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1、GE燃机安装方法的研究与探讨胡万畅，陈挺，范跃军（山东电力建设第二工程公司，济南工业北路297号，250100）摘要：通过对华兴GE公司9FA型燃气轮机和孟加拉GE公司6B型燃气轮机的安装实践，研究和探讨GE燃气轮机的安装调试方法，总结出燃气-蒸汽联合循环发电工程中燃气轮机安装的关键技术，为以后的燃机安装提供宝贵经验。关键词：燃气轮机、安装、联合循环1. 前言我公司于2005年在江苏省张家港市华兴电厂成功安装了一台美国GE公司的9FA级395MW的燃气轮发电机组，此机组作为当前燃气轮机的主流机组，无论从设计还是性能都是世界一流的，本机组采取燃气轮机-蒸汽轮机-发电机同轴、侧面进气、轴向排气的布
2、置方式。2007年我公司在孟加拉西莱特项目工地安装了2台GE公司的6B燃气轮机组，该机组功率虽然只有39MW，但其布置合理、结构紧凑等优点，一般作为油田、钢厂以及石油天然气比较丰富的非洲、中东等国家和地区的首选。此机组采取燃气轮机-负荷齿轮箱-发电机同轴、正面进气、侧面排气的布置方式。2. 关键安装点及其方法2.1基础准备9FA和6B型燃机地脚螺栓都是是预埋的，所以必须严格按照图纸设计尺寸去复查螺栓的位置及标高，偏差控制在2mm以内。图三 固定器安装9FA燃机台板由固定器支撑，根据GE图纸，调整燃机固定器标高和水平，因为GE图纸标高要求偏差0.50mm，所以可加工台板找正器进行找正，即加工2个
3、水罐，水罐中间用塑料软管相连，利用连通管的原理确定每个固定器的标高。:6B燃机的台板的标高由3个M12的螺栓来调整，其偏差要求和9FA燃机一样，所以也可以利用台板找正器进行找平。这里需要强调的是，无论是9FA的固定器还是6B的燃机台板，在其找平找正，定位好标高后，都要在燃机就位之前进行二次灌浆。2.2三点落脚检查为了防止燃机在运输过程中发生本体与底座的相对移动，厂家在出厂时在前支撑或后支撑处都装设了运输销，在做燃机三点落脚检查之前必须把运输销移去。9FA和6B燃机的落脚检查方法基本相同，现在以9FA燃机为例介绍一下主要步骤和方法。（1） 根据厂家图纸确定后端键的位置，安装临时轴向限位键，防止顶
4、起燃机过程中机组发生轴向窜动。（2）检查前腿垫片厚度，做好记录。基础上安装4个千斤顶头，准备一个200吨千斤顶和一个50吨千斤顶，顶起燃机前端，拆去运输销子。并安装前支撑腿垫片和运行销。（3）在燃机前支撑腿上下方向上支上8个百分表（左右各支四个百分表），在后支撑腿轴向方向上支2个百分表（左右分别支一个百分表，这是为了检查燃机在顶升过程中是否轴向窜动），在200吨千斤顶处支一个百分表。然后顶升燃机六次，每次高度0.50mm,并且每次记录好各表读数。然后比较各表读数的平均值，要求左右任意两表读数平均值差0.38mm。2.3 安装燃烧器6B燃机的燃烧器在出厂时已经安装在燃机本体上了，现场不需安装。这
5、里以9FA燃机为例，介绍燃烧器的安装方法。9FA燃机有18只燃烧器，在燃机本体上围成一个圆。安装步骤如下：（1） 安装之前需修改燃烧器两侧的轴向I梁，切除大约1米长。（2） 先安装底部燃烧器，然后向两边依次安装。安装前准备预先准备4个3/4，长180mm的临时英制螺栓，在燃烧器与燃机对口连接时用，这样不仅提高安装效率，还保证了安全系数。图四（3）紧好法兰面螺栓后，用塞尺检查法兰结合面间隙，保证0.02mm不入。2.4 安装负荷联轴器9FA燃机和6B燃机的负荷输出端都有个过渡短轴与下一个设备相连，此短轴被称为负荷联轴器。负荷联轴器与燃机联轴器之间的止口一般为过盈配合，过盈量一般在0.070.08
6、mm范围内，为了在安装过程中不损伤止口部分，建议用干冰来冷却过盈的止口，使其缩小0.15mm左右。不同之处在于：9FA燃机是刚性负荷联轴器，6B燃机是挠性负荷联轴器。所以9FA机组可先安上负荷联轴器后再与汽轮机转子找中心，而6B燃机则需在燃机与负荷齿轮箱精找中心完成后再安装负荷联轴，找中心时可临时安装一根假轴。负荷联轴器的安装方法如下：（1） 开箱检查清理负荷联轴器，按厂家要求复查其尺寸，测量联轴器螺栓原始长度，螺栓和螺母配量，作好记录。（2） 把燃机联轴器法兰封在干冰里，用保温材料包裹好干冰，放上大约4小时。 （3） 拆开保温材料，用外径千分尺迅速测量止口的外径，看其是否已经缩小了0.15m
7、m。（4） 在负荷联轴器和燃机联轴器的止口上涂上Fel-Pro润滑剂。（5） 按联轴器外缘上的标记装配联轴器，装配时可用4个临时螺栓提供必要的轴向力使其两个联轴器法兰面紧密接触，确保0.03mm塞尺不入。（6） 螺柱和螺母的组装组装圆形螺母到锥形的螺纹端部。从靠背轮侧（电机端）穿入螺栓，然后在对面的一侧安装圆形螺母。调整螺母/螺柱组件，使螺柱伸出圆筒形的螺母的端面。用GE提供的专用工具设定螺柱到螺母的突出的部分。（7） 用液压专用拉伸工具来紧螺母。螺栓将分两步来上紧，初紧50%压力和终紧100%的压力。当专用工具的拆卸器被加压时，手应以开拆卸器周围。在插入拆卸器螺栓到螺柱的锥形螺纹之前，仔细地
8、清洁螺纹配对处，并涂适量的螺纹润滑剂到锥形外螺纹上。上紧到50%的压力，压力表显示8500psi时，用手使用销钉扳手和扳手环旋转螺母，直到它的根部落在法兰上。然后打开液压泵上的阀，释放掉压力，将拆卸器移到下一个螺栓上，直至全部螺栓初紧结束。重复上述步骤，进行螺栓最终的上紧，使每个螺栓的拉伸强度达到17000psi，测量所有被拉紧以后的螺柱长度。要求螺栓最终伸长量：0.500.61mm。对于延伸值大于或小于要求值时，可以用重新拉伸进行修正，使螺栓伸长量符合厂家要求。2.5 润滑油及控制油系统安装9FA和6B燃机都有各自独特的润滑油、控制油系统。9FA机组有单独的润滑油供应装置和EH油装置，润滑油
9、装置布置在0米，为燃机、汽轮机、发电机的各轴承提供润滑油，还为燃机的#1、#2轴承提供高压顶轴油；EH油装置为主汽阀、再热汽阀、天然气进气阀以及燃机进空气的IGV阀提供高压控制油。6B燃机的润滑油箱在燃机本体的前部底座上，它为燃机、负荷齿轮箱、发电机的轴承、负荷齿轮箱的啮合齿轮提供润滑油，同时也为燃机进气阀、燃机进空气的IGV阀提供高压控制油。6B燃机没有EH油装置和顶轴油系统。油管道的安装、冲洗方法与国产汽轮机相似，这里不再重复，需要指明的是国产汽轮机的主油箱上没有滤油器，而GE燃机的主油箱上有2套滤油器，一备一用，在油冲洗结束后要更换里面的滤芯。所以在油冲洗时不需用大流量冲洗装置，可借助一
10、台板式滤油机来监测油质的变化情况。2.6 空气进气系统安装燃气轮机是以空气为工质的热机，由于机组的有效焓降较小，因而空气流量是比较大的。例如GE公司的9FA燃气轮机，空气的流量为605kg/s,6B燃气轮机空气的流量139.7kg/s。因此，空气的状况（即所含有害杂质的情况）对燃气轮机的安全可靠工作有很大的影响。通常GE燃机的空气进气系统由空气过滤器、进气加热段、进气消音段等组成。（1） 空气过滤器的安装空气过滤器一般由若干个模块组合而成后坐落在钢架上，9FA燃机有7个过滤模块、内装672个脉冲自清理滤芯，6B燃机有3个过滤模块、内装144个脉冲自清理滤芯。所以在组合模块之前，要先安装滤气室的
11、钢架。因为每个模块下方都有轴流风机和集灰斗，所以就位模块时需要2台吊车来抬吊。（2） 进气加热段的安装当燃气轮机运行在潮湿的寒冷地区当时，压气机的进气道应设置加热防冰系统，以免冬季空气温度低于4时进气道结冰。因为气流在进气道中逐渐加速时，温度会降低，在压气机进口导叶后会降至最低。当积存在气道壁面上的冰块脱落而随气流进入压气机时，将打伤叶片。因此，需要从压气机出口处（或中间抽气）引来一股高温空气，使其与滤清后的空气掺混加热，以保证进气温度不低于4。安装此部分需要注意的问题是：联接法兰用的螺栓拧紧后必须用氩弧焊把螺栓与螺母点焊牢固，防止螺母在机组运行中脱落而进入压气机。（3）进气消音器的安装燃气轮
12、机运行时会产生高达130db的噪音，而且其频谱分布很广，有碍周围环境的安宁，因此需要在机组的进气管上装设消音器。燃机中常用的消音器是阻性消音器，是一种装有许多相互平行的消音板的气流通道。加装消音器后，机组噪声一般可以降到90110db。安装消音器前，因为各平行板之间的距离很小，人无法进入内部，所以必须用压缩空气反复吹少消音器里面的杂质，还可以用大功率的吸尘器接上加长管伸入内部吸尘。总之，进气道安装结束后一定要检查内部每一个螺栓、螺母是否点焊牢固，清理每个角落是否留有杂物。检查进气道是否密封严实，防止脏空气在机组运行中未经过滤芯而直接进入燃机。2.7 气体燃料供给系统的安装、压力试验及吹扫。2.
13、7.1气体燃料供给系统的安装气体燃料系统主要包括：气体燃料调压装置、气体燃料加热装置、气体燃料主控装置。（1） 气体燃料调压装置燃气轮机燃烧器对入口燃料的压力有一个要求范围（2.0MPa左右）,当燃烧气体燃料（如天然气）的压力较低时，则需用燃气增压机来提高燃气轮机燃烧器入口的压力至要求范围内；如孟加拉工地就增设燃气增压站。相反，当燃烧气体燃料（如天然气）的压力高于燃机燃烧器入口的要求压力时，则需设置减压装置降低压力。（2） 气体燃料加热装置燃气轮机燃烧器不仅对入口燃料的压力有要求，而且对燃料的温度也有要求，一般为露点温度加2830左右。如在华兴工地9FA机组的燃料供给系统中就有蒸汽加热器装置。
14、（3） 气体燃料主控系统气体燃料主控系统一般模块化供货，称作燃气模块（GAS MODULE），所以安装起来非常方便，和其它附属设备一样就位后找正找平，打上膨胀螺栓即可。它主要包括：气体燃料过滤器、气体速度/毕理截止阀和气体控制阀、气体燃控制系统、通往各燃烧室的气体燃料分配母管等。2.7.2压力试验及吹扫。9FA 及6B机组燃气管道的压力试验及吹扫方法基本相似，具体的操作方法如下。2.7.2.1系统在压力试验前，确保系统中所有的法兰、金属软管、膨胀节都已经使用正式垫片及螺栓并按照紧固程序紧固完毕，电气仪表都以恢复完毕。金属软管应固定在相邻的管道上，并绑扎牢固，在燃机燃气进口处使用堵板隔离。在系统
15、管道上加装一只精密压力表（06MPa），在管道的合适位置加装一只小阀门，用于管道的紧急压力释放。安装氮气供应系统，关闭燃气模块手动隔离阀。燃气压缩机进口管道系统严密性及压力试验：（1） 天然气压缩机进口管道压力升至1.1MPa时，关闭升压阀门。（2） 稳压1小时，全面检查系统。（3） 检查结果没有发现问题，打开升压阀门缓慢升压，升压速度不能超过0.3MPa/min。（4） 压力升到1.2MPa时，关闭升压阀门。（5） 稳压4小时，压力没有变化，开启集散支管的阀门进行降压，降压速度不能超过0.3MPa/min。压缩机出口到燃机进口段管道升压试验：（1）将系统压力升高到0.34MPa，使用肥皂水对
16、整个系统做初步的漏点检查。然后以每次压力升高0.17MPa的速度，缓慢将系统升压到2.8MPa，该过程中看是否有漏点报告，如果有则停止升压进行处理；如果没有漏点，升压到2.8MPa后对整个系统使用肥皂水进行漏点检查，其中包括所有的法兰、仪表接口。如果系统有漏点，停止进行升压进行处理，直到整个系统升压到2.8MPa后没有漏点为止。（2）将系统继续升压到3.0MPa后,记录压力表读数，维持压力4小时，该过程中在法兰连接处及焊口处涂抹肥皂水检漏，如果压力表没有变化，检漏亦没有问题则系统气密性及压力试验成功。2.7.2.2 燃气系统吹扫（1）对于吹扫用的压缩空气的要求：压缩空气系统提供的清洁仪用空气不能有大于0.5微米的颗粒和多于0.01%的油污。压缩空气系统必须使用滤网使压缩空气达
