特約撰稿人：凱特克集團有限公司市場總監(jiān)王劍波

·凱特克螺栓預緊力控制技術(shù)推廣·

火力發(fā)電廠低壓缸中分面螺栓緊固案例分析

特約撰稿人：凱特克集團有限公司市場總監(jiān)王劍波

低壓缸是汽輪機的重要組成部分，當汽輪機將高溫蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為高速旋轉(zhuǎn)的機械能，并帶動發(fā)電機切割磁力線轉(zhuǎn)換為電能時，蒸汽要做功，必須壓力降低、體積膨脹，因此由高壓膨脹到中壓或低壓，并分布在高壓缸、中壓缸和低壓缸中。其中，低壓缸由于體積較大，需要更多的螺栓連接，低壓缸內(nèi)缸的進汽口和抽汽口由于結(jié)構(gòu)緊湊，螺栓緊固拆卸的空間狹小，采用傳統(tǒng)的緊固方法往往因為空間原因無法施力，造成螺栓無法緊固到位。本期帶來兩個HY TOR C預緊力控制技術(shù)在火力發(fā)電廠的低壓缸中分面螺栓緊固改造的應用案例。

案例1 北侖發(fā)電廠

項目概況

北侖發(fā)電廠＃3機組汽輪機系日本東芝公司制造的亞臨界、單軸、沖動、四缸四排汽、一次中間再熱、雙背壓凝汽式汽輪機，型號為TC4F—42，機組銘牌功率為600MW。4個汽缸均采用雙層缸（內(nèi)缸和外缸）、水平中分面結(jié)構(gòu)。低壓缸內(nèi)缸的外側(cè)有兩種規(guī)格的螺栓，分別為M48和UH3，形式為雙頭。低壓缸各抽汽口中分面緊固螺栓規(guī)格全部為UH11/2，形式為沉頭。改造位置為3號機汽輪機A、B低壓缸內(nèi)缸進汽口、抽汽口。

尺寸規(guī)格

螺栓規(guī)格及數(shù)量：1-1/2″-8UN（28顆/臺×2=56顆）；M36X 3（40顆/臺×2=80顆）。

安裝工具：AVANTI-3，4部；090173S，4副；JETPR O10.3，2臺；CLAMP螺母驅(qū)動器，2個。

項目立項的必要性和可行性

2006年，#3機第一次大修，在低壓內(nèi)缸螺栓尚未松開前，內(nèi)缸中分面（抽汽口處）最大間隙已超過1.0mm。解體后，其抽汽口的最大間隙為1.07mm（與解體時未松螺栓一致），最小間隙也達0.54mm，即整個內(nèi)缸普遍存在張口，緊固螺栓力矩增加到130%時，其間隙最大處0.52mm，抽汽口的間隙未能夠完全消除。解體時，抽汽口處中分面的螺栓至少有一半因張口應力過大無法松開，只能用氣割法去除螺栓。這種做法工作量大、易摻入金屬顆粒、螺栓花費上升。因為中分面張口的存在，使得機組運行時極有可能損傷，而且會隨著機組運行時間的增加越來越惡劣，造成高品質(zhì)蒸汽的浪費，影響其經(jīng)濟效益，并且危及安全運行。

另外，二期機組低壓內(nèi)缸進汽口及各抽汽口螺栓拆卸空間狹小，在螺栓的緊固過程中，會發(fā)生螺栓預緊力不均現(xiàn)象，兩個問題相結(jié)合，所造成的危害無法預估。

為同時解決這兩個問題，消除機組安全隱患，首先是消除汽缸的內(nèi)張口，采用焊接密封帶的方法，在保證汽缸密封的前提下，消除因內(nèi)張口存在而造成的螺栓緊固力不均及過大問題。根據(jù)實際情況，在消除了汽缸內(nèi)張口而產(chǎn)生的應力問題后，準備采用一種全新的無偏載緊固方式——HYTOR C機械式拉伸螺母，其能保證每個螺栓的預緊力幾乎一致，且在緊固過程中，也不會產(chǎn)生螺栓偏載問題，不會對螺紋造成咬牙，螺栓也不需要進行破壞性拆卸，理論上這種螺栓可以重復使用。

實施過程

·對進汽口及抽汽口的螺栓換型，由原來的傳統(tǒng)載絲螺栓改為雙頭螺栓；

·扣缸并手動將機械拉伸螺母上到中分面螺栓上，擰緊；

·分步驟開始對中分面兩側(cè)螺栓進行緊固，采用四同步將中分面兩側(cè)同時依次壓緊；

·緊固完畢后測量結(jié)合面間隙，測量結(jié)果顯示：除了最內(nèi)側(cè)兩顆螺栓壓緊面間隙測量值為0.10mm以外，其余位置均達到0.05mm塞尺不入的要求，這比未改造前間隙最大2.7mm、最小0.54mm相比，有了很大改善。

·安裝好之后的效果圖如下。

案例2 神華四川能源有限公司江油電廠

項目概況

項目位于30萬機組低壓缸中分面聯(lián)接螺栓，由HY T OR C機械式拉伸螺母取代傳統(tǒng)罩蓋螺母，通過液壓扭矩拉伸機精確拉伸螺栓至所需緊固力并保持4個人孔門螺栓載荷一致性，確保結(jié)合面聯(lián)接緊密，滿足間隙要求，避免機組運行過程中蒸汽串流對結(jié)合面的沖刷，保護設(shè)備，提高氣體利用率。

尺寸規(guī)格

螺栓工況數(shù)據(jù)：螺栓規(guī)格M36×4mm，10.9級；螺栓數(shù)量：40顆；運行溫度：66～300。載荷設(shè)計：由于此螺栓是縮頸螺栓，最小的截面積直徑是30mm，而且螺栓是舊螺栓，有傷痕。所以為了安全起見，凱特克為螺栓留了1.5倍的安全系數(shù)，螺栓緊固到300kN的載荷時，螺栓處于60%的螺栓屈服極限（以M30校核）。使用機具：AVANT I3型拉伸機4部，電動液壓泵站2臺，驅(qū)動器4部，油管4副。

實施過程

·安裝前確保每顆螺栓高度滿足要求

在清理螺栓過程中，遇到很多罩蓋螺母與螺桿咬牙不易取下的情況，嘗試多種方法后，取下罩蓋螺母，對螺栓螺牙和栽絲孔進行清理后，達到安裝要求。

·機具安裝前清理準備

由于空間位置和液壓油管的限制，本次安裝使用兩臺液壓泵站，平臺兩側(cè)各一臺；機具四部，一個人孔門位置各一部，同時提供一臺機具作為備用；拉伸螺母40顆。

·拉伸螺栓過程

實施緊固過程中，每個人孔門安排一部機具進行緊固，4個人孔門同時進行，位置保持一致，如此來保證同步性；首先施加40%預緊力由里往外對每顆螺母進行初始預緊，再由70%、100%分布實施，最終再進行一次校核，整個過程相當順利，用時1小時，在保證安裝質(zhì)量的情況下，用時較傳統(tǒng)方法大幅縮短，為下一步工序節(jié)約了時間。

·間隙測量

在所有螺栓緊固后，用0.03mm塞尺進行間隙測量，間隙小于0.03mm，效果很好，同時所有結(jié)合面密封膠擠出，證明結(jié)合面不存在異物。

安裝過程根據(jù)預定方案進行，因HY TOR C拉伸螺母的結(jié)構(gòu)原理，在實施過程中沒有出現(xiàn)任何螺栓咬牙無法取出螺栓螺母的情況；過程中由液壓設(shè)備驅(qū)動拉伸螺母進行緊固，載荷均勻一致性好，在螺栓的合理屈服極限范圍內(nèi)。

凱特克的無反作力臂預緊力控制技術(shù)在國內(nèi)電力行業(yè)的應用已有諸多案例，除了本期介紹的北侖發(fā)電廠和江油電廠的低壓缸中分面以外，其它還有河北興泰電廠300MW汽輪機高壓缸出汽口法蘭、粵電集團廣東湛江電廠300MW汽輪機高壓缸尾缸中分面及發(fā)電機大端蓋法蘭等等。凱特克預緊力控制技術(shù)在發(fā)電行業(yè)的應用位置除了汽輪機、發(fā)電機等主機以外，在給水泵、對輪、高加、低加、再熱器法蘭及聯(lián)通管等蒸汽管線，核島內(nèi)的蒸發(fā)器、穩(wěn)壓器、主泵法蘭、堆芯控制器法蘭以及其它泵閥等的應用所帶來的效果也非常顯著。由于緊固時不需要加熱，不需要反作用力臂，可以大幅度節(jié)省螺栓緊固的時間，避免傳統(tǒng)緊固方法在緊固過程中對螺栓造成的損害，避免螺紋咬牙，HY T OR C機械式拉伸螺母獨特的三件式結(jié)構(gòu)在緊固時自身形成力的循環(huán)，不需要額外的反作用力支點，螺栓桿本身除了軸向的拉伸力以外不承受任何扭轉(zhuǎn)力或翻轉(zhuǎn)力，從而保證螺栓載荷的精度可以達到前所未有的+/-5%。