 机本 体 在厂 里是 相对 整体组 装 好 的 ， 所 以在燃 机 就位 前 ， 首先要 做 的就 是压 气机 侧 2个 支撑 的就 位 和 灌 浆 ， 透 平 2个 支 撑底 板 的 就 位和 灌浆 ， 中心导 向块 的 临 时 就位 以及 燃 机 临 时 电流( 8 4 A) 小于 断路器 的瞬 时动作 整定值 ( 9 6 A) ， 所 以断 路器 不能 瞬 时脱扣 是正 常 的 。 将 QF 1断 路 器 换 为 ND M1 6 3 C 1 0 2 P 后 ， 再将 G 点进 行相 线对 中性线 短 路 ， 则 在 同等短 路 电 流 ( 约 8 4 A) 下 ， N DM1 6 3 C1 0 2 P的断 路 器能 瞬 时动作 ( 8 4 A6 J J 一1 0 ) 。 将 QF 2 断路 器接到 G1 点 ， 断路 器进线端用 长 1 m， 2 5 mm 铜 芯 线 短 接 ， 测 得 瞬 间短 路 电 流 为 2 8 6 A； 拆除短接线， 将 G1 断路器出线端用长 1 m， 2 5 m m 导线短接 ， 合 闸后断路 器瞬间动作 。 由以上计 算可 知 ， 虽 然 从 理论 上分 析 N D M1 6 3 C 1 6 2 P的断路 器在 接 1 5 mm2 的 P VC铜 芯导 线 后可保 护最大线 路 的长 度 为 5 2 m， 但 是 Q F 1断 路器 的上 端离 电源端 变压器太 远 ( 估 计 L 2 k m) ， 经导线 的层 层 限 流 与发 热 ( QF与 Q F 1 之 间， 按 国 标应接 3 5 m m 的导线 ， 现场 导线 为 1 6 mm2 ) ， 当 G 点发 生相线对 中性 线 短路 时 的实 际短 路 电 流远 小 于 预期 的短路 电 流 ， 也 小 于断 路 器 瞬动 整 定 电流 。 所 以 ， MC B在 确 定 其 瞬 动 电流 整定 值 后 ， 当导 体 ( 线 路 ) 的截 面积确定 时 ， 导体 ( 线路 ) 对 长度是 有一 定 限制 的 ， 即其保护 范围必须受控 制 。 上述 分析 说 明 了有 时微 型断 路 器远离 电源端 发生 短路 不跳 闸 ， 但 因 电线 严 重 发 热 引 起火 灾 的 原 因 。这 不是 断 路 器 的 质 量 问 题 ， 而 是产 品选 型 ( 主 要指 断路 器 瞬动 电流 整定值 ) 与故 障点 的实 际 短路 电流不 匹配 或线路 过 长 引起 的 。 3 结语 微 型断路 器 在短 路 后不跳 闸的原 因为 短路 点 离电源端距离太长 ， 导致线路损耗加大， 故障点的 实际 短路 电流 远 小 于 预期 短 路 电流 ， 超 出断 路 器 的保 护范 围 所致 。 以后 碰 到类 似 问题 ， 可 通 过 缩 短线 路长 度及 增 大 导线 截 面 积 ( 比国标 要 求 增 大 一 档 ， 比如 2 O A 的 断 路 器 按 国标 应 接 2 5 mm 的导线 ， 当线路 较 长 时可 用 4 mm 的导 线 ) 的 办 法解 决 ( 但长 度必 须受 限 制 ) 。 收稿 日期 ： 2 0 0 7 0 6 0 8 作者简介 ： 侯 防( 1 9 7 卜) ， 男， 上 海人 ， 本科 ， 工程 师， 从 事 电 力 系统 变 电 检 修 与 运 行 ， 0 2 1 5 8 7 8 7 4 1 2 。 ( 责任编辑 ： 杜建军) 一 545 维普资讯 上 海 电力 2 0 0 7 年第 5 期 支 撑 的 就 位 。然 后 ， 燃 机 通 过 3 7 0 t的 主行 车 放 到 临时 支撑 上并 完成 燃机 的初 步找 正 后就 可 以有 条 不紊 地安 装燃 机本 体 的配 套系统 。 1 1 中心 导 向块及 基础 支撑 系统 该 系统 的功 能 就 是 有 效 安 全 地 支 撑 整 个 燃 机 ， 并 同时 留 出燃 机 的热 膨胀 间隙 和 预弯 曲应力 。 1 1 1 系统主 要设 备 ( 1 ) 两 个压 气机 支撑 模块 及其 倒 T形地 脚 螺 栓 ， 作为燃机压气机侧 的支撑。其从下到上依次 为倒 T形地 脚 螺 栓 ， 压 气 机 斜 面 支 撑 腿 ， 压 气 机 圆形支 撑块 。压 气机 斜 面支撑 腿通 过 地脚 螺栓 和 基 础灌 浆 与基础 牢 固 固定 ， 压 气 机 圆形 支 撑 块 通 过 焊接 固定 在压 气机 斜 面支撑 腿顶 部 。 ( 2 )两个透平 侧支 撑模 块 及 其倒 T形地 脚 螺 栓 ， 作为燃机透平侧的支撑。其从下到上依次为倒 T形地脚 螺栓 ， 方形支撑底板 ， 透平侧支撑腿 。方形 支撑底板 通过 地 脚螺 栓 和基 础灌 浆 与 基础 牢 固 固 定 ， 透平侧支撑腿 通过焊接 固定在方形支撑底板上 。 ( 3 )一个 中 心导 向块 系统 ， 放 在 燃 机 透 平 侧 燃 机 中心 下方 ， 用 于调整 燃机 的热 膨胀 间隙 ， 其 从 下到 上依 次 为 柱 形 支 柱 ， U 形 垫 块 ， 间 隙 调 整 垫 片 。U 形垫 块通 过焊 接 固定在 柱形 支 柱顶部 。 1 1 2机务 安装 注意 事项 ( 1 )由于倒 T形螺 栓 的 T形顶 端必 须 与机组 中心线垂 直 ， 故 在将 螺栓 放 进 预埋 套 管之 前 ， 在 螺 栓上部 做好标记 可用 于显示螺 栓 T形 顶端朝 向。 ( 2 )在 使 用 设 计 力 矩 进 行 紧 固 倒 T 形 螺 栓 时 ， 要注 意观 察 每个 螺 栓 的 露 出高 度 必 须 是 一样 的 ， 如果 出现 了不 同 高度 的情 况 则 表 明 露 出 高度 低 的螺 栓可 能是 被 卡 住 了 ， 要 加 大 力 矩将 该 螺 栓 提 升到 与其 他 的螺栓 一样 的露 出高 度 。 1 2排 气 扩散段 和 排烟道 系统 该系统的功能是对燃机排气进行适 当扩容并 将燃 机排气导 引到余热 锅炉 中去 。主要设备 包括 ： ( 1 ) 排 气扩 散段 。该 部 分筒 体 通 过 法 兰 与燃 机 本体连接起 来 。因为是 圆形 的筒体 ， 所 以在 安装 排气扩散段 时要注意其 正确 的连接 位置 。同时 ， 在 本工程 中由于燃机就 位之后 ， 行 车无法 到达 排气扩 散段 的安 装位 置 而导致 无 法安 装 排气 扩 散 段 。所 以， 在燃机起 吊之前 ， 必 须将排气 扩散段 安装好 。 ( 2 )金 属膨 胀 节 。该 金 属膨 胀 节 用 于连接 排 气扩 散段 和排烟道 。两端通 过 焊接 分 别与扩 散 段 和排烟 道 相连 。除 了 注意 焊 接 质 量 外 ， 最 重 要 的 一 546一 是 要严 格将 膨胀 节 调整 为设 计安 装长 度后 才能 将 其 两端 焊死 ， 然 后去 除锁 定装 置 ， 从而 保证 该膨 胀 节 达 到设 计要求 的膨 胀 能力 。 ( 3 ) 排 烟 道 。本工 程排 烟 道分 为 8片运 抵 现 场 进行 焊接 组 装 。焊接 完成 之后 要进 行 高温油 漆 补漆和内侧结合处保温安装。在安装过程中要注 意的是 及早 与供 应 商沟通 关 于高 温油 漆 的供货 事 宜 ， 同时对 排烟 道 内的 保 温 盖板 的螺 栓 进 行 紧 固 时一定 要按 照设 计 要求 的力 矩并 进行 松退 半 圈然 后 进行 点 焊 。 同 时 对 于 厂 家 点 焊 部 分 要 进 行 检 查 ， 以确保 所有 螺母 都 已点焊 。 ( 4 )非金 属 膨胀 节 。该 膨 胀 节用 于连接 排 烟 道和余热锅炉 。对于该膨胀节的安装需要注意的 是排 烟道 和余 热锅 炉之 间 的安装 间 隙必 须满 足 图 纸要求 ， 以保证 膨胀 量在 设计 安 全范 围 内 。 1 3 油 系统 由于整个机 组 是共 用一 个 油 系统 模 块 ， 因此 ， 对于燃气轮机而言 ， 在压气机轴承处有 4个油管路 接 口， 包括一 个顶 轴 油进 油 接 口， 两 个 润 滑油进 油 接 口， 一个 回油管接 口。在透平 轴承处 有 3个油 管 路接 口， 包括 一个 顶 轴油 进 油 接 口， 一 个 润滑 油进 油接 口 ， 一个 回油管接 口。需要 注意 的是透 平轴 承 处 的顶轴 油进 油管 是部 分 套装 在 回油 管 内接 入轴 承 的。对 于油管 路 的安 装需 要 特别 注 意 对管 内清 洁度 的控 制 ， 透平轴 承处顶轴 油进油 管与 回油管 的 密封处理 以及所 有油管路膨胀 节 的正确安装 。 1 4 短 轴 燃气 轮机短轴 用 于连 接燃 气 轮机 转 子 和发 电 机转 子 ， 来进行 负荷传递 。对于该短 轴安 装特 别要 注意在 与转子进 行连接 时 ， 两个法 兰端 面上 的“ +” 标示要 相差 1 8 0 。 ， 或 者是 两个 法 兰端 面 上 的“ O ” 标 示 重叠在一起 ， 以抵消两 者制造上 的端 面瓢偏 。需 注 意的是 ， 在安 装该短轴 时燃机转 子端 面和 发 电机 转 子端面距 离可能小 于短轴 的距 离 ， 发 电机转 子需 向励端移 动 以留 出安装 空 间 ， 因此 ， 在 发 电机 安 装 进 度安排 中需考虑该 步骤 的影 响 。同时 ， 在 短轴安 装之前 ， 需将 用 于托 住短 轴 的 临 时支 撑安 装 好 ， 因 为在最终 找 中前短 轴都是放 在I 临时支 撑上 的。 1 5 抽 气冷 却 系统 在燃 气 轮机 正 常 运 行 时 ， 燃 气 轮 机 透 平 处 的 所 有 叶片 以及 透平 缸 体 都 需 要 进 行 有 效 冷却 ， 同 时 由 于机械 设 计 的原 因 ， 很 多 的 内部 间 隙或 者 空 隙 处需要 高 压气 体进 行密 封 。这些 同 时具备 冷却 维普资讯 2 0 0 7 年第5 期 上 海 电力 和密封所用的空气都来 自于压气机 的压缩空气。 从 供 给通道 方 面来说 ， 分为外 部通 路 和 内部通 路 。 从现 场机 务安 装 的角 度 来 说 ， 需 要 安 装 5根 外 部 通路 管道 。其 主要 设备 包括 ： ( 1 )管道 E 1 ， 从 压 气 机 5级 处 抽 气 ， 用 于 冷 却 透 平第 4级 静 叶 。 ( 2 )管 道 E 2 I ， E 2 I I ， 相 对 压 气 机 缸 体 对 称 布 置 ， 从压 气 机 9级 处 抽 气 ， 用 于 冷 却 透 平 第 3级 静 叶 。 ( 3 )管 道 E 3 I ， E 3 I I ， 相 对 压 气 机 缸 体 对 称 布 置 ， 从压 气 机 1 3级 处抽 气 ， 用 于冷 却 透 平第 2级 静叶， 该两条管路上各有一个控制阀， 用于控制冷 却空 气 流量 。 对 于这些 管道 的安 装需 要 注意 的是 管道 内部 清洁 度 的控制 。 1 6压 气机 防 喘排气 系统 该 系统 的功 能在 于在 特定 的状 态下 及 时打开 管路 上 的 阀门将 压 气 机 中的 部 分 压缩 空 气 排 出 ， 以防止 压气 机发 生喘振 现 象 。从现 场机 务安 装 的 角 度来说 ， 需 要安 装 3根 外部通 路 管道 ， 所 有管道 都接入排气扩散段。其主要设备包括 ： ( 1 )管 道 E a l 1 ， E a l 2 ， 从 压气 机 5级处 放气 。 ( 2 )管 道 E a 2 ， 从 压气 机 9级处 放气 。所有 3 根管道上都安装有一个放气控制阀。 对 于这些 管 道 的安装 需要 注 意 的是 管 道 内部 清 洁度 的控 制 。 1 7疏水 系统 该 系统的功能用 于燃气 轮机本体 的疏水 ， 因为 当对 压气机进 行水洗 时 ， 水 洗液会 喷入 到压气 机和 透平处。因此在水洗之后水洗液将通过这些疏水 管道排到疏水箱中去。每一个疏水支管都配备有一 个手 动隔离 阀。整个疏水系统 共有 1 4 个疏水点 。 对于该 系 统在 机务 安装 时注 意疏 水管 道 的坡 度 和标 高 ， 不要 在管 路走 向中 留有 局部 低 点 ， 造 成 水 洗 液 的积 聚 。因 为 ， 在 正 常 运 行 时所 有 的管 道 中都充满了高温压缩空气 ， 所以， 在安装这些管道 时要 特别 注意 阀 门 、 管道 连 接件 的密 封性 。 1 8电气桥 架 该桥架 系统 用 于支 撑 和放 置 各种 电气 仪 控 接 线和 电缆铺 设 。它是 一个横跨 燃气轮 机 的钢结 构 。 这装 时要注意 准 确定 位 和焊 接质 量 。需 要提 醒 的 是， 因为钢结构是通过膨胀螺栓 固定 的， 在现场进 行钻 孔时可能 会 因为 碰 到基 础钢 筋 而 出现 打孔 困 难 ， 需要提前 准备较 大功率 的钻机和相 应的钻头 。 1 9 天 然气 管道 系统 燃 气 轮机 的 天 然 气 系统 有 两 个 功 能 ， 一 个 就 是控 制进 入燃 气轮 机 的天 然气 流量 。另 一个 功 能 就是 在 系统关 闭 信 号 出 现 时 ， 要 能 够快 速 有 效 的 将天然气关断。这些功能的实现设备都安装在天 然气 阀 门模 块 中。该 模块 由 厂 家 整体 供 货 ， 共 留 有 5个现 场机 务安 装接 口 ， 包括 1 个 天 然气进 口 ， 3个天 然气 出 口和一 个 排空 接 口。 而本 体 天 然 气 管道 系统 从天 然 气 阀 门模 块 出 口开 始 ， 主要 分 为 4部分 安装 工作 量 ， 分别 为 ： 3根 进气 母 管 ， 3根进 气环 管 ， 7 2根进 气 软管 ， 2 4个进 油堵 管 。 其一 般 的安 装顺 序为 ， 首先 安装 2 4个进 油堵 管 。因 为该燃 气 轮机设 计 为气 ， 油 两用 型 ， 所 以在 2 4个 喷嘴 上 各 有 一 个 进 油 管 。在 本 工 程 中 因 为 只用 天 然气 ， 所 以需要 安装 2 4个进 油堵 管 。安装 要 注意 清洁 度 ， 同时在 安装 完 毕之后 ， 需 要进 入燃 烧 室去 测量 进 油 堵 管 的 热膨 胀 间 隙 。其 次 ，