机4-11-4汽缸中分面螺栓紧固(600MW机组)

浅析汽缸螺栓的受力及拧紧方法姜　帆(上海东兴电力实业有限公司,上海　200241)摘　要:为保证汽缸法兰的严密性,不仅要求汽缸法兰、螺栓在机组启动带负荷后保证汽缸接合面的严密性,还要求在长期高温、高压下,螺栓因蠕变变长而发生应力松弛后,也能保证其严密性。

文章简单介绍了汽缸汽缸和法兰螺栓的材料选用、材质许用应力、螺栓在各种状态下的受力分析以及汽缸螺栓的拧紧方法。

关键词:汽缸法兰;螺栓;许用应力中图分类号:T K265 文献标识码:B 保证汽缸法兰的严密性是法兰螺栓的任务,不仅应在机组刚启动带负荷后能保证法兰的严密性,而且应在长期高温条件下工作、螺栓因蠕变变长而发生应力松弛后,也能保证其严密性,故规定在2次大修间隔内,应一直保持较高的汽密性。

为此,不能仅采取加大法兰螺栓安装紧力的办法,来保证法兰的严密性,这不仅会使螺栓的应力过大,易引起螺栓断裂,还会因应力过大而加快蠕变速度。

在考虑螺栓的初紧力时,不但要考虑汽轮机在正常运行时螺栓的安全,还应考虑当机组负荷突然变大时以及机组启动时,法兰的温度高于螺栓温度,使螺栓受到甚大的热应力的情况下,也能保证螺栓的安全。

因此,必须分析、了解汽缸与螺栓材料的许用应力、选用材料和螺栓的各种受力情况,以及掌握螺栓的正确拧紧方法。

1　汽缸法兰与螺栓的材料及其许用应力111　汽缸法兰材料及其许用应力汽缸材料应根据工作温度和应力大小选定。

由于在温度较高时,铸铁内部的碳化铁会分解和析出自由石墨,使铸铁体积变大,内部组织松弛,强度及硬度显著降低,即发生蠕胀现象,故一般铸铁HT24244和HT28248的工作温度不超过250°C;加入少许合金元素铬、钼的合金铸铁HT282 48CrMo,强度及耐磨性提高,使用温度可达300°C;球墨铸铁Q T4525可用到320°C。

普通铸钢ZG25的极限工作温度为400～450°C,但由于热处理时不易淬透,故其厚度受到限制,为安全起见,只用到300～350°C;当工作温度为400～500°C时,普遍采用铬钼铸钢ZG20CrMo;当工作温度为500～540°C时,用ZG20CrMoV;当工作温度高达570°C(目前珠光体耐热合金钢的极限工作温度)时,则采用ZG15Cr1MoV铸钢。

600MW机组定期工作标准Standard of regularly working for 600MW power plant化学篇目次1 目的 (339)2 范围 (339)3 规范性引用标准 (339)4 术语定义 (339)5 定期工作项目 (340)5.1预处理系统 (340)5.1.1 定期化验项目 (340)5.1.2 定期维护项目 (393)5.1.3 定期检修项目 (395)5.1.4 定期轮换项目 (397)5.1.5 定期给油脂项目 (398)5.2补给水除盐处理系统 (399)5.2.1 定期化验项目 (399)5.2.2 定期维护项目 (399)5.2.3 定期检修项目 (401)5.2.4 定期轮换项目 (402)5.2.5 定期给油脂项目 (403)5.3凝结水精处理系统 (404)5.3.1 定期化验项目 (404)5.3.2 定期维护项目 (404)5.3.3 定期检修项目 (405)5.3.4 定期轮换项目 (407)5.3.5 定期给油脂项目 (407)5.4冷却水处理系统 (408)5.4.1 定期化验项目 (408)5.4.2 定期维护项目 (409)5.4.3 定期检修项目 (410)5.4.4 定期轮换项目 (412)5.4.5 定期给油脂项目 (412)5.4.6 定期试验项目 (413)5.4.7 定期检验项目 (413)5.5废水处理系统 (414)5.5.1 定期化验项目 (414)5.5.2 定期维护项目 (414)5.5.3 定期检修项目 (416)5.5.4 定期轮换项目 (417)5.5.5 定期给油脂项目 (418)5.5.6 定期校验项目 (419)5.6消防泵 (419)5.6.1 定期试验项目 (419)5.6.2 定期维护项目 (419)5.6.3定期检修项目 (420)5.6.4 定期轮换项目 (422)5.6.5 定期给油脂项目 (422)5.6.6 定期检验项目 (423)5.7制氢系统 (423)5.7.1 定期化验项目 (423)5.7.2 定期维护项目 (424)5.7.3 定期检修项目 (425)5.7.4 定期轮换项目 (426)5.7.5 定期给油脂项目 (427)5.8炉内处理系统 (427)5.8.1 定期化验项目 (427)5.8.2 定期维护项目 (428)5.8.3 定期检修项目 (392)5.8.4 定期轮换项目 (393)5.8.5 定期给油脂项目 (394)5.9热力设备的防腐防垢 (394)5.9.1 水汽品质定期化验项目 (394)5.9.2 水汽品质劣化时的处理规定 (396)5.9.3 防腐防垢定期试验项目 (396)5.9.4 定期检修防腐防垢检查项目 (396)5.9.5 化学清洗的工艺标准 (398)5.10热力系统停用防锈蚀保护 (399)5.10.1 保护前的准备工作 (399)5.10.2 保护实施的注意事项 (400)5.10.3 保护方法、适用范围及工艺要求 (400)5.10.4 保护的定期检验项目 (401)5.11烟气连续在线监测系统 (402)5.11.1 定期测试项目 (402)5.11.2 定期维护项目 (402)5.11.3 定期检验项目 (403)5.12变压器油质 (403)5.12.1 定期检验项目 (403)5.12.2 检验的有关规定 (405)5.12.3 油样的采集 (406)5.13汽轮机油质 (406)5.13.1 定期检验项目 (406)5.13.2 混油的规定 (407)5.14抗燃油质 (408)5.14.1 定期检验项目 (408)5.14.2 运行中抗燃油检验项目 (408)5.14.3 运行中抗燃油的定期维护 (409)5.15六氟化硫气体 (409)5.15.1 定期试验项目 (409)5.15.2 定期检修工作要求 (410)5.15.3 工作场所中六氟化硫气体及其毒性分解物的容许含量 (410)5.15.4 设备在20℃时气体湿度的允许值 (410)5.15.5 每个隔室的年漏气率要求 (410)5.16化学分析仪表 (411)5.16.1 定期检验项目 (411)5.16.2 定期维护项目 (413)5.16.3 定期检修项目 (392)1 目的为了统一国华600MW机组定期工作，进一步提高运行设备的可靠性，努力降低设备故障的发生率，针对设备的运行状态，特制定国华公司统一的600MW机组化学专业定期工作标准。

1. 1 21 3.23.1 23.223.324. 24.124.234.3 44.4 64.5694.7 95. 96 117 117.1 11127.3 14 8181.240+9622673+3+1538538273.13.3.13.20.0073.34.4.14961 264.26156 565656 5664.312341231234.41211 2291456124.54.715 01>-⨯e k N P C 02<-⨯e k N P Ck P e N1C 2C5.3212121221 120.10.2NZK600-16.7/538/538型汽轮机介绍资料6 气动部分（见专题报告“三缸600MW汽轮机全三维叶片开发设计”）7 力学分析7.1 高中压外缸力学分析高中压外缸的的材料为ZG15Cr2Mo1,材料的屈服强度为275MPa，分析的最大应力为237Mpa，最大应力处的温度为333.4度。

图7-1高中压外缸应力云图高压1级高压2级高压3级高压4级高压5级高压6级高压7级高压8级导叶型线 2.5241 2.5242 2.5242 2.5242 2.5242 2.5242 2.5249 2.5249h静叶高m 0.091 0.102 0.114 0.123 0.133 0.146 0.141 0.157 datp压差MPa 0.909 0.643 0.584 0.538 0.498 0.445 0.494 0.435 Nb静叶只数68 82 80 68 82 80 64 64Dm静叶平均直径m 1.04 1.06 1.07 1.07 1.08 1.087 1.076 1.092 xgmd进汽边叶顶应力MPa 1.14 3.55 -0.38 -0.19 -0.42 -0.81 -1.26 -7.45 xgmd1出汽边叶顶应力MPa -38.20 -43.01 -43.50 -37.66 -33.32 -28.80 -22.71 -31.13 xgmg进汽边叶根应力MPa 122.09 152.39 162.83 163.35 164.42 163.81 148.71 166.13 xgmg1出汽边叶根应力MPa 8.00 11.58 15.26 10.62 7.28 3.92 -32.51 -21.40工作温度505.5 487.2 469.3 451.1 432.9 414.8 398 377许用应力MPa126.75 154.2 181.05 212.35 247.2 278.17 290.14 294.29 焊缝应力MPa76.17 44.85 45.49 39.37 34.84 30.13 53.76 71.2焊缝许用应力MPa97.22 117.80 136.61 161.79 186.57 213.30 239.07 268.29高压9级中压1级中压2级中压3级中压4级中压5级中压6级导叶型线 2.5249 2.5230 2.5230 2.5230 2.5230 2.5230 2.5230h静叶高m 0.171 0.143 0.160 0.18 0.20 0.23 0.265datp压差MPa 0.402 0.422 0.310 0.267 0.232 0.210 0.174Nb静叶只数64 68 70 70 70 72 74Dm静叶平均直径m 1.104 1.313 1.326 1.344 1.357 1.387 1.419xgmd进汽边叶顶应力MPa -7.23 -0.87 -0.1 -0.56 -0.32 -0.65 -0.33xgmd1出汽边叶顶应力MPa -28.85 -9.17 -10.86 -9.64 -7.16 -7.10 -5.13xgmg进汽边叶根应力MPa 173.91 67.13 65.92 67.68 67.34 75.43 76.10xgmg1出汽边叶根应力MPa -26.1 -4.8 -3.96 -4.27 -5.79 -6.23 -7.45工作温度356.3 538.2 508.8 478 446.4 413 377许用应力MPa297.60 87.79 121.8 168 221.03 281 294.29焊缝应力MPa65.85 57.21 68.85 60.54 45.08 44.31 32.16 焊缝许用应力MPa271.60 69.84 93.46 127.29 167.94 216.00 268.297.366 49轴承号轴承直径（cm）轴承有效宽度（cm）轴承类型轴承比压（MPa）轴承支反力（N）轴承静态标高（mm）Brg1 40.5 25.0 四瓦可倾 1.503 152225.2 13.17 Brg2 40.5 28.5 四瓦可倾 1.517 174778.0 3.55 Brg3 48.26 35.56 四瓦可倾 1.751 300718.2 2.50 Brg4 48.26 35.56 四瓦可倾 1.738 298489.6 0.33 Brg5 48.26 35.56 四瓦可倾 1.738 298489.6 0.00 Brg6 48.26 35.56 四瓦可倾 1.772 304677.2 0.30 Brg7 50.0 40.54 可倾瓦 1.696 344120.2 0.49 Brg8 50.0 40.54 可倾瓦 1.600 324957.0 11.14 Brg9 30.48 12.7 可倾瓦0.359 12851.1 17.72 7.3.3 轴系临界转速计算表7-2 武乡三缸空冷600MW汽轮发电机组轴系无阻尼临界转速（单位：r/min）振型高中压转子低压I转子低压II转子发电机转子一阶1703 1634 1656 780二阶3907 3867 3596 2073 判别准则：国产机组避振要求：临界转速避开额定转速±15%，西屋公司避振要求：过去是用临界转速避开额定转速±10%，同时考核不平衡响应。

表4.2.13 汽轮发电机组工程质量控制点签证、记录、强制性条文执行情况检查项目4.3 汽轮发电机组通用部分汽轮发电机基础准备适用范围：适用于汽轮发电机本体安装前的基础检查准备工作，包括：基础检查与几何尺寸校核，基础承力面凿毛，二次灌浆内挡板安装，地脚螺栓检查。

4.3.1 基础检查与几何尺寸校核检查验收见表4.3.1。

表4.3.1 基础检查与几何尺寸校核4.3.2基础承力面凿毛检查验收见表4.3.2。

4.3.3 二次灌浆内挡板安装检查验收见表4.3.3。

4.3.4 地脚螺栓检查验收见表4.3.4。

4.3.5一般垫铁配制检查验收见表4.3.5。

表4.3.5 一般垫铁配制检验项目性质单位质量标准检验方法及测量器具斜度1/10～1/25测量计算接触面加工粗糙度观察4.3.6 垫铁安装检查验收见表4.3.6。

表4.3.6 垫铁安装检验项目性质单位质量标准检验方法及测量器具接触面间隙台板与垫铁主控mm0.05塞尺局部塞入宽度、深度均＜1/4边长塞尺检查垫铁与垫铁主控mm斜垫铁错开面积≤25%垫铁面积观察垫铁与基础边距mm＞10钢直尺测量每叠垫铁总厚度mm80左右钢直尺测量超过三块垫铁的叠比①②主控＜20%统计计算埋置垫铁标高符合制造厂要求垫铁水平度偏差mm/m＜0.1水平仪测量埋置垫铁位置对螺孔中心的偏差mm＜3钢卷尺测量注1：每叠垫铁一般不超过三块，个别特殊情况允许达到五块，其中只允许一对斜垫铁，斜垫铁一对视为两块。

注2：叠比计算公式为：叠比=垫铁总叠数垫铁超过三块的叠数×100 %。

4.3.7混凝土垫块配制检查验收见表4.3.7。

表4.3.7 混凝土垫块配制检验项目性质单位质量标准检验方法及测量器具基础凿毛位置符合图纸要求与台板核对尺寸模板安装牢固、密封观察模板高度mm80左右钢直尺测量模板内部混凝土面清理无杂物、油漆、污垢观察基础表面浸水时间h≥24观察材料规格与配比制造厂的规定或符合DL5011试块养护强度主控符合图纸要求试验报告垫块养护符合制造厂或DL 5011的规定现场查看垫块与台板接触面积主控＞70%涂色法检查垫块与台板接触检查主控mm 0.05塞尺局部塞入宽度、深度均＜1/4边长塞尺检查垫块水平度偏差mm/m＜0.1水平仪测量4.3.8可调固定器安装检查验收见表4.3.8。

N600—16.7/538/538600MW亚临界中间再热凝汽式气轮机说明书Ⅵ—1本体结构上海汽轮机有限公司一九九八年七月目录目录 11 概述 31.1 主要技术参数 31.2 机组的主要热力工况 31.3 机组的通流部分设计 31.4 计算中热力系统的有关参数 32 主要热力数据汇总 42.1 基本特性 42.2 配汽结构 42.3 主要工况热力特性汇总 52.4 热平衡图６2.5 通流部分９2.5.1 高压通流部分102.5.2 中压通流部分122.5.3 低压通流部分133 汽轮机本体结构163．1 概述163．2 汽缸283.2.1 高压外缸283.2.2 高压内缸 (见图13高压内缸) 293.2.3 中压外缸313.2.4 中压内缸323.2.5 高中压进汽连接管、高压抽汽连接管35 3.2.6 低压外缸353.2.7 #1低压内缸393.2.8 #2低压内缸423.3 隔板套453.4 蒸汽室（喷嘴组室）473.5 转子483.5.1 高压转子483.5.2 中压转子483.5.3 低压转子493.5.4 联轴器和中间轴493.5.5 轴系493.6 通流部分513.6.1 高压通流部分523.6.1 中压通流部分523.6.3 低压通流部分523.7 汽封523.7.1 高压隔板套汽封523.7.2 中压隔板套汽封523.7.3 高、中压缸前后汽封533.7.4 低压隔板汽封和围带汽封533.7.5 低压缸端汽封533.8 阀门和蒸汽管道583.8.1 主汽门和调节汽阀583.8.2 再热主汽门和再热调节汽阀593.8.3 主蒸汽进汽管道603.8.4 再热进汽管道603.8.5 中、低压连通管603.10 盘车装置703.11 轴承743.11.1 推力轴承743.11.2 1号轴承（高压缸前轴承）753.11.3 2、3号轴承（高压缸后轴承、中压缸前轴承）763.11.4 4号轴承（中压缸后轴承）763.11.5 5号轴承(1号低压缸前轴承) 763.11.6 6号、7号、8号轴承(1号低压缸后轴承,2号低压缸前、后轴承) 77 3.12 汽轮机支托和定位843.12.1 静子部件的支托和定位 853.12.2 转子部件的支托和定位 851 概述本机组是由上海汽轮机有限公司与美国西屋公司合作并按照美国西屋公司的技术制造的600MW亚临界、中间再热式、四缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机。

600MW汽轮发电机安装说明书第一篇：总论本安装说明书用于东方型600MW汽轮发电机，包含如下几种结构：整体机座结构内外机座结构三段式机座结构提示：本安装说明书系现场安装、调试的指导性文件。

如果本说明书与产品设计图纸不一致，请以产品图纸或更改通知单（工作联系单）为准。

1. 设备的清点验收及现场保管1.1 所有零部件、安装工具和随机资料运到安装现场后，安装单位应按发运清单检验货物件数及包装外观完整情况，如发现货物与清单不符或包装破损及部件损坏或丢失，应立即向铁路运输部门提出书面报告并作好备忘录。

1.2 安装单位收到货物后，应及时通知制造厂并在到货后两个月内由电厂、安装单位、监理公司及制造厂等一起进行开箱清点验收，作好验收记录，各方签字生效。

1.3 所有零部件应尽可能在室内储存，对室外保管的设备应有防雨、防尘措施。

定子、转子、出线罩装配的存放应有防冻、防潮、防尘、防鼠害等措施，库房应保持通风干燥，环境温度应保持在+5℃以上。

1.4 对海滨、盐雾地区和有腐蚀性的环境，应采取特殊措施防止设备锈蚀。

1.5 放置发电机转子时，其大齿应在竖直方向上，小齿在水平线上，每月检查一次转子轴颈和集电环部位有无锈蚀情况（湿度较大地区或保管条件较差地区半月一次），并重新对其涂防锈油，定期（一般间隔要求一个月）对转子翻转180 存放。

1.6 定子和转子在开箱后应进行绝缘检查，若存放时间较长（超过半年）应每月测量其绝缘电阻、吸收比（针对定子）并作好记录，观查比较绝缘电阻值的变化情况。

1.7 有关设备的保管除上述外，应按电力行业标准《电力建设施工及验收技术规范汽轮机篇》执行。

2 安装前的准备工作及施工要求2.1承担安装施工工作的单位，须指派专业人员提前熟悉制造厂及设计单位提供的有关技术文件和图纸，针对每道工序的安装技术要求制定相应的技术措施及安全措施，以确保安装质量的可靠和人身、设备的安全。

2.2 安装工人应熟阅图纸并按规定操作和施工。

600MW汽轮发电机现场内、外定子装配工艺守则编号二○○三年十一月600MW汽轮发电机现场内、外定子装配工艺守则编号0.917.097批准：审定：审查：标检：校核：编制：会签分发份数单位600MW汽轮发电机现场内、外定子装配工艺守则1. 适用范围本守则仅适用于内、外机座结构600MW汽轮发电机现场内、外定子装配工艺过程。

2. 引用文件下列文件所包含的条文，通过本工艺守则中引用而构成本守则的条文。

所有文件都会被修订，使用本守则的各方应探讨使用下列文件最新版本的可能性。

0.917.076 《600MW汽轮发电机外机座装配、水压试验、调整及内、外机座预装》0.917.078 《600MW汽轮发电机总装工艺守则》0.919.108 《600MW汽轮发电机大型零部件吊运守则》0.917.094 《600MW汽轮发电机内外机座型弹簧板装配工艺守则》3．基本要求在执行本守则时，五段外机座已在厂内组焊完成并已进行气密试验且合格；内定子装配已经完成，所有电气试验均合格；内、外定子已在厂内进行完预装，所有垫板已配磨完且按装配位置一一编号，汇流管支撑板与外机座把合孔已在预装后配钻、攻完；扭矩螺杆装配中的小支架已在预装后配焊在外机座上；活动风管已在厂内配装合格；机座挡风板装配已在厂内装配完成。

4．安全环保4.1工件的起吊要求：4.1.1钢丝绳选用合理，不能使用有损伤的钢丝绳。

4.1.2工件的起吊必须由挂钩工进行，并严格遵守挂钩工操作规程和大型零部件吊运守则。

4.1.3大型工件起吊时，现场施工人员要与工件保持一定距离，防止发生人身伤亡事故。

4.2工件的固定检查：确保工件压牢，以防滑动、倾倒。

4.3操作人员应正确使用劳保、安全用品。

4.4操作人员所用工具应进行登记管理，以防止将工具遗漏在机座内。

4.5机内照明及手提移动灯必须使用36V以下的安全电源。

4.6作业范围应有充足的日照或其它照明设施，施工全过程必须有防风沙、雨雪及严寒等恶劣天气情况的有效措施。