汽轮机本体检修要点.doc

1、 个人资料1目 录一、汽缸1.汽缸结合面漏汽的处理(1)2.汽缸裂纹的处理(3)3.汽缸水平测量和负荷分配(5)二、喷嘴,静叶环,静叶持环(5)1.静叶锈垢的清理.(5)2.静叶损伤的处理.(6)3.静叶环裂纹的处理(6)4.静叶环变形的处理(6)5.静叶环水平结合面漏汽处理.(6)6.静叶环中心的调整(6)三、滑销系统.(7)1.检修方法简介.(7)2.滑销间隙规范(8)四、轴承.(8)1.径向轴承(9)1.1 轴承的检查 (9)1.2 轴瓦间隙的测量与调整. (9)1.3 轴承紧力的测量与调整. (11)2.推力轴承 (12)2.1 推力瓦块的检查和修理. (12)2.2 平衡块,定位环,

2、轴承外壳的检修. (13)2.3 推力间隙的测量与调整. (13)2.4 转子的轴向定位. (13)五、转子.(13)1.主轴的检修. (14)2.动叶片. (22)个人资料23.叶轮. (23)六、汽封检修及通流部分间隙调整(23)1.汽封检修(23)1.1 汽封间隙的调整.(23)2.汽轮机通流部分的间隙测量和调整.(24)2.1 通流部分间隙的测量.(24)2.2 通流部分间隙的调整.(25)个人资料3汽轮机设备随着运行时间的增长会逐渐老化.磨损,变形,锈蚀等现象逐渐严重,降低设备出力.某些设备因为设计,材质,制造安装工艺存在缺陷,或运行维护不当,老化过程会加快,在正常寿命期内发生这样那

3、样的故障而被迫退出运行,甚至造成严重后果.因此,及时对设备进行检查修理,始终保持其良好的健康状态,是保证电厂安全经济运行的重要技术环节.正确的零部件材质和优良的检修工艺是设备检修质量的关键,而科学的检修管理则是质量,工期,低耗的保证.根据我厂检修任务外包给专业公司的管理体制,本节不涉及管理层面和检修工艺的叙述,只介绍运行人员必须了解的关于设备检修的知识,即设备常见的损坏形式,检修的方法,重要的操作,以及检修质量验收标准.需要说明的是,设备检修的一般程序不外乎解体清理,检查消缺,装复调试几个步骤.根据本教材的性质和任务,编者将重点放在检修方法和质量验收标准上,对解体清理和装复等工序不作赘述.验收

4、标准摘自火电施工质量检验及评定标准汽机篇,中华人民共和国电力工业部 1998 年发布实施.(下文中简称标准)一.汽缸汽缸损伤主要以结合面漏汽和裂纹两种形式出现.导致汽缸结合面漏汽的原因很多.从根本上讲源于它的变形,法兰螺栓紧力松弛或预紧力不足,结合面涂料质量不良也会导致漏汽.小的漏汽通道一旦生成,在高速汽流的冲刷下,通道面积和漏汽量将逐渐增大.涂料质量问题较易处理;加大法兰螺栓预紧力或更换螺栓则应慎重行事,经过严格的论证核算和主管批准方能实施.汽缸是一个几何形状十分复杂的大型部件.铸造汽缸如高,中压缸的变形可因铸件人工时效不足,铸造应力在运行中逐渐释放而发生,也可因其支承负荷不均匀或进,抽汽管

5、道的作用等外力因素引起.焊接汽缸如低压缸刚性较差,更容易变形,但因缸内,外压差甚小,结合面漏汽问题比较容易处理.对于低压转子的轴承座落在排汽缸上的机组,低压缸变形往往是引起轴系用振动的重要原因之一.汽缸的裂纹主要是由其自身的缺陷如微裂纹,气孔,夹渣等,或铸造,焊接应力未能完全消除,在多次低周循环热应力作用下发生的.如不及时发现处理,裂纹将随运行时间的增长而扩展,造成严重后果.1 汽缸结合面漏汽的处理(1)确定汽缸是否变形及间隙的部位和大小紧三分之一法兰螺栓检查结合面的严密性.如果间隙分布较均匀,则应优先考虑螺栓紧力和涂料质量问题.如果间隙只出现在局部,则应标记间隙的部位,吊开上缸,清净结合面,

6、用长平尺和塞尺或深度尺,在下缸结合面上特别是有标记的那一段仔细测量,以确定平尺与法兰平面之间隙的形状和大小,如图 2-64 所示.用长平尺和塞尺测量下缸法兰平面可能出现两种情况:一是间隙均匀且成规律性分布,如沿轴向两端小中间大(反映下缸静垂弧),则可肯定个人资料4结合面间隙是由上缸的变形造成的;二是确实存在局部凸凹,此时应作好间隙的图形和尺寸记录.在前种情况下,只需处理上缸法兰平面的变形.无论一二种情况,都应将上缸翻转清净,作与下缸同样的测量和记录.(2)确定法兰平面变形的处理方法对上述测量记录进行分析.对于变形大因而间隙面隙大的汽缸,应进行结合面研刮;对于局部变形或凹坑较深的法兰平面,一般采

7、用先刷镀或喷涂,然后研刮的办法处理.(3)法兰结合面的研刮先用长平尺或大平板和刮刀对上缸法兰结合面进行研刮,直到该平面符合质量标准,再以合格的上法兰平面为基准对下缸法兰平面进行研刮.方法简介如下:在下缸法兰结合面上均匀地涂一层很薄的红丹,扣上缸并小距离来回拖动,让上下法兰面对研.吊开上缸,根据着色情况修制下法兰面上的高点.当应刮去的金属厚度0.2mm 时,可先用抛光机或平面打磨机打磨,并用平尺跟踪检查间隙变化,然后用细油石将打磨过的表面磨光洁,清净表面,再用上缸法兰进行着色研磨,直到凸点刮平,间隙消失.研磨质量标准:任取的 1cm2平面内有 12 个红丹斑点且无沟痕等损伤即为合格.(4)结合面

8、法兰刷镀刷镀也称涂镀,系应用电镀原理和电焊工艺在法兰面上涂镀一薄层金属.该法简单易行,质量可靠,适用于面积不大而凹坑较深的平面修理,镀层厚度可在 0.0011.5mm 范围内根据平面变形情况控制.涂镀后的结合面仍需进行研刮,以修去凸出点,故涂镀层应比原法兰平面高出 0.010.02mm.后续工序及要求与(3)所述相同.刷镀已广泛用于汽缸结合面的修复,但需有专用设备并由专业人员操作才能实行.(5)结合面法兰喷涂喷涂是利用专用喷枪喷出的高温气体,将置于其中的金属丝熔化并吹成雾状,喷涂于经过特殊处理的法兰面凹入部位.这种工艺的特点是汽缸受热量少,不会发生变形,涂层与法兰面结合紧密且具有一定孔隙度,利

9、于压实密封.喷涂前,划定的法兰面应清除杂质,油污和氧化层,再进行电火花拉毛处理,将该处表面拉成粗糙的毛面,以便涂层与法兰母材金属的牢固结合.喷涂后按(3)所述方法研刮法兰结合面.由于涂层的密度为其材料本身的 8595%,故喷涂面最终应高于原法兰平面0.030.05mm,以便压实后保持结合面的严密性.喷涂工作有相当的技术难度,故也应由有专门经验的人员进行.(6)加焊密封带当间隙面积不大,有较明显的汽流痕迹时,可在与漏汽流垂直的方向用电焊堆成一条或两条宽约 810mm 的密封带,连接间隙图形的两边,修平后进行研刮.完工后扣空缸检查应无间隙.此法简单易行,但需慎重行事,以防施得操作不当产生裂纹.当汽

10、缸材料为合金钢时更应注意采取必要的防范措施.个人资料5(7)在间隙部位垫钢丝布或在涂料中加铁粉.此法仅适用于缸内外压差不大(如中,低压缸)间隙小于 0.1mm,且变形面积不大的结合面漏汽处理.(8)在发电任务紧,不允许长时间停机等特殊情况下,作为应急措施,可在漏汽段的结合面上,下汽缸之间施一薄层密封焊.不得不采用此方法时,也需慎重并得到有关领导的批准.(9)汽缸结合面检修验收标准验收方法:未加结合面涂料时,按冷紧要求紧固 1/3 螺栓,用塞尺检查.合格标准:高压缸:0.03mm 塞尺自内外两侧检查均不得塞入.中压缸:0.05mm 塞尺自内外两侧检查,一般不得塞入;个别塞入部分不得超过汽缸法兰密

11、封宽度的 1/3.低压缸:0.05mm 塞尺不得塞通;在法兰同一断面处,从内外两侧塞入长度总和不得超过汽缸法兰宽度的 1/3.高中压和低压内缸及其中的静叶环,持环,分流环等的中分面间隙要求可查阅标准.2,汽缸裂纹的处理汽缸裂纹多出现在下列部位:截面积突变处,如调节级汽室内外,抽汽口周围,静叶槽等;汽缸内外拐角过渡区及机器出厂前的原补焊区;汽缸的各结合面.(1)汽缸裂纹的检查和鉴定首先凭肉眼和放大镜对疑似区进行外观检查.发现裂纹后,将其周围约 100 毫米范围的表面打磨光洁,用探伤仪器确定裂纹的边界,再用钻孔法或测深仪确定裂纹的深度.对较大或较深的裂纹及出现裂纹的原补焊区,还应进行酸浸和进一步的

12、仪器检查,以确定裂纹有无扩展,裂纹区内有无气孔,夹渣等隐蔽缺陷.必要时还可采用金相分析,光谱分析,硬度测量等方法对裂纹及其附近区域,原补焊区,热影响区作裂纹和母材的性质鉴定.(2)确定裂纹处理方案根据检查鉴定结果,对不同的裂纹情况可采用不同的处理方案:a.深度小于壁厚五分之一的小裂纹,可以不补焊焊,但必须在裂纹两端钻比裂纹深度深35mm 的止延孔,防止裂纹扩展;b.深度小于壁厚三分之一且经缸壁强度核算保证安全的裂纹,也可不补焊,但必须用砂轮机将裂纹全部打磨干净,并经酸浸检验或仪器探测,确认其完全消除.打磨出的凹槽两端和底部必须是光洁的圆弧过渡,不留任何应力集中隐患.c.汽缸内加强筋和定位键的焊

13、缝裂纹,铸造连接部的裂纹,凡深度大于 5mm 的,必须进行开槽补焊;深度小于 5mm 的可以不补焊,但必须用砂轮机打磨干净,如前文所述.个人资料6(3)汽缸裂纹的补焊补焊方法有两种:热焊和冷焊.热焊需要对汽缸补焊部位进行工频感应加热,施焊,锤击,跟踪回火三道工序紧凑衔接,完成一层焊缝.冷焊则可连续施焊.热焊工作量大,技术要求高,工时也较长,但焊接质量好,易于控制,适用于裂纹较深,补焊量大的情况;冷焊可在常温下进行,工艺简单,工作量小,只要方法正确,操作得当,也可得到满意效果,适用于裂纹较小的情况. 开槽打坡口不论热焊冷焊,都应先在裂纹处开槽并打出坡口.先在裂纹两端沿其深度方向钻孔,然后沿裂纹在

14、母材上加工出如图 2-65 所示的带坡口的槽.图 2-65 供补焊的槽和坡口a-条形槽横断面;b-条形槽纵断面;c-方形槽横断面;d-原补焊区裂纹开槽长度图中 1=3=1015 230R1=R3=57mm R25mm规范的槽和坡口是保证补焊质量的重要条件,切不可轻视. 热焊用工频感应加热保持焊接工作始终在 300的高温下进行.施焊前,用头号火嘴中性火焰预热槽底母材,然后按连续施焊,锤击焊缝,跟踪回火三个工序不间断地进行,直至将槽道填平.焊条材质必须与母材适配,焊接电流不宜过大,每焊完一层都应仔细清理检查焊道表面.用碱性碳钢焊条在槽道焊缝表面敷焊一层厚度为 34mm 的表面退火层,锤击焊缝周围,

15、并对焊缝及其两侧热影响区进行跟踪回火.补焊完后,仍需在 300左右对焊接区加热 4 个小时才能切断工频感应电源,然后在不拆除保温的情况下自然冷却.待补焊区温度降至室温时,用砂轮将退火层彻底打磨干净,然后用砂布将焊缝及其周围打磨光.冷焊用头号火嘴将槽道局部预热到 150170,然后在槽底及其四周敷焊一层厚度约 5mm的不会淬火的奥氏体铜合金作为过渡层,不破药皮立即保温.待其冷却至室温后,清理药皮并仔细检查,确认无裂纹后即可进行槽道补焊.以后的焊接工作都应在室温下进行,母材温度应低于 70(手可耐受),如温度过高,可采用间断施焊法.焊缝只需略高于缸体表面,与母材的过渡应当平滑,不能有咬边.补焊工作

16、全部结束,清理完毕后,应对焊缝和补焊区作全面的质量检查,主要内容有:外观检查和仪器探测:不允许裂纹,气孔,夹渣,咬边,未焊透等缺陷存在.补焊区及周围金属硬度应低于 HB300,其金相组织不应有马氏体和贝氏体.汽缸不应有明显的残余变形.个人资料73,汽缸水平测量和负荷分配汽缸水平测量是在空缸状态下,用合象水平仪在下缸法兰结合面的特定位置(刻有明显的仪器位置标志,每次测量时仪器都应放置在那些标志内)上,测量汽缸的纵,横向水平值,并与上次大修后同一点的记录比较,以便发现缺陷,消除陷患.汽缸负荷分配则是实测汽缸前后左右四个猫爪施加给相应猫爪横销的负荷,或汽缸施加给猫爪横销/台板的负荷,并根测量值调整猫

17、爪工作垫块的厚度,使汽缸重量均匀地分配在它的支承上.负荷分配应按制造厂规定的方式进行,通常有测力计法,猫爪垂弧法和猫爪抬差法.(后两者实质上是同一种方法.)负荷测量时是空缸还是实缸由制造厂规定.负荷分配的值应符合设计要求.一般规定:采用测力计法时,汽缸中心线两侧对称位置的负荷差应不大于两侧平均负荷的 5%;采用猫爪垂弧法时,汽缸中心线两侧对称位置的垂弧值差不大于 0.10mm.二,喷嘴,静叶环,静叶持环喷嘴和静叶环的常见缺陷有下列几种:a 汽道的积垢和高温部分的氧化;b 静叶损伤,如裂纹,卷边,缺口;c 焊缝,铸件裂纹,连接松动;d 静叶环结合面漏汽;e 静叶环变形;f 静叶环中心变动,等等.

18、这些缺陷,大多可通过检修消除或改善.但当汽机发生过动静磨擦,静叶环出汽边整圈磨损严重,或大部分汽叶被严重腐蚀时,就只能更换新喷嘴或静叶环了.1,静叶锈垢的清理常用的方法有三种:手工法,喷砂法,化学法.1.1 手工法:用钢丝刷,砂布,刮刀等工具去除零件表面的结垢和氧化层.此法简单易行,但工效较低,常作为其他方法的必要补充.1.2 喷砂法:用压缩空气挟带经过严格筛选的细砂喷扫有锈垢的零件表面,然后用清洁的压缩空气将残砂吹净.此法工效高,清理较彻底,但如掌握不当(风压,砂粒直径,喷枪与零件表面距离等),可能损伤静叶.它是目前广泛使用的一种方法.1.3 化学法:用热苛性钠溶液浸煮静叶环,待锈垢层软化后

19、再用清水冲净.此法适用于前述方法难以去除的二氧化硅垢和高温氧化皮,一般由专业人员实行.个人资料8锈垢清理的质量标准是:零件表面锈垢完全消失,显露出金属光泽,但无损伤痕迹.2,静叶损伤的处理静叶的损伤多发生在其出汽边上.2.1 小裂纹,小缺口可用什锦锉锉成浅圆槽或修出圆角;裂纹较长时,应在裂纹端部钻出2mm 左右的止延孔;对较深的裂纹和较大的缺口均应做补焊处理.2.2 小的卷边或局部变形,通常在冷态下敲击即可校正.出口卷边严重时应做热校正,方法是:按汽道形状制作一块斜垫铁,用大火嘴将卷边的静叶加热到其材料允许的高温,将垫铁敲进汽道,贴住汽叶,再用榔头校正之.不论用哪种方法,静叶损伤处理完毕后,均

20、应用有效的探伤方法或探测仪器检查处理部位,确认没有裂纹,并且变形在允许范围内,方可告竣工.3,静叶环裂纹的处理焊接静叶环的焊缝裂纹或未熔合缝多出现在其主焊缝上.发现缺陷后,先作探伤检查,确定裂缝的长度和深度,然后用砂轮机将裂缝打磨干净,测量其深度.裂缝深度小于 5mm 时可以不补焊;凡深度大于 5mm 或其长度超过圆周长度 1/6 的裂缝均应进行补焊.4,静叶环变形的处理静叶环变形一般发生在高温区的几个级中.从大修解体,通流部分间隙测量数据的对比分析,不难找出可能发生了变形的静叶环.对它们进行变形测量,即可确定其变形量的大小.静叶环变形总体形式是内环向出汽侧突出,主要是因其两则压差超限和材料高

21、温蠕变造成的.当静叶环最大变形量小于 0.5mm 时,由于 300MW 机组高中压前面级的轴向最小间隙的允许偏差值为1mm,故可不作处理,但必须相应调整机组启停时的胀差控制值,以免磨擦发生.当静叶环最大变形量小于 2mm 且变形均匀时,可用调整静叶环轴向位置的办法处理:车削静叶环轴向定位凸缘的进汽侧,车去的厚度应保证本级动静间隙符合规定值,同时在其出汽侧加两个相同厚度的半圆环垫,并铆死在上下静叶环上.半圆环垫的两面与静叶环及汽缸(或静叶持环)槽的轴向支承面均应进行研刮,以保证其汽密性.变形量过大或变形不规则的静叶环必须更换.5,静叶环水平结合面漏汽处理上下两半静叶环的结合面和静叶环合缝漏汽会降

22、低级的热效率.在排除了静叶环变形,挂耳和结合面密封键膨胀间隙不合格等原因时,应研刮结合面.要求结合面接触面积在 75%以上,接触点均匀分布,每 2525mm2面积上有 35 个接触点.合格标准是:紧螺栓用塞尺检查结合面间隙,高压缸0.03mm;低压缸 2mmb=0.10.12mm d=2.02.5mm6,静叶环中心的调整个人资料9静叶环位置的调整,是根据所测中心数据,并结合静叶环中分面与汽缸中分面的高低综合进行的.其目的是使静叶环的中心与转子中心在机组运行时趋于一致.检查静叶环放置的水平情况,可利用深度尺测量静叶环中分面的高度差.如图 2-68 所示:如果 D=E,则静叶环中分面与汽缸中分面平

23、行.对于下半在中分面处为挂耳支吊,底部为纵销定位,如图 2-69 所示的静叶环,调整横向位置时,可修补纵销的两侧面来达到要求.纵销修补后,仍应保持原来要求的间隙值(两侧总间隙 0.040.08mm).图 2-68 检查静叶环中分面和汽缸中 图 2-69 用改变两侧挂耳高度调整静叶环分面平等情况 1-假轴;2-套箍;3-可调螺丝;1-汽缸(或静叶持环);2-静叶环 4-静叶环;5-汽缸(或静叶持环)静叶环高低位置的调整,可通过修补下挂耳承力面来达到.当下挂耳与承力块间有调整垫片时,则可用加减垫片厚度来加以调整.两侧挂耳高,低调整数值由下式决定:式中,c静叶环汽封洼窝底部的间隙值;a,b静叶环汽封

24、洼窝两侧的间隙值;当静叶环左,右侧中分面与汽缸中分面的高度差分别为 D,E,欲使静叶环中分面与汽缸中分面平行时,两个挂耳应调整的数值.静叶环中分面高于汽缸中分面的取负值,低的取正值;f 假轴与转子静挠度差.当假轴静挠度大于转子静挠度时取正值,小于转子静挠度时取负值;A考虑下汽缸在汽轮机运行时,因上,下缸的温度差,使下汽缸向上弯曲以及转子静挠度增加的影响,一般 A 取 0.050.10mm.调整后,下挂耳承力面的接触面积应大于 50%,不合格时应修刮.三,滑销系统机组长期运行后,滑销和销槽表面可能发生部分锈蚀或积垢,高温部位的滑销表面还可能生成氧化层.这些因素使滑销间隙减小甚至消失,汽缸膨胀不畅

25、,引发机组振动,汽体变形等不良后果.部分滑销位置隐蔽,不吊开下缸和轴承座无法检修,故常规大修只对一些外露的重要滑销进行检查,清理.下列滑销必须检修:高中压外缸的猫爪横销及其联系螺栓;高中压内缸猫爪和上下导销;前中轴承箱的角销和联系螺栓.低压缸和发电机运行温度较低,其纵,横销(发电机横向定位板除外)一般不需拆卸清理,仅用塞尺测量其间隙.但其联系螺栓则需逐一清理,测量调整间隙.1,检修方法简介个人资料10测量原始间隙数据并作记录;拆卸滑销,去除表面锈垢,磨痕,毛刺,打磨光洁,检查其与销槽的接触面积(大于总面积的 80%);调整配合面的间隙.间隙过小可研刮或磨削相应表面,间隙过大时必须更换;用改变垫

26、圈厚度的办法调整联系螺栓间隙;用二硫化钼粉擦拭配合表面,直到发出乌黑亮光;装复并作记录.间隙值符合标准,且两端同侧的间隙方向一致,误差不超 0.02mm,否则返修.2,滑销间隙规范(1)猫爪横销(参看图 2-70)承力面及滑动面,在两端用塞尺检查,0.05mm 塞尺不入;a=0.250.3mm;螺栓与螺孔四周间隙满足热膨胀要求,一般取 b=0.80.9mm;2c=0.20.4mm.(2)高中压内缸定位键(参看图 2-71)用内外径千分尺测量,横向(扁身)定位键两侧间隙 2a=0.080.16mm;轴向定位键间隙b=0.150.25mm.图 2-70 猫爪联系螺栓间隙 图 2-71 高中压内缸定

27、位键a-横向定位键;b-轴向定位键(3)前,中轴承座滑销(参看图 2-72,2-73,2-74)图 2-72 前,中轴承座纵销 图 2-73 前,中轴承座压销 图 2-74 前,中承座联系螺栓纵销间隙:用塞尺及千分尺测量,2a=0.040.08mm;b=3.2mm;c 过盈 00.02mm.角销间隙:a=0.080.18mm;b=c=5mm.联系螺栓间隙:a=0.080.18mm;b 满足热位移要求.(4)低压缸滑销(参看图 2-75,2-76)图 2-75 低压缸端部横向定位板 图 2-76 低压缸两侧纵向定位板端部横向定位板(纵销):用塞尺及千分尺测量;2a=0.040.08mm;b 符合制造厂规定;c=6.57mm.两侧纵向定位板(横销):2a=0.040.08mm;b=2428mm.定位螺栓:a=0.040.07mm.(参看图 2-74)(5)发电机地脚螺栓螺母垫片与机座间隙用塞尺测量:a=0.030.25mm(参看图 2-74)四,轴承径向轴承承受转子的静,动载荷,确定转子的径向位置在刚性连接的轴系中则影响诸轴承的负荷分配;推力承轴承受轴系的轴向推力并确定其轴向位置,从而直接关系汽轮机动静间隙的变化.所以其安装检修要点可以概括为:定位,间隙,紧力三个方面.如果处理不当,轻则引起轴承超温,机组振动,重则导致烧瓦,磨坏轴颈,动静摩擦等严重事故.