论文部分内容阅读
摘要：目前国内600MW机组汽轮机的支撑方式主要是砂浆垫块和垫铁安装两种，垫铁属于传统的支撑方式，而随着与国外技术交流的增加，砂浆垫块的方式逐渐在汽轮机安装中成熟的运用起来，针对这两种支撑方式，每个汽轮机制造厂家采取的不一样，一般来说三大汽轮机厂中东方汽轮机和上海汽轮机厂采用砂浆垫块的方式，哈尔滨汽轮机厂采用特制垫铁的方式，两种方式各有利弊，也有各自的安装技术要求，这里主要以东方汽轮机厂600MW的砂浆垫块安装和哈尔滨汽轮机厂600MW的垫铁安装为例，对各自的安装技术要领做简要介绍。
关键词：汽轮机；砂浆垫块；垫铁；技术要领
汽轮机作为火力发电厂的核心部件在安装施工中其支撑系统的安装是相当重要的工作， 它承担着传递机组静态载荷和动态载荷的功能， 其施工质量的好坏将直接影响机组的运行工况。
一、砂浆垫块的安装要领
1.1、材料的选用
东方汽轮机厂一般选用的材料为MF-870G和MF-870C灌浆料，由上海麦斯特建材有限公司供货，另外也有选用SIKA公司供货的SikaGrout? TP 型号的灌浆料。材料的选用主要保证1天、3天、7天和28天的强度要求，以下为三种材料的强度表：
天数 MF-870C MF-870G SikaGrout? TP
1天 ≥33MPa ≥30 MPa ≥25MPa
3天 ≥55MPa ≥50 MPa ≥40MPa
7天 --- ≥60 MPa ≥50MPa
28天 ≥80MPa ≥72 MPa ≥70MPa
1.2、工艺流程
基础划线检查→标出垫铁位置→表面处理→台板标高、水平调整→制作灌浆模盒→砂浆垫块浇注→水泥沙浆垫块养护→台板与垫块接触检查→研磨垫块
1.3、砂浆垫块安装工艺
1.3.1、施工准备工作
处理混凝土基础表面。确定砂浆垫块的制作位置后， 在要求处理的台板基础部位， 用凿子等工具凿出基础混凝土上面的浮浆、油类以及脆弱部分， 使之露出坚实的混凝土表面， 混凝土表面的粗糙度平均值为10 mm～ 20 mm， 粗面形成的凸凹状可增大粘结面积。凿毛后清除基础表面的碎屑并用水冲洗， 而且台板底与垫块接触面必须打磨除锈， 不可涂刷任何脱模剂或润滑油。
2） 调整台板水平及标高。台板就位前要进行研磨检查， 研磨后的基架与汽缸底部结合面应保证0.03 mm 塞尺不入；可以通过调整汽轮机基架底部的调整螺钉来调整基架标高及水平， 调整时应与地脚螺栓配合收紧， 由于螺钉对基础压强大， 应在其与基础接触点上垫钢板等硬质材料。找平找正后， 还应将地脚螺栓紧固1遍， 对其标高进行反复检查， 确保无误后再进行水泥块制作。
3） 制作砂浆垫块模板。模板材料厚约20 mm， 外形尺寸依据砂浆垫块规格（ 长度方向两端底部要比台板宽度各加长20 mm～30 mm） 、高度根据现场尺寸确定。台板的内外侧模板要向外倾斜约45°， 台板内侧模板为水泥溢出端， 要高于台板底面15 mm； 外侧模板为水泥注入端， 要高于台板顶面50 mm， 以提供一个砂浆入口， 讓灌浆料借自重流入模盒， 沿着倾斜的模板注入浆料， 以便将台板底部空气全部排出。
1.3.2、砂浆垫块的制作
1.3.2.1、 灌浆料的配比与搅拌
关于配比： 由于该工艺国内较少， 目前只在部分工程中使用，根据水泥的特性、实验室内灌浆料的配比试验及垫块模拟试验，并结合已有的成功经验， 在配比上按每25 kg 灌浆料配4. 0 kg～4. 6 kg 水较适宜。用水量随气温升高（ 降低） 而适当加量（ 减量） 。
关于搅拌： 水泥与水混合时必须用机械搅拌， 搅拌机转速要控制在400 转/ min～ 800 转/ min 之间， 搅拌程序如下： 1） 把水倒入搅拌桶中， 初始温度应保持在10 e ～ 35 e 之间， 在搅拌机工作的同时， 一点点地把水泥倒入桶中， 切不可一次全部倒入； 2） 均匀并连续搅拌直至浆料中无结块后， 再搅拌1. 5 min 至均匀； 3） 在水泥浆搅拌均匀后， 继续搅拌约30 s， 期间将剩余的水缓慢加入桶中， 搅拌机进行开、关变换， 用以排出灌浆料中的空气； 4） 取出搅拌机， 将拌好的灌浆料静置3 min， 以待灌浆料中的气泡自然排出。水泥浆从混合到浇筑， 整个过程应控制在20 min 以内。
1.3.2.2、 浇灌砂浆垫块
在灌浆作业24h 前， 将水洒在基础混凝土上使其充分吸水。灌浆开始前， 用压缩空气吹去积水， 也可以用干净的棉布、海绵等吸去混凝土表面的水分。浇灌砂浆垫块 应用两层法灌注。第一层灌浆料沿灌浆口斜坡匀速缓慢地流入模具内， 用干净的钢片或木片卡在灌浆口处控制灌注速度和灌注面， 灌浆完成后上表面和台板的底表面之间的间隙大约为15 mm～ 25 mm。完成第一层灌注， 需停顿20 min～ 40 min， 待水泥浆表面颜色变暗或用手稍压一下不起坑后， 再进行第二层灌注， 灌注前应重新搅拌桶中的灌浆料15 s， 灌浆方法同第一次， 灌浆料充满模具，从溢出口溢出， 并将附在台板底的气泡排出为止。灌浆施工结束后1 h～ 2 h 内， 采用1 mm 厚的铁皮或塑料板插入需切除多余部分的位置， 待模板拆除后即可将多余部分去除。在整个浇灌过程中， 应控制灌浆口周围（ 包括台板） 的温度、水泥砂浆的可流动性以及初始砂浆温度。
1.3.3、砂浆垫块 的养护
砂浆垫块 的最初保养： 在最初保养时， 砂浆垫块 周围（ 包括台板） 的温度应保持在10 e ～ 35 e 之间， 且保持3天；暴露在空气中的砂浆用湿布包裹， 并保持垫块周围潮湿。尤其要注意防止风对水泥垫块的影响。2） 模板拆除后水泥垫块的保养： 在模板拆除后应立即用湿布包裹水泥垫块表面， 完成此项工作后， 用淋水法饱和水泥垫块及其周围混凝土基础。 1.3.4、拆模及检查
模板拆除： 水泥垫块保养3天后拆除模板， 打除用于密封模板的水泥。在此过程中， 水泥垫块不承受任何不规则载荷。
水泥垫块接触面检查： 先用千斤顶均匀地将台板顶离水泥垫块面， 然后用行车小心地吊开基架， 检查水泥垫块的平整度及表面光滑度， 用榔头敲击检查结合情况。合格后进行下道工序施工。
1.4、砂浆垫块的技术特点
1）、工艺简单、涉及专业少。水泥垫块的整个制作过程， 类似于浇筑混凝土， 且浇筑过程中无须做任何振捣， 靠自流即可保证灌浆料的密实度。
2）、具有不收缩性。因为机组运行后， 台板及周围的温度随着机组的启停而相应升高或降低， 但垫铁由于层数多， 再加上垫铁与二次灌浆水泥的膨胀系数不同， 很容易发生松动。而水泥垫块具有不收缩性， 不受温度热胀冷缩作用的影响，能长久地保持机组的稳定性， 从而减少对机组的振动。
3）、强度高。与钢垫铁相同尺寸的水泥垫块在第7 天的强度， 可具备钢垫铁相同的承载能力， 第28 天的强度可达到70 MPa 以上， 而且能把设备的静态、动态负荷均匀地传递到混凝土基础， 在很长的时间内都可以保持高强度及耐用性。
4）、流动性好。制作水泥垫块的水泥砂浆流动性好， 它能填满台板与基础间的空间， 成为与基础合为一体的坚固垫块， 从而保证台板与垫块、基础与垫块间没有间隙。
5）、外观好。硬化后的水泥垫块外观颜色等同于混凝土，无任何铁锈色， 这样从外观上有利于与相邻未处理部分衔接。
二、垫铁安装要领
哈尔滨汽轮机厂600MW机组目前基本采用厂内特制的可调斜垫铁，因为目前国内的加工精度较以前有很大的提高，所以在现场垫铁接触检查也不再需要花费太多的人力、物力和时间，但检查还是必不可少，该特制的斜垫铁还具备很便捷的调整方法。
2.1、工艺流程
基础划线检查→标出垫铁位置→表面剔平→确定平垫铁厚度→加工平垫铁→垫铁配合铲刮→垫铁、台板就位
2.2、垫铁安装工艺
2.2.1、基础凿毛
1）、垫铁位置划线：根据厂家垫铁布置图和垫铁的尺寸大小，划出需要凿毛的位置和凿毛平面尺寸线。
2）、凿毛：去掉混凝土表层浮浆，用自制工具（刨锤）沿划好的线进行凿毛，凿毛深度要求露出混凝土层，尺寸超过垫铁边缘20～30毫米，用研磨好的垫铁检查凿毛面和垫铁接触情况，用涂色法检查要求接触密实无翘动， 用铁水平检查垫铁的水平度水泡要居中。对于临时用垫铁凿毛要求平整无凹坑。用将固定板灌浆区域弄成麻面，去掉所有的杂渣，使麻面易于粘结.
3）、凿毛后要注意保持毛面的清洁和防止遭二次破坏。
2.2.2、垫铁配制安装
1）、汽轮机垫铁（一般都是）厂家供货成对运至现场，现场的主要任务就是研磨和安装，垫铁安装时要注意保证台板与墊铁、垫铁与垫铁接触严密，一般用0.05mm塞尺塞不进，局部不能超过1/4边长，如不能保证则采用研磨和刮研的方法，使之达到要求。垫铁错开面积小于25%，垫铁与基础边距大于10mm，垫铁高度小于80，块数小于3块，超过3块比例小于20%。
2）、对于需要现场配制的垫铁，一般采用机加工后达到如下要求：尺寸符合厂家要求，表面清理干净，表面光洁度达到6.3/▽，边缘倒角45度，斜度1/10～1/25。
2.3、垫铁的技术特点
1）传统的汽轮机支撑工艺， 对施工空间和基础表面的混凝土浇注质量有较高的要求。
2）为保证良好的支撑和传振效果， 对混凝土基础表面平整度和垫铁之间的接触有较高的要求。
3）对垫铁的厚度有严格的要求， 从工序上应在基础麻面合格后， 通过测量确定每一副垫铁的厚度， 编号加工配制。
4）垫铁安装在汽缸就位前进行， 在汽缸安装中只存在汽机整体安装成熟后进行的镶配作业。对汽轮机本体安装的工序影响不大。
5）便于手工操作， 对环境没有特别的要求。
6）具有可调性， 在二次灌浆前均可再次进行修复性的调整， 并能保证接触质量。
三、总结
汽轮机支撑系统是保证汽轮发电机组稳定可靠持续运行的重要前提， 采用水泥沙浆垫块工艺或垫铁工艺均能够起到汽轮机稳定支撑的功能， 保证机组的可靠运行。其实无论采用哪种支撑方式最主要的是在施工过程和技术要领上的控制，严格把握好每一个施工步骤、每一个质量点，才能真正保证可靠持续运行。
参考文献：
[1]刘中川 《汽轮机垫铁（垫块）安装施工工艺改进》科技创新与应用2013年第11期： 110-111页
[2]穆遵明 《汽轮机采用砂浆垫块 与垫铁的安装对比》四川电力技术第30 卷第1 期： 84-86页
[3] 曹稳华《某发电厂2×600MW 超临界汽轮机砂浆垫块 配制技术探讨》中国新技术新产品 2011 NO.18 ：132页
[4] 王鹏 《确保汽轮机砂浆垫块质量的施工策略》宁夏电力 2012年第6期：47-51页
[5] （WBW）D600B-000122ASM《汽轮机及其辅助设备的“基础垫箱”安装规范》.德阳：东方汽轮机厂，2013.5
[6]中华人民共和国国家能源局《电力建设施工质量验收及评价规程》第3部分：汽轮发电机组.DL/T 5210.3-2009 2009-12-01 实施
关键词：汽轮机；砂浆垫块；垫铁；技术要领
汽轮机作为火力发电厂的核心部件在安装施工中其支撑系统的安装是相当重要的工作， 它承担着传递机组静态载荷和动态载荷的功能， 其施工质量的好坏将直接影响机组的运行工况。
一、砂浆垫块的安装要领
1.1、材料的选用
东方汽轮机厂一般选用的材料为MF-870G和MF-870C灌浆料，由上海麦斯特建材有限公司供货，另外也有选用SIKA公司供货的SikaGrout? TP 型号的灌浆料。材料的选用主要保证1天、3天、7天和28天的强度要求，以下为三种材料的强度表：
天数 MF-870C MF-870G SikaGrout? TP
1天 ≥33MPa ≥30 MPa ≥25MPa
3天 ≥55MPa ≥50 MPa ≥40MPa
7天 --- ≥60 MPa ≥50MPa
28天 ≥80MPa ≥72 MPa ≥70MPa
1.2、工艺流程
基础划线检查→标出垫铁位置→表面处理→台板标高、水平调整→制作灌浆模盒→砂浆垫块浇注→水泥沙浆垫块养护→台板与垫块接触检查→研磨垫块
1.3、砂浆垫块安装工艺
1.3.1、施工准备工作
处理混凝土基础表面。确定砂浆垫块的制作位置后， 在要求处理的台板基础部位， 用凿子等工具凿出基础混凝土上面的浮浆、油类以及脆弱部分， 使之露出坚实的混凝土表面， 混凝土表面的粗糙度平均值为10 mm～ 20 mm， 粗面形成的凸凹状可增大粘结面积。凿毛后清除基础表面的碎屑并用水冲洗， 而且台板底与垫块接触面必须打磨除锈， 不可涂刷任何脱模剂或润滑油。
2） 调整台板水平及标高。台板就位前要进行研磨检查， 研磨后的基架与汽缸底部结合面应保证0.03 mm 塞尺不入；可以通过调整汽轮机基架底部的调整螺钉来调整基架标高及水平， 调整时应与地脚螺栓配合收紧， 由于螺钉对基础压强大， 应在其与基础接触点上垫钢板等硬质材料。找平找正后， 还应将地脚螺栓紧固1遍， 对其标高进行反复检查， 确保无误后再进行水泥块制作。
3） 制作砂浆垫块模板。模板材料厚约20 mm， 外形尺寸依据砂浆垫块规格（ 长度方向两端底部要比台板宽度各加长20 mm～30 mm） 、高度根据现场尺寸确定。台板的内外侧模板要向外倾斜约45°， 台板内侧模板为水泥溢出端， 要高于台板底面15 mm； 外侧模板为水泥注入端， 要高于台板顶面50 mm， 以提供一个砂浆入口， 讓灌浆料借自重流入模盒， 沿着倾斜的模板注入浆料， 以便将台板底部空气全部排出。
1.3.2、砂浆垫块的制作
1.3.2.1、 灌浆料的配比与搅拌
关于配比： 由于该工艺国内较少， 目前只在部分工程中使用，根据水泥的特性、实验室内灌浆料的配比试验及垫块模拟试验，并结合已有的成功经验， 在配比上按每25 kg 灌浆料配4. 0 kg～4. 6 kg 水较适宜。用水量随气温升高（ 降低） 而适当加量（ 减量） 。
关于搅拌： 水泥与水混合时必须用机械搅拌， 搅拌机转速要控制在400 转/ min～ 800 转/ min 之间， 搅拌程序如下： 1） 把水倒入搅拌桶中， 初始温度应保持在10 e ～ 35 e 之间， 在搅拌机工作的同时， 一点点地把水泥倒入桶中， 切不可一次全部倒入； 2） 均匀并连续搅拌直至浆料中无结块后， 再搅拌1. 5 min 至均匀； 3） 在水泥浆搅拌均匀后， 继续搅拌约30 s， 期间将剩余的水缓慢加入桶中， 搅拌机进行开、关变换， 用以排出灌浆料中的空气； 4） 取出搅拌机， 将拌好的灌浆料静置3 min， 以待灌浆料中的气泡自然排出。水泥浆从混合到浇筑， 整个过程应控制在20 min 以内。
1.3.2.2、 浇灌砂浆垫块
在灌浆作业24h 前， 将水洒在基础混凝土上使其充分吸水。灌浆开始前， 用压缩空气吹去积水， 也可以用干净的棉布、海绵等吸去混凝土表面的水分。浇灌砂浆垫块 应用两层法灌注。第一层灌浆料沿灌浆口斜坡匀速缓慢地流入模具内， 用干净的钢片或木片卡在灌浆口处控制灌注速度和灌注面， 灌浆完成后上表面和台板的底表面之间的间隙大约为15 mm～ 25 mm。完成第一层灌注， 需停顿20 min～ 40 min， 待水泥浆表面颜色变暗或用手稍压一下不起坑后， 再进行第二层灌注， 灌注前应重新搅拌桶中的灌浆料15 s， 灌浆方法同第一次， 灌浆料充满模具，从溢出口溢出， 并将附在台板底的气泡排出为止。灌浆施工结束后1 h～ 2 h 内， 采用1 mm 厚的铁皮或塑料板插入需切除多余部分的位置， 待模板拆除后即可将多余部分去除。在整个浇灌过程中， 应控制灌浆口周围（ 包括台板） 的温度、水泥砂浆的可流动性以及初始砂浆温度。
1.3.3、砂浆垫块 的养护
砂浆垫块 的最初保养： 在最初保养时， 砂浆垫块 周围（ 包括台板） 的温度应保持在10 e ～ 35 e 之间， 且保持3天；暴露在空气中的砂浆用湿布包裹， 并保持垫块周围潮湿。尤其要注意防止风对水泥垫块的影响。2） 模板拆除后水泥垫块的保养： 在模板拆除后应立即用湿布包裹水泥垫块表面， 完成此项工作后， 用淋水法饱和水泥垫块及其周围混凝土基础。 1.3.4、拆模及检查
模板拆除： 水泥垫块保养3天后拆除模板， 打除用于密封模板的水泥。在此过程中， 水泥垫块不承受任何不规则载荷。
水泥垫块接触面检查： 先用千斤顶均匀地将台板顶离水泥垫块面， 然后用行车小心地吊开基架， 检查水泥垫块的平整度及表面光滑度， 用榔头敲击检查结合情况。合格后进行下道工序施工。
1.4、砂浆垫块的技术特点
1）、工艺简单、涉及专业少。水泥垫块的整个制作过程， 类似于浇筑混凝土， 且浇筑过程中无须做任何振捣， 靠自流即可保证灌浆料的密实度。
2）、具有不收缩性。因为机组运行后， 台板及周围的温度随着机组的启停而相应升高或降低， 但垫铁由于层数多， 再加上垫铁与二次灌浆水泥的膨胀系数不同， 很容易发生松动。而水泥垫块具有不收缩性， 不受温度热胀冷缩作用的影响，能长久地保持机组的稳定性， 从而减少对机组的振动。
3）、强度高。与钢垫铁相同尺寸的水泥垫块在第7 天的强度， 可具备钢垫铁相同的承载能力， 第28 天的强度可达到70 MPa 以上， 而且能把设备的静态、动态负荷均匀地传递到混凝土基础， 在很长的时间内都可以保持高强度及耐用性。
4）、流动性好。制作水泥垫块的水泥砂浆流动性好， 它能填满台板与基础间的空间， 成为与基础合为一体的坚固垫块， 从而保证台板与垫块、基础与垫块间没有间隙。
5）、外观好。硬化后的水泥垫块外观颜色等同于混凝土，无任何铁锈色， 这样从外观上有利于与相邻未处理部分衔接。
二、垫铁安装要领
哈尔滨汽轮机厂600MW机组目前基本采用厂内特制的可调斜垫铁，因为目前国内的加工精度较以前有很大的提高，所以在现场垫铁接触检查也不再需要花费太多的人力、物力和时间，但检查还是必不可少，该特制的斜垫铁还具备很便捷的调整方法。
2.1、工艺流程
基础划线检查→标出垫铁位置→表面剔平→确定平垫铁厚度→加工平垫铁→垫铁配合铲刮→垫铁、台板就位
2.2、垫铁安装工艺
2.2.1、基础凿毛
1）、垫铁位置划线：根据厂家垫铁布置图和垫铁的尺寸大小，划出需要凿毛的位置和凿毛平面尺寸线。
2）、凿毛：去掉混凝土表层浮浆，用自制工具（刨锤）沿划好的线进行凿毛，凿毛深度要求露出混凝土层，尺寸超过垫铁边缘20～30毫米，用研磨好的垫铁检查凿毛面和垫铁接触情况，用涂色法检查要求接触密实无翘动， 用铁水平检查垫铁的水平度水泡要居中。对于临时用垫铁凿毛要求平整无凹坑。用将固定板灌浆区域弄成麻面，去掉所有的杂渣，使麻面易于粘结.
3）、凿毛后要注意保持毛面的清洁和防止遭二次破坏。
2.2.2、垫铁配制安装
1）、汽轮机垫铁（一般都是）厂家供货成对运至现场，现场的主要任务就是研磨和安装，垫铁安装时要注意保证台板与墊铁、垫铁与垫铁接触严密，一般用0.05mm塞尺塞不进，局部不能超过1/4边长，如不能保证则采用研磨和刮研的方法，使之达到要求。垫铁错开面积小于25%，垫铁与基础边距大于10mm，垫铁高度小于80，块数小于3块，超过3块比例小于20%。
2）、对于需要现场配制的垫铁，一般采用机加工后达到如下要求：尺寸符合厂家要求，表面清理干净，表面光洁度达到6.3/▽，边缘倒角45度，斜度1/10～1/25。
2.3、垫铁的技术特点
1）传统的汽轮机支撑工艺， 对施工空间和基础表面的混凝土浇注质量有较高的要求。
2）为保证良好的支撑和传振效果， 对混凝土基础表面平整度和垫铁之间的接触有较高的要求。
3）对垫铁的厚度有严格的要求， 从工序上应在基础麻面合格后， 通过测量确定每一副垫铁的厚度， 编号加工配制。
4）垫铁安装在汽缸就位前进行， 在汽缸安装中只存在汽机整体安装成熟后进行的镶配作业。对汽轮机本体安装的工序影响不大。
5）便于手工操作， 对环境没有特别的要求。
6）具有可调性， 在二次灌浆前均可再次进行修复性的调整， 并能保证接触质量。
三、总结
汽轮机支撑系统是保证汽轮发电机组稳定可靠持续运行的重要前提， 采用水泥沙浆垫块工艺或垫铁工艺均能够起到汽轮机稳定支撑的功能， 保证机组的可靠运行。其实无论采用哪种支撑方式最主要的是在施工过程和技术要领上的控制，严格把握好每一个施工步骤、每一个质量点，才能真正保证可靠持续运行。
参考文献：
[1]刘中川 《汽轮机垫铁（垫块）安装施工工艺改进》科技创新与应用2013年第11期： 110-111页
[2]穆遵明 《汽轮机采用砂浆垫块 与垫铁的安装对比》四川电力技术第30 卷第1 期： 84-86页
[3] 曹稳华《某发电厂2×600MW 超临界汽轮机砂浆垫块 配制技术探讨》中国新技术新产品 2011 NO.18 ：132页
[4] 王鹏 《确保汽轮机砂浆垫块质量的施工策略》宁夏电力 2012年第6期：47-51页
[5] （WBW）D600B-000122ASM《汽轮机及其辅助设备的“基础垫箱”安装规范》.德阳：东方汽轮机厂，2013.5
[6]中华人民共和国国家能源局《电力建设施工质量验收及评价规程》第3部分：汽轮发电机组.DL/T 5210.3-2009 2009-12-01 实施