9F燃机进气室外锥与压气机室最终调整及联接技术改进论文_何建钧

(上海电力安装第一工程公司 上海 200090)

摘要:9F型燃机作为当前主流机型,具有调峰能力强、排放低、效率高等优势。燃气-蒸汽联合循环机组电厂不但可以提高天然气LNG战线的运行稳定性,同时可以满足电网系统对尖峰负荷机组日益增加的需求。

关键词:燃机 进气室 工艺 原理

一、前言

上海申能崇明燃气2×400MW燃气机组主机采用上海汽轮机厂引进的9F燃气F燃气-蒸汽联合循环设备(SGT5-4000F型),由1台燃机、1台发电机、1套蒸汽轮机设备(高压缸+中低压缸+单独轴承座)组成的单轴机组。

二、特点

9F燃气-蒸汽联合循环的辅助系统由进气系统、排气扩散段、燃气轮机罩壳支架和排气管、罩壳通风设备、润滑油单元、控制油单元、内部联接管路、电缆及仪表支架、盘车系统、压气机清洗系统、空气干燥系统、高压空气包、燃气单元、燃油单元、水清洗密封空气系统、降N0X单元、控制室构成。(见图1)

图1 燃气轮机辅助系统

进气系统为HQA-SF-I型。主要设备由进气系统由过滤仓室、进气风道、消音设备、多层过滤器等设备构成,其中过滤仓室安装在汽机厂方外部楼顶,为三面进气,12个整体模块整合拼装组成。进气风道一头与过滤仓室连接,另一头与燃机压气机室连接,由转角风道、大小转换风道、挡板门、膨胀节及进气室组成。

进气室设备由于体积大,现场为散件供货,设备由进气室外壳(分4件供货),进气内锥(分上下两件供货),进气外锥(分上下两件供货)、压气机叶片清洗管道、三角形橡胶垫、橡胶箍紧装置组成。

三、工艺原理及施工要点

1、燃机与进气室联接安装顺序的优化

1.1燃机与进气室联接的传统安装顺序

燃机吊装就位进气室下半罩壳吊装就位进气室下部罩壳找正进气室内锥体下半与燃机联接进气室内锥体上半与燃机联接进气室内锥体找正进气室上部罩壳吊装就位进气室上部罩壳找正,进气室最终定位固定进气室外锥体与压气机联接安装三角橡胶垫、胀紧装置并检查验收安装压气机水洗管道进气风道清理并进行整体验收封门

1.2燃机与进气室联接传统安装工艺的不足

1.2.1进气室下半罩壳吊装困难

由于进气室下半罩壳体积很大,在燃机已经就位的情况下,可供进气下半罩壳拖运及调整的空间很小,经常会造成进气罩壳的保温层受到损坏,引起质量及安全事故。

1.2.2内锥体下半与燃机联接困难

燃机就位后,需要与中间轴找正。中间轴一旦与燃机联接后,留给内锥体下半的吊装联接空间将变得很小,强行吊装联接会造成设备损坏,引起质量事故。

1.3优化之后燃机与进气室的安装顺序

进气室下半罩壳吊装就位进气室内锥体下半与燃机联接燃机吊装就位进气室下部罩壳找正进气室内锥体上半与燃机联接进气室内锥体找正进气室上部罩壳吊装就位进气室上部罩壳找正,进气室最终定位固定进气室外锥体与压气机联接安装三角橡胶垫、胀紧装置并检查验收安装压气机水洗管道进气风道清理并进行整体验收封门

1.4优化安装顺序后,进气罩壳下半与内锥体下半的吊装及调整效率大大提升,为燃机进气室与压气机最终调整打下了良好的基础,杜绝了质量、安全事故的发生。

2.燃机进气室外锥体与压气机室的最终调整工艺改进

2.1燃机进气室外锥体与压气机室的最终调整要求

进气室最终找正定位后,需按照现场实际尺寸进气外锥的轴向尺寸调整。进气外锥厚约5mm,与燃机进气室连接。外锥调整时需保证与压气机侧的8mm间隙,并留足三角橡胶密封垫的间隙(斜向15mm左右),进气外锥为上下半供货,且极易变形。

2.2燃机进气室外锥体与压气机室的最终调整难点

常规施工时要兼顾与压气机侧的8mm,15mm间隙,又要检查并保证设备应力变形,控制与进气内锥的焊接间隙,常常顾此失彼。

2.3自制辅助工件

2.3.1辅助工件制作灵感

为了施工时兼顾与压气机侧的8mm,15mm间隙,我单位考虑制作一套辅助工具,保证与压气机侧的间隙,减小外锥体调整难度。

进气室外锥自带20套紧固件,扣在压气机外圈就可以固定外锥的位置。施工中是否可以利用该紧固件上的扣件呢?这给我们提供一个很好的灵感。

2.3.2辅助工件制作原理

每套工件包括M16×270螺杆一根、M16螺帽2只 、卡件1只 、铁板1块 、套环一个。

2.4燃机进气室外锥体与压气机室的最终调整过程

松开紧固装置,拆除原本安装在紧固装置上的吊环螺栓,在外锥体与压气机室外部的接缝处,插入20个辅助工件(环形布置)。然后在所有紧固装置的螺栓孔上插入铁棒,并使用手动链条葫芦,拉紧外锥体与压气机室,将外锥体与压气机室调整到最适合位置(工具末端与压气机设备接触良好),减小修配带来的设备变形,精确保证设计间隙。

3.燃机进气室外锥体与压气机室的焊接工艺改进

3.1燃机进气室锥体与压气机室最终调整后的安装工序

外锥轴向尺寸及位置调整好后需进行验收,并点焊固定,内外点焊应交替间断。随后,便要对外锥体的多余量进行切除。多余量切除后,进行外锥体与压气机室焊接工艺。

3.2外锥体的材质及焊接性分析

经光谱鉴定,外锥体的材质为Q235B钢。我们先进行Q235B钢的焊接性分析。

3.2.1 Q235B钢化学成分见表1:

其焊接接头机械性能:σb=490MPa,σ0.2=400MPa,δ5≥22%

3.3.2、焊接前将焊接区的铁锈,油污及其它杂物清除干净并打磨出金属光泽,坡口型式为I型,中间间隙为0-1mm,为减少残余应力,减少焊接变形,在现有的可能下使焊缝间隙越小越好。

3.3.3、焊接方法采用直流反极,焊接时应先将内外整道焊缝交替间断点焊,点焊焊缝应美观和牢固,其焊缝长度为50mm,焊缝间距为300mm,以防止点焊部位开裂;如出现表面裂纹、夹渣、气孔、未溶合、严重咬边应及时修补; 所有点焊焊缝尺寸应与正式焊缝要求一致,焊缝过渡圆滑、匀称。

3.3.4、焊接时内外侧均采用逆向间断焊,由4名焊工同时进行,焊缝长度为500mm,间断500mm,焊接使用电流为90-100A,电压为22-25V

3.3.5、焊后把表面飞溅、药皮清理干净,焊工自检后,焊缝表面做PT检验级别为JB4730-I合格。

4、进气室外锥与燃机压气机室最终调整及联接技术改进的经济效益

新工艺与传统工艺相比,缩短工期5天,进气室外锥尺寸调整的施工效率可以提高50%,按参与施工的人员10人算,可以减少50工日,按平均单价300元/ 工日,两台机可节省人工费300元 /工日×50工日×2台机=3万元。同时该技术改进将使机组提早调试并投入试运行,可带来间接的经济效益。

四、结论

通过优化燃机进气室与燃机的安装顺序,进气罩壳下半与内锥体下半的吊装及调整效率大大提升,为燃机进气室与压气机最终调整打下了良好的基础,杜绝了质量、安全事故的发生;制作辅助工件,改进外锥体与压气机最终调整工艺,增加了施工效率,减少了人工,降低了施工成本,提高了施工质量;改进外锥体与压气机的焊接工艺,保证了焊接质量、有效控制了设备变形。

论文作者:何建钧

论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期

论文发表时间:2017/12/23

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