汽轮机本体检修规程

汽轮机本体检修规程汽轮机本体检修规程 前 言 本标准规定了河北武安发电有限责任公司2 300MW汽轮机组 给水泵汽轮机本体部分检修项目 解体工序 注意事项 检修工艺 质量标准以及回装工艺步骤等内容和要求 本标准适用于我公司 1 2 机及小机本体部分设备等的检修工作 起草人 林涛 第一章 汽轮机本体部分 规范性引用标准 设备制造厂说明书及有关图纸资料 CJK300 16 7 0 4 538 538 型汽轮机本体 1 1 汽轮机本体汽轮机本体 1 1 总体概述 我公司300MW汽轮机为上海汽轮机厂制造的CJK300 16 7 0 4 538 538型亚临界 单轴 中间再热 双缸双排汽空冷抽汽式汽 轮机 该机组为上海汽轮机厂B153型机组的一种 汽轮机纵剖面见图1 图图 1 主要技术规范主要技术规范 额定工况 1 机组型号 CJK300 16 67 0 4 538 538 2 铭牌出力 300MW 3 最大功率 324MW 4 机组型式 亚临界 一次中间再热 单轴 两缸两排汽 间接空冷抽汽凝汽式 5 主蒸汽 再热蒸汽额定参数 主蒸汽压力 16 67MPa a 主蒸汽温度 538 再热蒸汽温度 538 6 额定排汽压力 14kPa a 7 满发背压 能力工况 30kPa a 8 旋转方向 从机头往电机端看为顺时针 9 给水温度 THA 274 5 10 额定转速 3000r min 11 轴系临界转速 计算值 第一阶 发电机转子一阶 870r min 第二阶 低压转子一阶 1425r min 第三阶 高中压转子一阶 1580r min 第四阶 发电机转子二阶 2380r min 电机临界转速值以电机厂提供的数据为准 12 通流级数 总共36级 其中 高压缸 1调节级 11压力级 中压缸 12压力级 低压缸 2 6压力级 13 给水回热系统 3高加 1除氧 3低加 14 给水系统 采用1 100 BMCR容量的汽动给水泵 1 25 BMCR容量的 电动定速全压 给水泵 正常工况下100 BMCR容量 的汽动给水泵运行 电动定速全压 给水泵作为机组启动和事故情况下 安全停炉 15 末级动叶片高度 665mm 16 汽轮机本体外形尺寸 长 宽 高 17 5米 10 3米 7 563米 汽轮机总长 包括罩壳 17 5米 机组最大宽度 包括罩壳 10 3米 17 汽轮机主要部件重量 单位t 高压 中压 低压内上缸 4 7 5 63 20 75 高中压 低压转子 24 76 38 15 上汽缸 高中压 低压外上缸 34 8 19 24 上汽缸总重 85 12 下汽缸 高压 中压 低压内下缸 4 1 6 32 21 63 下汽缸 高中压 低压外下缸 36 7 44 18 下汽缸总重 112 93 汽轮机本体总重 600 安装时最大件名称 重量 44 18 检修时最大件名称 重量 38 15 18 最大吊装重量 44 18t 安装时 低压外缸下半组合 38 15t 检修时 低压转子包括起吊工具 19 行车吊钩至汽轮机中心线的最小距离 带横担时 9米 不带横担时 8米 20 运行平台高度 12 6m 21 主主要要参参数数限限值值 报报 警警 项项 目目单单 位位正常值正常值 高限高限低限低限 备备 注注 转速转速r minr min30003000 负负 荷荷MWMW300300324324 主汽压力主汽压力MPaMPa16 716 717 217 2 主 再热汽温度主 再热汽温度 537537545545529529 左右蒸汽温度差左右蒸汽温度差 14144242 调节级后压力调节级后压力MPaMPa 13 213 213 713 7 高排蒸汽压力高排蒸汽压力MPaMPa3 83 8 高排温度高排温度 400400400400 排汽装置真空排汽装置真空kPakPa 79 79 88 88 48 48 低压缸排汽温度低压缸排汽温度 7979 轴向位移轴向位移mmmm 0 9 0 9 0 9 0 9 胀差胀差mmmm 0 8 0 8 15 7 15 7 16 5 16 5 1 5 1 5 主机轴振主机轴振mmmm 0 1270 1270 2540 254 主机轴瓦振主机轴瓦振mmmm 0 03mm0 03mm0 050 05 偏心偏心mmmm0 07610 0761 EHEH 油压力油压力MPaMPa14 014 015 215 211 211 2 EHEH 油温度油温度 3737 555560603737 EHEH 油箱油位油箱油位mmmm 438438558558438438 润滑油压润滑油压MPaMPa0 0960 096 0 1240 1240 080 08 润滑油温润滑油温 3838 494949493838 顶轴油压顶轴油压MPaMPa1010 121214141010 轴承回油温度轴承回油温度 65657777 支持轴承温度支持轴承温度 9595107107 推力瓦温度推力瓦温度 80809999 主油箱油位主油箱油位mmmm 152 152152 4152 4 563 563 主油泵出口油压主油泵出口油压1 441 44 1 751 75额定转速额定转速 密封瓦进油油温密封瓦进油油温 4040 49494949 密封瓦回油温度密封瓦回油温度 71 71 排汽装置水位排汽装置水位mmmm90090020002000500500 1 2 汽轮机静止部件的结构与检修 1 2 1 汽缸结构 本机组高中压部分采用合缸反流结构 低压部分采用双流反向结构 主蒸汽从锅炉经 2 根主蒸汽管分别到达汽轮机两侧的主汽阀 和调节汽阀 并由 6 根挠性导汽管进入设置在高压内缸的喷嘴室 6 根导汽管对称地接到高中压外缸上下半各 3 个进汽管接口 高压缸部分由 1 级单列调节级 冲动式 和 11 级压力级 反动式 所组成 主蒸汽经过布置在高中压缸两侧的 2 个主 汽阀和 6 个调节汽阀从位于高中压缸中部的上下各 3 个进汽口进入喷嘴室和调节级 从调节级流出的蒸汽反向流经喷嘴室的外壁再 流过高压缸各级 这样 既能使高压转子的轴向推力自相平衡 同时也可对喷嘴室外壁进行冷却 高压部分蒸汽由高压第七级后向上 的 1 段抽汽口抽汽至 1 高压加热器 高压缸排汽从下部排出经再热冷段蒸汽管回到锅炉再热器 其中部分蒸汽由 2 段抽汽口抽汽至 2 高压加热器 从锅炉再热器出来的再热蒸汽经由再热热段蒸汽管到达汽轮机两侧的再热主汽阀与再热调节阀 并从下部两侧进入中压缸 中 压缸全部采用反动式压力级 共 12 级分成 3 部分 其中 中压第 1 至 5 级静叶装于中压 1 静叶持环上 中压第 6 至 9 级静叶 装于中压 2 静叶持环上 中压第 10 至 12 级静叶装于中压 3 静叶持环上 中压 1 静叶持环装于中压内缸上 中压 2 静叶持环及 3 静叶持环均装于高中压外缸上 中压缸第 5 级后出来的蒸汽流经内外缸之间的夹层空间 经过外缸下半的 3 段抽汽口抽汽至 3 高压加热器 同时又对中压内缸的外壁进行了冷却 中压缸第 9 级后出来的蒸汽经过 4 段 2 个抽汽口抽汽至给水泵汽轮机及除氧 器 中压缸向上排汽一分为二 经 2 根中低压连通管导入低压缸之中部 同时 中压缸排汽的下部有 2 个对称的 5 段抽汽口 其 抽汽的一部分至 5 低加 低压缸采用双流反动式压力级 共 2 6 级 蒸汽从低压缸中部进入 然后分别流向二端排汽口进入下部 凝汽器 末级叶片长为 665mm 在低压缸调阀端和电机端的第 2 4 级后分别设有完全对称的抽汽口 抽汽至低压加热器 其中 第 2 级后的 6 段抽汽口抽汽至 6 低压加热器 第 4 级后的 7 段抽汽口抽汽至 7 低压加热器 1 2 1 1高高中中压压 缸缸 高中压为合缸结构 高压与中压通流部分反向布置 高压蒸汽进入调节级后 蒸汽大返流反向流入高压压力级 这样可冷却汽缸 和转子 降低热应力 高中压外缸内布置有高压内缸和中压内缸 以减少内缸和外缸的压力差和温度差 缸内还设有4个静叶 持环 以安装各级静叶 24 级动叶装于转子上 与静叶一起形成了高中压通流部分 各叶片采用了新型的可控涡叶型 使高中压缸 效率得到了很大的改善 1 2 1 2 高中压外缸 高中压外缸采用铬钼钢铸件 在水平中分面处分开 形成上缸和下缸 其中设有 6 个高压进汽口 上 下半各 3 个 通过 6 根挠性管道与调节阀出口相连 蒸汽从焊于进汽口的挠性套筒进入高压缸 一个高压排 汽口设在高中压缸调阀端的下部 两个中压进汽口位于高中压缸中部下半 而中压排汽口则位于高中压缸电机端的上部 汽缸上下半 开有数个抽汽口 除 1 抽汽口位于上半之外 其余抽汽口均设在汽缸的下半部 这些抽汽口除抽汽供各加热器及给水泵小汽轮机使 用外 设在中压排汽的下方有两个大抽汽口 供热网抽汽使用 高中压外缸内部装有高 中压内缸 高 中压持环及高 中压平衡活 塞汽封 两端壁处装有端汽封以防漏汽 汽缸两端壁处还设有开孔 以供现场动平衡时安装平衡螺塞用 高中压外缸是由 4 个与下 缸端部铸成一体的猫爪所支承 在电机端 2 个猫爪支承在中轴承座调阀端的键上 在键上猫爪可自由滑动 在调阀端 汽缸猫爪也 同样支承在前轴承座的键上 可以自由滑动 汽缸离开轴承座的任何倾向都受到每个猫爪上的双头螺栓所限制 这些螺栓装配时在其 周围和在螺母下都有足够间隙 以便使汽缸猫爪能随温度变化而自由移动 图二猫爪支撑结构 图二猫爪支撑结构图二猫爪支撑结构 猫爪的支撑面与汽缸水平中分面相一致 从而避免猫爪受热膨胀时 引起汽缸中心的偏移 这就保证了汽轮机动 静部分间的径 向间隙不受影响 从而提高了运行安全性 在外缸下半的每一端 由一个 H 型梁并用螺栓和定位销连接到汽缸和邻近的轴承座上 这些梁在汽缸热胀时起推拉作用 使汽 缸相对于轴承座可保持正确的轴向和横向位置 前轴承座可在其机座上轴向自由滑动 但为了防止横向移动 由一轴向键放在它和机 座之间的轴向中心线上 前轴承座两侧装有压板 压板与轴承座之间有足够的装配间隙 可允许轴向自由移动并防止歪斜和跳动 高中压缸的水平中分面用大双头螺栓连接 为保证汽缸中分面的密封 这些螺栓必须预紧 使在整个大修期内不会漏汽 汽缸中 分面经过精加工 在表面干燥和金属相接触时以及进行标准水压试验时都能保持紧密贴合 现场安装时 应该在接合表面涂以熬沸三 遍的亚麻仁油 高中压外缸上还设有多个热电偶测点 测量汽缸的金属和蒸汽温度以控制启动及监测汽缸进水 监测汽缸进水的热电 偶上 下缸成对设置 当汽缸进水时 将会出现上下缸温差突变 下缸温度突然降低 现象 超过一定值时 机组会报警或跳闸以防 损坏转子和叶片 1 2 1 3 高中压内缸 高压内缸与中压内缸也都采用铬钼钢铸件 在水平中分面处分开 形成下缸和上缸 上下半用法兰螺栓连接固定 内缸用固定于下半 缸的支撑键支托于外缸水平中分面的下垫片处 并有上垫片限制其向上窜动 从而保证了内缸的水平位置 见图三 图三高压内缸纵剖面及定位图图三高压内缸纵剖面及定位图 轴向定位是通过凸肩配合来实现的 横向是靠位于顶部和底部的中心定位销与外缸定位的 这样既能保持内缸轴线的正确位置 又能允许自由膨胀 高压缸喷嘴室进口焊在高压内缸上 靠喷嘴室上的键槽镶嵌在内缸上 下半的凸缘上定位 进汽套管用滑动接口连接到各个喷嘴室 使由于温度变化所引起变形的可能性减至最小 内 外缸进汽口通过进汽挠性套筒来连接 挠性套筒焊接于外缸接口上 通过挠性套 筒连接来吸收内外缸差胀及减小热应力 同时进汽套筒与内缸进汽口均与密封环相配 以防止漏汽 在高压内缸下半主蒸汽进口右侧 设有金属温度测点 热电偶穿过外缸伸入内缸壁 用测得的内缸金属温度来代替高压转子第一级温度 用测得的金属与蒸汽的温度差 和预先规定的数值相比较 来控制汽轮机的启动与负荷变动 以达到限制转子热应力的目的 内缸下半底部开有疏水孔 通过挠性疏 水管穿过外缸引出 用来排走内缸进汽腔室的积水 1 2 1 4 高 中压持环及平衡活塞 汽轮机高中压部分各级隔板固定于持环上 持环再固定于汽缸上 为了提供给水回热用蒸汽 汽缸需设置多级抽汽口 持环将汽 缸分成相应的抽汽腔室 采用持环结构能使汽缸的形状简单 便于制造 并可减少汽轮机启停和负荷变化时的温差和热应力 持环上 装有多级隔板 因而它承受了很大的压差负荷 特别是高压静叶持环 压差负荷通过支承凸肩传递于汽缸 持环必须具有足够的刚 度 在大的压差负荷下 不会因变形过大而产生动 静部分相碰的危险 持环内除了安装各级隔板外 还装有径向汽封 它与动叶外 缘围带相配 以减少蒸汽绕过动叶顶部的泄漏 持环与汽缸之间的安装 既要保证其自由膨胀 又要保证其中心不变 持环的支承与 定位方式基本上与内缸的情况相同 持环用支承键支托于汽缸水平中分面上 上 下垫片保证了中心的上 下位置 在持环的顶部和 底部设有定位销 以确定中心的左 右位置 轴向定位借助于支承凸缘 所有定位配合均留有余量 待总装时加以修正 持环为上 下半结构 中分面用长螺栓预紧连接 高压静叶持环装于高压内缸上 内装 11 级隔板 中压 1 持环装于中压内缸上 中压 2 3 持环直接装于高中压外缸上 中 压持环内共装有 12 级隔板 在中压 1 持环上半左侧设有金属温度测点 热电偶穿过外缸伸入持环壁 用测得的持环金属温度与高 压内缸所测的相应温度作比较 来控制汽轮机的启动与负荷变动 以达到限制转子热应力的目的 由于反动式汽轮机动叶反动度较高 转子推力相应比较大 因此转子被加工出几个凸台用以平衡叶片上的推力 高中压缸内共有 3 个平衡活塞汽封 高压侧平衡活塞汽 封装于高压内缸上 高压排汽侧平衡活塞汽封装于外缸的调阀端 中压侧平衡活塞汽封装于中压内缸上 它们的支承方式等均与持环 相同 这3 个平衡活塞汽封用于密封高中压转子上相应的三个凸台 1 2 1 5 低压外缸 低压外缸提供向凝汽器排汽的流道 在外缸的内部装有一个内缸并将运行时的反作用力矩传递至基础上 还承受所有安装于外 缸上部件的结构荷重 此外 低压外缸还必须承受真空负荷并且不产生过大的变形而影响动 静部分间隙 低压外缸为碳钢板的大型 焊接结构 它是汽轮机本体中尺寸最大的部件 为了减轻其重量和保证真空条件下的刚度 上半采用了大 小圆弧构成的薄壁拱顶 端壁焊有撑管 下半为端壁与侧壁构成的长方形框式结构 在接近中分面处依赖四周连续座架得以加强 在排汽接口处 沿纵向与横 向焊上加强肋与撑管来增强刚性 由于低压外缸的温度较低 运行中的差胀引起中心变化较小 因此 采用非中分面的支承方式 轴 承座与四周座架一起支承于基础台板上 吊去外缸上半 即可检修低压缸内部 在外缸下半内腔侧壁上焊有人梯 以便于人员进入进行安装与检修 外缸上半有 4个人 孔 每端两个 可在不开缸情况下 进入作内部检查 两个排大气隔膜阀位于外缸上半的顶部 正常运行时 阀的盖板被大气压紧 当凝汽器真空被破坏而超压时 蒸汽能冲开盖板 撕裂铅隔膜向大气排放 通常铅隔膜在压力为 0 034 0 048MPa g 时破坏 低压外缸内装有内缸 进汽导流环和排汽导流环 低压外缸两侧的端汽封分别固定在中轴承座和后轴承座下部并通过波纹管与低 压外缸相连 既能保持低压外缸真空的密封 又能在低压外缸真空变化时 不影响端汽封的径向间隙 由汽封供汽系统往端汽封输送 压力稳定的蒸汽进行密封 而汽封排汽则送往汽封冷却器 在上半缸汽封波纹管法兰面上设有导管 以供现场作转子动平衡时安装平 衡螺塞之用 中低压连通管与外缸连接采用不锈钢薄板焊接的 形胀缩节 它能补偿相互间的差胀 1 2 1 6 低压内缸 低压内缸包括进汽部分 构成低压缸的高温区 在内缸中间装有进汽导流环 它构成了进汽通道 并保护转子免受汽流直接冲刷 低压内缸为碳钢焊接结构 第一级两端半环为锻件 其余半环为铸件 其余部件为钢板 采用侧板将内缸分成不同的抽汽腔室 侧板 之间焊有撑杆 以此来保证结构的刚性 内缸进汽口与连通管相连接 其截面由圆形逐变为腰圆形 低压内缸两半用螺栓紧固 在上半外圆两侧设有窗口 以便拧紧内部 中分面螺栓 待装配后用盖板封死 内缸借助下半中分面法兰两侧之凸边支承于外缸之凸台上 低压内缸顶部进汽口与低压外缸的配 合为榫槽配合定位 并设有调整垫片 在内缸底部垂直中心位置设有定位销 并设有调整垫片 1 2 2 工艺要求 高中压外缸解体 1 2 2 1 拆汽轮机化妆板 1 2 2 1 1 吊走汽轮机化妆板上盖网栅 置指定地点摆放整齐且下部四角用胶皮垫好 1 2 2 1 2 拆卸汽轮机化妆板中部横担及低压缸侧侧面板 放置指定地点摆放整齐且下部四角用胶皮垫好 1 2 2 2 拆汽轮机高中压缸保温 1 2 2 2 1 当汽轮机高中压外缸内壁最高温度低于 120 时方可拆逐层卸汽缸保温 1 2 2 2 2 在机组大修时 通常只需拆除高中压缸影响拆卸汽缸法兰螺栓部位的保温 非作业部位保温不应拆除 1 2 2 2 3 保温拆除后 应及时送至指定地点堆放整齐 同时将检修现场打扫干净 1 2 2 2 4 保温未拆除前各轴承盖不得打开 以防拆保温时轴承室弄脏 1 2 2 3 联系热工人员 拆除所有压力及温度表管或各测点引线 1 2 2 4 备好覆盖汽缸用的棚布 堵抽汽孔用的堵板 汽缸托架 转子托架 导汽管托架等放到指定地点 1 2 2 51 2 2 5 拆卸高中压导汽管及一抽法兰结构图见图四拆卸高中压导汽管及一抽法兰结构图见图四 1 2 2 5 1 当汽缸调节级处壁温冷却到 80 以下时 可松去所有导汽管法兰螺栓 1 2 2 5 2 分解上缸进汽导管法兰结合面螺栓 分解一段抽汽法兰结合面螺栓 法兰加堵板 1 2 2 5 3 高压导汽管法兰螺栓应用加热棒加热松去 为防止螺栓孔内壁局部过热 应尽量避免用氧 乙炔烤把直接加热 1 2 2 5 4 拆下的螺栓 螺母应配好且标记清楚 以免搞乱 1 2 2 5 5 拆下中 低压导汽管螺栓 吊中 低压导管时 需先紧固膨胀节螺栓 再使用手拉葫芦调正 不能硬蹩 以免损坏导汽 管密封环及法兰螺栓 吊去导汽管后放置在专用场地 法兰开口处立即用专用盖板盖好并用封条封好 所有拆断管路都要做好封口工 作并加封条 1 2 2 5 6 用塞尺测量调整块与内缸的间隙 测量部位见图五 测量结束后 用油布封住中压排汽 低压进汽口以防物体落入缸内 图四高中压导管连接图图四高中压导管连接图 低压外缸 进汽连接管 调阀端 低压外缸 进汽连接管 调阀端 图五低压内外缸配合图五低压内外缸配合 低压外缸与低压内缸配合间隙 1 2 2 61 2 2 6 高中压外缸解体高中压外缸解体 1 2 2 6 1 当汽缸调节级处壁温冷却到 80 以下时 可松去所有汽缸螺栓 汽轮机汽缸螺栓预紧要求 1 说明 高压内缸 高中压外缸 高压主汽调节阀及中压联合汽阀法兰用的大直径螺栓 应按汽轮机厂说明书要求进行热紧 以确定接合 面有足够的预紧力 从而保证机组的密封性 2 螺栓热紧使用工具 螺栓热紧采用汽缸大螺栓电加热装置 加热控制柜可同时提供不同规格的螺栓加热棒共 10 支的用电负荷 对同一规格的可同时 加热 4 只螺栓 加热时间 5 15 分钟 需加热的大螺栓可由螺母旋转弧长 螺母转角或螺栓绝对伸长量来保证螺栓必须的预紧力 3 螺栓热紧要求 热紧值应满足汽轮机厂说明书要求 同时根据连续运行 30000 小时螺栓松驰后仍能满足密封要求确定 1 为了确保足够的密封力而不致使螺栓受力过大 汽缸等法兰结合面在自由状态下的张口应进行检查 其容许值符合汽轮机厂 说明书及图纸要求 2 螺栓有球面垫圈时 应使球面接触不小于 70 螺栓无球面垫圈时 螺母端面与法兰刮面的接触面积应符合对应图纸技术要 求 3 对大螺栓提供螺栓伸长值 沿螺栓外径旋转弧长及螺母转角三种数据 任选一种参数进行热紧 考虑到中分面涂料 各零部 垫片厚度 H 测量位置A 左A 右 左右 设计值0 05 0 080 05 0 081010 件之间的间隙 以及法兰等的弹性变形 热紧伸长值 转角 旋转弧长三项数据可比理论值适当增加 增加值最大不超过理论值的 10 预紧前的冷紧力矩为 3000 4000N M 4 为避免螺纹咬孔螺栓 螺孔应仔细清理 螺纹表面应将毛刺清除干净 并涂以石墨粉或二硫化钼等润滑剂 堆积过多的石墨 粉应除去 5 汽缸大螺栓最合理的拧紧顺序应是从汽缸中部垂弧值最大处开始对称地前后拧紧 若采用电加热同时加热数个螺栓时 也应 按一定时间间隔 5 10 分钟 依次拧紧顺序逐个投入各加热器 对于管道阀门发兰螺栓 应对称紧固 6 螺栓热紧时不容许用大锤等重物撞击 1 2 2 6 2 合金钢螺栓的拆装工艺 1 螺栓的拆卸 汽轮机高中压汽缸螺栓 一个螺栓重量往往有 100kg 左右 拆卸方式 一般采用电加热器插入螺栓中心孔的方法 使螺栓受热伸 长 紧力消失而松出 拆时应注意下列事项 1 汽缸温度的控制 拆卸螺栓时 必须待汽缸壁温降到 80 以下后才可开始 过早地拆卸螺栓 因为高温时金属硬度较低 容易引起螺栓咬死 汽 缸变形等 所以制造厂对此均有明确规定 拆卸汽缸螺栓必须严格按制造厂规定控制温度 2 加渗透液 由于汽缸螺栓在高温下长期运行 螺栓与螺母的螺纹间积存有氧化物等物质 在拆卸螺栓前 4h 左右 应在螺栓螺纹处浇上渗透 液 如煤油 螺栓松动剂等 以润湿螺纹间的氧化物 并能在拧转螺母时起润滑作用 以减少螺栓的咬死现象 3 加热器容量的选择和加热时间的控制 采用电阻加热器或其他加热方法拆卸螺栓时 应该选择容量较大的加热器 以缩短加热时间 减小传到螺栓外径的热量 减少螺 纹咬死的可能 加热时间一般控制在 15 30min 之内 若达不到要求 应待螺栓冷却后改用容量较大的加热器 当螺栓松动后 可先 旋松 2 3 圈 待冷却后 再全部松出取下 切勿在螺栓烫手时将螺栓全部松出 因为刚加热过的螺栓温度很高 硬度较低 易使螺纹 间咬死和烫伤工作人员 4 电阻加热器的使用 电阻加热器具有结构简单 加热均匀 使用方便 多个螺栓可同时加热等优点 为了延长加热棒的使用寿命 提高拆装螺栓效率 使用加热棒应注意下列事项 a 加热棒的功率和尺寸 应与加热的螺栓相配 b 通电前 应检查接线盒上的地线是否接好 通电观察加热棒是否发红 一般在 2 3min 便发红 直流加热棒为暗红 c 加热棒的有效发热长度应全部在螺孔内 若长度太长 其露出的发热长度不能大于 25mm 若长度不足 其不足部分应小于 50mm d 加热棒不能放在比棒直径大 5mm 以上的螺孔内加热 以免影响使用寿命和加热效果 e 加热棒应保存在干燥的仓库内 防止受潮而使绝缘阻抗下降 f 加热棒加热螺栓的时间 一般为 15 30min 当加热时间超过 1 h 而螺栓仍未达到必要的伸长量时 应停止加热 待螺栓 全部冷却后再用容量大一点的加热棒加热 实际上 加热棒功率的大小受螺栓中心孔直径和螺栓长度的限制 选用时只要与螺栓中心 孔匹配即可 g 使用挠性加热棒时 其弯曲半径不能太小 应按厂家说明 以免损坏加热棒 5 螺纹的保护 高温高压条件下使用过的螺栓和螺帽 在轴向力作用下 由于各螺栓和螺帽的变形不完全相同 加工中公差配合也不完全一样 经过长期使用 使原来带有一定公差相配合的 螺栓和螺帽更加匹配 使螺纹间接触严密 拧转活络 紧松适中 为了保持使用过的 螺栓和螺帽的这些优点 在螺栓拆卸前必须对它们逐一进行编号 以免组装时搞错 另外 拆卸汽缸法兰大螺栓时 必须用大锤击或 套长管子众人用力扳 这样难免碰伤相临螺栓的螺纹 因此必须用专门罩将外露的螺纹罩住 以保护螺纹 6 松紧螺栓顺序的选择 一般正常松螺栓应按制造厂的顺序要求进行 但在特定情况下 松螺栓前应查阅上次检修的技术记录 掌握汽缸变形情况 松螺 栓时 应先松汽缸变形 接合面间隙最大 最大处的螺栓 因为该处螺栓紧力最大 若不将这些螺栓先松 待最后松时 由于汽缸 变形增加的附加紧力 将由这部分螺栓承担 使松卸螺栓发生困难 甚至因加热时间过长 螺栓温度过高 而导致螺纹咬死 同时 应先松短而小的螺栓 因为短而小的螺栓加热后伸长量小 螺帽平面紧力往往不容易消失 致使松卸发生困难 应首先松卸没有加热 孔的螺栓 然后按上述顺序松卸其余螺栓 一般来说 加热后的螺栓是不难松卸的 但是 有少数螺栓由于紧力过大或氧化物卡住 加热后仍无法松卸 此时可加大拆卸力距 若仍拆不出 可用 200 500kg 钢锭 由吊车吊稳后撞击螺栓扳手柄 只要螺纹没有咬死 经过反复撞击 一般均能达到拆卸螺栓的目的 用钢锭撞击卸时 必须有专人指挥 齐心用力 并注意不能撞坏其他设备和发生人身 事故 当松卸无加热孔的螺栓或虽经加热而紧力仍很大的螺栓时 往往先用液压扭矩扳手拆卸 可较顺利地将螺母松出 同时能减轻劳 动强度 提高工作效率 2 螺栓的回装 汽缸螺栓上紧质量的好坏 直接影响机组的检修质量 螺栓紧力过小 会发生汽缸漏汽 紧力过大 会损伤螺栓 严重者会使螺 栓拉断 机组高压汽缸螺栓上紧一般分两步进行 1 螺栓的冷紧 汽缸螺栓的冷紧 目的是消除汽缸接合面间隙 使螺栓在热紧前稍有应力和确保热紧的值为有效值 所以 螺栓冷紧质量的好坏 直接影响螺栓的装配质量 由于汽轮机汽缸存在变形量 为了消除因变形而产生的间隙 螺栓冷紧时的应力相当于总应力的 1 6 左右 汽缸螺栓的冷紧多数采用扳手套管子 众人扳紧的方法或用液压扳手进行 不需热紧的螺栓 用锤击的方法进行 锤击时 一般用 7 25kg 16 磅 或 8 16kg 18 磅 大锤 紧螺栓的顺序为汽缸接合面间隙大处先紧 并将汽缸两侧螺栓对称地上紧 逐步向相邻部 位扩展 当接合面间隙大于 0 5mm 时 不能用几个螺栓一次拧紧的方法 以免少数螺栓应力过大 正确的方法是分几次拧紧 例如 第一次拧紧时 全部螺栓紧一遍 使接合面间隙缩小 0 2mm 左右 第二次拧紧 全部螺栓紧一遍 使接合面间隙缩小 0 15mm 左右 以此类推 直到汽缸接合面全部无间隙为止 由此可见 汽缸螺栓冷紧是一项很繁重的工作 另外 螺栓上紧前必须涂二硫化钼润滑 剂 以防螺纹将来受热而咬死 螺栓的冷紧 若使用液压定扭矩扳手 可控制各螺栓的冷紧扭矩 使螺栓受力均衡 有利于提高螺栓的冷紧质量 同时可减轻劳 动强度和提高工效 2 螺栓的热紧 超高压亚临界汽轮机 M48 以上汽缸螺栓冷紧后 还应按制造厂规定采用加热或其它方法 使螺栓伸长后再紧 以保证汽缸接合面 严密不漏 热紧的转角由制造厂提供 因为转角在实际使用中测量困难 一般应按下列公式换算成弧长 见 图六 K D 360 式中 K 弧长 mm D 外径 mm 热紧转角 1 测量杆 2 套筒 3 千分尺 4 10 螺栓 5 6 垫属 7 8 上 下法兰 9 螺塞 L0 热紧前测量值 L1 热紧后测量值 图六图六 螺栓热紧螺母旋转弧长螺栓热紧螺母旋转弧长 图七图七 测量螺栓伸长的专用工具测量螺栓伸长的专用工具 D 螺母直径 A 热紧弧长 根据厂家的汽轮机组热紧螺栓的说明进行螺栓的热紧转角和弧长确定 为了工作方便和防止差错 可根据计算弧长用石棉纸板或 金属薄片 做成样板 热紧前用样板在同一规格的螺帽上划出弧长两端的线段 螺栓加热的方法和要求与螺栓拆卸时相同 但应注意 下列几点 a 加热应尽量采用电阻加热器 严禁用氧 乙炔火焰直接加热 以防螺栓局部过热而影响金属的金相组织和性能 甚至产生很 大的温度应力 而促使螺栓中心孔表面产生裂纹 b 切不可在螺栓伸长量末达到要求时过急地用强力拧到热紧弧长 因为加热后螺栓材料硬度下降 在较大的接触应力下旋转 容易在螺纹间拉出毛刺 使螺栓咬死 另外 不论冷紧或热紧的螺栓 上紧后均以其伸长量作为鉴定螺栓紧固的质量 凡伸长量不符预紧应力要求的 应重新进行热紧 或冷紧 螺栓伸长量的测量 在螺栓热紧前 用专用工具测得螺栓自由长度 L0 螺栓热紧后仍用专用工具测得螺栓长度 L1 即得伸长量 L L1一 L0 测量螺栓长度的专用工具见 图七 所示 它由测量杆 l 和测量套筒 2 和专用深度千分尺组成 测量时 将测量套筒与测量杆插 入螺栓的中心孔 用深度千分尺测出测量杆端面至套筒端面的距离 L0 L1即可 将测得的伸长量与计算伸长量比较 两者误差应小于 0 05mm 不符标准者应复紧 可采用矩扳手或液压定扭矩扳手冷紧的办法来保证预紧应力 热紧螺栓的初紧力矩的大小 可按下列经 验公式计算 M D 式中 M 力矩 N m D 螺栓直径 cm 系数 105 92N 力矩的大小还随材料的不同而不同 为了保证螺栓预紧应力 其伸长量也应随材料的不同而不同 如合金钢 CrMo 钢 螺栓的 伸长量是该螺栓自由长度的 0 15 所得到的预紧应力为 314MPa 而 M8B 钢 特殊耐热钢 螺栓的伸长量是该螺栓自由长度的 0 195 得到的预紧应力相同 另外 螺栓热紧的顺序 与拆卸时不同 因为螺栓经过冷紧后 汽缸法兰接合面已无间隙 所以不能从接合面 间隙最大处开始紧 而应从汽缸中间左右两侧对称地向汽缸前后端紧 将汽缸压延赶向汽缸前后自由端 如采用汽缸前后端的螺栓先 紧 很大的压应力将被前后端封死 使汽缸的压延无法向前后端延伸 最后集中到汽缸中间 使汽缸接合面形成弓形间隙 往往会发 生接合面泄漏 1 2 2 6 3 高温合金螺栓的检修工艺 1 螺栓的检修 1 螺栓 螺帽的清理检查 为了保证螺栓 螺帽拧转灵活 检修中对拆下的螺栓 螺帽应进行清理 所以汽缸螺栓 螺帽拆下后 先用煤油浸泡 然后用钢 丝刷清洗掉螺纹上的涂料和锈垢 最后对螺栓 螺帽进行仔细检查 如发现螺纹有毛刺 碰伤等现象 应用细挫刀或小油石修光 清 洗好的螺栓 应戴上螺帽检查 用手拧螺帽应能轻快地旋到底 当发现有卡涩或拧不动时 应将螺帽退出查找原因 待缺陷消除后再 试旋螺帽 直到符合标准 2 螺栓 螺帽的研磨 汽轮机的高温螺栓 螺纹表面往往氧化严重 产生螺栓与螺帽卡涩或拧转过紧 对于这些螺栓和螺帽 可在螺纹上涂 120 目细研 磨砂 用研磨阀门阀线相类似的方法 使螺栓 螺帽相对转动 直到螺栓螺帽拧转活络方算合格 然后用煤油将研磨砂清洗干净 3 螺栓蠕变量的测量 在高温 高压 高应力作用下 金属材料会产生蠕变现象 对高温汽缸螺栓来说 经过一段时间的运行 会发生永久变形 即长 度伸长 这种由于蠕变现象导致螺栓的伸长 对机组安全运行有很大影响 所以每次大修应测量螺栓长度 并与原始长度进行比较 发现伸长量超过标准时 应抽样作机械性能试验 螺栓长度测量应用外径千分卡 在固定部位进行测量 并由熟练的技术工人承担 若测量工作有误 就会造成误判断 往往发生不必要的大拆大换 严重时还会导致发生螺栓断裂的重大事故 若能定人测量 则事半 而功倍 4 螺栓裂纹及脆断的检查 由于螺栓螺纹的第一圈承受约 33 以上的负荷 第二 圈承受 20 以上的负荷 第三圈承受 10 以上的负荷 第一至三圈承受的 总负荷占螺栓总负荷的 70 以上 所以 裂纹大多数发生在第一至三圈 其中大多数裂纹又发生在第一圈 掌握了这个规律 就应着 重检查这些部位 用超声波进行探伤检查 另外可用手锤轻击螺栓 对装在汽缸上的螺栓 听其声音是否清晰 若发现哑声 说明 螺栓有裂纹的可能 用手锤重击可检查螺栓是否脆化 脆化严重者 易被击断 5 螺栓咬死的处理 螺栓在拆卸时 松动后突然变紧的现象 一般属螺纹咬死 此时应立即停止拆卸 待螺栓全部冷却后 浇上煤油或松锈剂浸湿 2 4h 再试松螺栓 若螺栓尚有紧力 可选用容量较大的加热器加热 如螺栓紧力消失后仍拆不出 则说明螺栓已经咬死 处理方 法一般可请有经验的气焊工用割把割去螺母 取出螺栓 去掉毛刺后继续使用 在割螺母时 一般沿螺纹旋向由外向内切割 直到见 螺纹即停止 然后在对面再用同样方法割去另一部分 使螺母分成两半 凿去该两半部分 即可取出螺栓 当装在汽缸上的双头螺栓 咬死时 一般不可用氧 乙炔焰割把切割 而是将螺栓齐根 汽缸平面处 锯断 用钻床或扳钻将残留螺栓钻一中心孔 且一直钻到 螺栓尽头 中心孔的直径应小于螺纹底径 3 5mm 钻毕用割把将残留螺栓加热 温度约 500 待冷却后即可取出残留螺栓 因为钻 孔后的螺栓残留部分很薄 加热后直径要扩大 但因汽缸法兰坚固 残留螺栓无法向外膨胀 当膨胀引起的应力达到材料屈服极限时 螺栓虽保持原来直径 但实际上已发生永久变形 其变形量为加热时膨胀的量 当螺栓冷却收缩后 螺纹便松动 即可取出残留螺栓 若采取上述措施后仍取不出残留螺栓 此时可将中心孔继续镗大 使孔径比螺纹底径小 0 5 1 5mm 然后用小狭凿小心地将螺纹第 一牙头凿出 再用钢丝钳将残留螺栓拉出 但是不管用钻床钻或镗 还是用扳钻扳螺栓中心孔 都必须将钻头中心线与汽缸法兰平面 校垂直 同时钻头与螺栓中心线应保持一致 一般每钻深约 l0mm 必须将钻头退出 检查中心是否有误 且在钻孔越接近螺纹底径 越应勤检查 以免损坏主体上的螺纹 对于断裂在汽缸上的螺栓 首先在螺纹处加渗透液 浸泡 4h 左右 然后在螺栓侧面用手锤或 大锤击振 使螺纹处松动 再在断面处焊上螺帽 用扳手扳出 若确实无法取出 可采用上述咬死的螺栓拆卸方法 6 球形垫圈的研刮 超高压机组的汽缸法兰螺栓承受很高的应力 为了减少因螺栓与汽缸法兰平面不垂直 螺帽端面与法兰支承面不平行 垫圈厚度 不均匀 以及放置偏斜等因素引起的弯曲力 采用球面垫圈能有效地消除上述因素产生的附加应力 但是螺栓垫圈 螺帽端面和法兰 支承面 在高应力挤压作用下 往往会产生凹坑划痕等缺陷 在拆装过程中 往往因螺帽扭转而拉毛 咬伤等损坏 检修中必须对这 些缺陷和损伤进行整修或更换 a 法兰支承面的整修首先对法兰支承面进行宏观检查 用凿子 挫刀 砂轮等工具除去支承面的凸肩 毛刺和凹痕 然后用 圆平板 生铁 加研磨砂进行研磨 直到支承面与垫圈平面接触面积大于 70 并用细砂纸贴在平板上细磨 便表面粗糙度 Ra 为 0 20 0 40 即可 研磨的方法可用电钻带动平板转动 也可用手工左右转动 b 垫圈的整修首先应修去垫圈两面的毛刺 凸肩和凹坑 对平面端用研磨砂在生铁平板上进行研磨 然后用细砂纸研磨 使 表面光洁 1 2 2 6 4 拆卸螺栓前 4 小时 吹净汽缸上残余保温 拆除螺帽上加热孔闷头螺丝 疏通汽缸螺栓加热孔 向螺纹间浇煤油 或螺 栓松动剂 浸软锈垢及氧化层 以免螺栓在拆卸时咬死 1 2 2 6 5 在拆卸汽缸螺栓 螺帽及特殊厚度的垫圈前 应按规定做好清晰的编号 应按号配套 防止错放而造成回装困难 1 2 2 6 6 汽缸结合面螺栓拆卸的顺序应以防止消除汽缸上 下法兰间隙引起的法兰变形力量全部集中到最后拆卸的一个螺栓上为 原则 松螺栓时 应先从间隙最大的中部螺栓开始 使间隙逐渐恢复 应左右两侧同时进行 螺栓冷 热紧的顺序与拆卸顺序相同 如图八 图九 图十 所示 高中 低压缸及主汽门高温螺栓冷紧力矩及热紧伸长值见下表 螺栓紧固时请参考以下图纸 螺栓紧固时请参考以下图纸 高中压外缸 高中压外缸 155 01 71155 01 71 高压内缸 高压内缸 155 01 81155 01 81 中压内缸 中压内缸 155 01 82 1155 01 82 1 高压静叶持环 高压静叶持环 155 01 09155 01 09 中压中压 1 1 静叶持环 静叶持环 155 01 56155 01 56 中压中压 2 2 静叶持环 静叶持环 155 01 58155 01 58 中压中压 3 3 静叶持环 静叶持环 155 01 59155 01 59 低压内缸 低压内缸 B153 01 14 1 1B153 01 14 1 1 发电机侧 汽轮机侧 紧 松 序 顺 边 两 向 此 由 图八图八 高中压外缸及高压内缸螺栓松紧顺序高中压外缸及高压内缸螺栓松紧顺序 高压高压 内缸内缸 由此由此 向两向两 边顺边顺 序冷序冷 热紧热紧 高压高压 外缸外缸 由此由此 向两向两 边顺边顺 序冷序冷 热紧热紧 46 8 10 12141618 20222426 28 30 38 46 54 66 64 62 36 44 52 60 72 80 86 34 42 50 58 70 76 84 78 96 9290 98 102 100 88 82 74 68 56 48 40 低压内缸松紧螺栓按图中标号由小到大顺序进行 94 32 31 39 47 55 67 73 81 87 97 99 101 8991 33 41 49 57 69 75 83 93 95 77 35 43 51 59 71 79 85 37 45 53 65 61 63 1 3 5 7 911 13 1517 19 21 23 25 2729 图九图九 低压内缸螺栓松紧顺序低压内缸螺栓松紧顺序 图十图十 低压外缸螺栓松紧顺序低压外缸螺栓松紧顺序 高中 低压缸及主汽门高温螺栓冷紧力矩及热紧伸长值 高中 低压缸及主汽门高温螺栓冷紧力矩及热紧伸长值 有待重新查证有待重新查证 螺螺 孔孔 位位 置置 螺螺 孔孔 标标 记记 螺螺 栓栓 名名 称称 螺栓规格螺栓规格数量数量材材 质质 冷紧力冷紧力 矩矩 N mN m 163 163 164164 双头螺栓双头螺栓M33 3 527M33 3 5272 210601060 161 161 162162 定位双头螺定位双头螺 栓栓 38 285 38 2852 214651465 159 159 160160 双头螺栓双头螺栓M52 3 318M52 3 3182 2555555 157 157 158158 双头螺栓双头螺栓M64 3 686M64 3 6862 2680680 155 155 156156 双头螺栓双头螺栓M76 3 476M76 3 4762 2810810 153 153 154154 双头螺栓双头螺栓M60 3 349M60 3 3492 2640640 151 151 152152 双头螺栓双头螺栓M64 3 362M64 3 3622 2680680 149 149 150150 双头螺栓双头螺栓M72 3 514M72 3 5142 2765765 高压静叶持环高压静叶持环 147 147 148148 定位双头螺定位双头螺 栓栓 65 432 65 4322 2640640 高压高压 内缸内缸 99 10099 100 定位双头螺定位双头螺 栓栓 100 920 100 9202 2 20Cr1Mo1VNb20Cr1Mo1VNb TiB 5TiB 5 10681068 螺螺 孔孔 位位 置置 螺螺 孔孔 标标 记记 螺螺 栓栓 名名 称称 螺栓规格螺栓规格数量数量材材 质质 冷紧力冷紧力 矩矩 N mN m 101 101 104104 双头螺栓双头螺栓M85 3 825M85 3 8254 4 20Cr1Mo1VNb20Cr1Mo1VNb TiB 5TiB 5 908908 105 105 112112 双头螺栓双头螺栓M85 3 850M85 3 8508 8 20Cr1Mo1VNb20Cr1Mo1VNb TiB 5TiB 5 908908 113 113 114114 定位双头螺定位双头螺 栓栓 100 960 100 9602 2 20Cr1Mo1VNb20Cr1Mo1VNb TiB 5TiB 5 10681068 115 115 116116 双头螺栓双头螺栓M60 3 465M60 3 4652 2 20Cr1Mo1VNb20Cr1Mo1VNb TiB 5TiB 5 641641 117 117 118118 定位双头螺定位双头螺 栓栓 65 600 65 6002 2 20Cr1Mo1VNb20Cr1Mo1VNb TiB 5TiB 5 694694 119 119 134134 双头螺栓双头螺栓M45 3 630M45 3 6301616 20Cr1Mo1VNb20Cr1Mo1VNb TiB 5TiB 5 32273227 中压内缸中压内缸 135 135 136136 定位双头螺定位双头螺 栓栓 65 720 65 7202 2 20Cr1Mo1VNb20Cr1Mo1VNb TiB 5TiB 5 694694 1 1 2 2 定位双头螺定位双头螺 栓栓 95 1162 95 11622 240CrMoV 540CrMoV 510151015 3 63 6双头螺栓双头螺栓M72 3 882M72 3 8824 440CrMoV 540CrMoV 5769769 7 87 8双头螺栓双头螺栓M72 3 780M72 3 7802 240CrMoV 540CrMoV 5769769 高高 中中 压压 外外 缸缸 9 109 10 定位双头螺定位双头螺 栓栓 78 890 78 8902 240CrMoV 540CrMoV 5833833 螺螺 孔孔 位位 置置 螺螺 孔孔 标标 记记 螺螺 栓栓 名名 称称 螺栓规格螺栓规格数量数量材材 质质 冷紧力冷紧力 矩矩 N mN m 11 1611 16双头螺栓双头螺栓M72 3 692M72 3 6926 640CrMoV 540CrMoV 5769769 17 2217 22双头螺栓双头螺栓M90 3 755M90 3 7556 640CrMoV 540CrMoV 5961961 23 2823 28 31 3631 36 39 5039 50 双头螺栓双头螺栓 M110 3 15M110 3 15 5050 2424 2Cr12NiMo1W2Cr12NiMo1W 1V 51V 5 11751175 29 3029 30 37 3837 38 51 5251 52 定位双头螺定位双头螺 栓栓 115 1550 115 15506 6 2Cr12NiMo1W2Cr12NiMo1W 1V 51V 5 12281228 53 6053 60双头螺栓双头螺栓M90 3 845M90 3 8458 840CrMoV 540CrMoV 5961961 61 6461 64 77 8077 80 双头螺栓双头螺栓M76 3 812M76 3 8128 840CrMoV 540CrMoV 5812812 65 7665 76双头螺栓双头螺栓M72 3 800M72 3 800121240CrMoV 540CrMoV 5769769 81 8681 86双头螺栓双头螺栓 M90 3 124M90 3 124 5 5 6 640CrMoV 540CrMoV 5961961 87 9087 90双头螺栓双头螺栓M90 3 500M90 3 5004 440CrMoV 540CrMoV 5961961 91 9691 96双头螺栓双头螺栓M52 3 292M52 3 2926 640CrMoV 540CrMoV 5555555 97 9897 98 定位双头螺定位双头螺 栓栓 58 368 58 3682 240CrMoV 540CrMoV 5619619 中压中压 一号一号 199 199 200200 定位双头螺定位双头螺 栓栓 45 305 45 3052 2 2Cr12NiMo1W2Cr12NiMo1W 1V 51V 5 31153115 螺螺 孔孔 位位 置置 螺螺 孔孔 标标 记记 螺螺 栓栓 名名 称称 螺栓规格螺栓规格数量数量材材 质质 冷紧力冷紧力 矩矩 N mN m 201 201 202202 205