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摘要：随着机械自动化和水泥施工技术的发展, 发达国家的汽轮机支撑方式已普遍采用水泥垫块。因此重视水泥垫块在汽轮机安装中的应用对于实际生产具有重要的意义。本文主要介绍水泥垫块在汽轮机安装中的应用分析的有关内容。
关键词水泥垫块；汽轮机；安装；技术；应用；
中图分类号：TK26 文献标识码：A 文章编号：
引言
在汽轮机组的安装施工中, 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安全稳定的运行。传统的汽轮机支撑方式普遍采用平垫铁配斜型垫铁的工艺, 而国外发达国家的汽轮机支撑方式普遍采用了水泥垫块的工艺, 随着与国际交流的日渐加深, 目前国产大型汽轮机组已逐渐采用无收缩高强灌注料配置汽轮机垫块的工艺。
一、水泥垫块的技术特点
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、采用水泥沙浆垫块的安装工艺流程
基础划线检查→标出垫铁位置→表面处理→制作灌浆模盒 →低压缸台板就位→低压缸水平扬度标高→低压水泥沙浆垫块浇注 →水泥沙浆垫块养护→内挡板安装→低压缸安装就位→盘车箱及中箱就位→盘车箱及中箱水泥沙浆垫块浇注 →水泥沙浆垫块养护→前箱就位→高中壓转子与低压转子找中心→前箱水泥沙浆垫块浇注→前箱水泥沙浆垫块养护→基础二次灌浆。
水泥垫块工艺对整个汽轮机安装工序的影响较大, 为保证高中压转子和低压转子的轴系中心及前轴承箱和中轴承箱的精确定位, 必须将水泥垫块的制模浇注配制工序和汽轮机安装工序结合起来进行考虑。在水泥垫块正式浇注前应完成低压缸下半部及高中压缸下半部的就位及找平找正, 并完成轴系的初步找中心; 在水泥沙浆垫块正式浇注完成后,为便于养护和检查垫块的浇注质量, 必须将已安装就位的低压缸下半、高中压缸下半、前轴承箱、中轴承箱和盘车箱吊出, 对浇注完成的水泥垫块表面进行养护和检查, 合格后再进行安装, 从整个安装流程上有重复安装的不利因素。
三、水泥垫块在汽轮机安装中的施工工艺
3. 1 施工准备工作
1) 处理混凝土基础表面。确定水泥垫块的制作位置后, 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) 制作水泥垫块模板。模板材料厚约 20 mm, 外形尺寸依据水泥垫块规格(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, 让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。
3. 2 水泥垫块的制作
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 ℃~ 35℃ 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。
3. 2. 2 浇灌水泥垫块
在灌浆作业 24 h 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。浇灌水泥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。
3. 3 水泥垫块的养护
1) 水泥垫块的最初保养: 在最初保养时, 水泥垫块周围( 包括台板) 的温度应保持在 10 ℃~ 35℃之间, 且保持 3 d; 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, 用淋水法保护水泥垫块及其周围混凝土基础。
3. 4 拆模及检查
1) 模板拆除: 水泥垫块保养 3 d 后拆除模板, 去除非限制性砂浆以及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。2) 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。
至此, 整个水泥垫块的制作完成, 时间大致为 30 d。
四、注意事项
1) 材料保管: 施工所选用的水泥, 一般为 H- 40, CGM- 1, MF880,M F 870 等高强度水泥, 应保管在不受湿气影响且有垫层设施的仓库内; 当堆放在施工现场时, 应放在拓板上, 并罩盖防水膜以防雨水浸入。2)施工用水: 制作水泥垫块所用的搅拌用水要求比较高, 其纯度必须达到饮用水的标准, 不得使用含有油、酸、碱类以及不纯有机物的水。3) 注意问题: 在水泥垫块安装维护中应注意: 水泥垫块表面不能出现直径 20 mm 以上的气泡以及梯田状现象。在水泥灌浆料搅拌好后, 不应用振动搅拌容器的方法来排除水泥浆中的气体, 同时应注意静置的时间不宜太长, 搅拌好后要立即浇灌。预留适当的排气口可以使空气顺利的排出。
结束语
水泥垫块这一施工工艺在气轮机安装上具有明显的优点, 为汽轮机的安全、稳定运行创造了良好条件, 同时比起传统的垫铁支撑, 该工艺操作简单, 经济可靠, 很值得在机组安装中进一步推广和应用。
参考文献
[1] 卢拥军 . 发动机温度过高故障的预防与排除 [J] . 山西建筑 ,2006.
[2] 穆遵明. 汽轮机采用水泥垫块与垫铁的安装对比[J] . 四川电力技术, 2007.84-86.
[3] 吴志坚. 浅谈汽轮机基础垫块的施工[J] . 广东建材, 2007.
[4] 黎昌德. 安顺电厂二期 2× 300 M W 机组工程汽轮机台板安装采用高强水泥垫块施工工艺浅析[J]. 贵州电力技术, 2003.
关键词水泥垫块；汽轮机；安装；技术；应用；
中图分类号：TK26 文献标识码：A 文章编号：
引言
在汽轮机组的安装施工中, 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安全稳定的运行。传统的汽轮机支撑方式普遍采用平垫铁配斜型垫铁的工艺, 而国外发达国家的汽轮机支撑方式普遍采用了水泥垫块的工艺, 随着与国际交流的日渐加深, 目前国产大型汽轮机组已逐渐采用无收缩高强灌注料配置汽轮机垫块的工艺。
一、水泥垫块的技术特点
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、采用水泥沙浆垫块的安装工艺流程
基础划线检查→标出垫铁位置→表面处理→制作灌浆模盒 →低压缸台板就位→低压缸水平扬度标高→低压水泥沙浆垫块浇注 →水泥沙浆垫块养护→内挡板安装→低压缸安装就位→盘车箱及中箱就位→盘车箱及中箱水泥沙浆垫块浇注 →水泥沙浆垫块养护→前箱就位→高中壓转子与低压转子找中心→前箱水泥沙浆垫块浇注→前箱水泥沙浆垫块养护→基础二次灌浆。
水泥垫块工艺对整个汽轮机安装工序的影响较大, 为保证高中压转子和低压转子的轴系中心及前轴承箱和中轴承箱的精确定位, 必须将水泥垫块的制模浇注配制工序和汽轮机安装工序结合起来进行考虑。在水泥垫块正式浇注前应完成低压缸下半部及高中压缸下半部的就位及找平找正, 并完成轴系的初步找中心; 在水泥沙浆垫块正式浇注完成后,为便于养护和检查垫块的浇注质量, 必须将已安装就位的低压缸下半、高中压缸下半、前轴承箱、中轴承箱和盘车箱吊出, 对浇注完成的水泥垫块表面进行养护和检查, 合格后再进行安装, 从整个安装流程上有重复安装的不利因素。
三、水泥垫块在汽轮机安装中的施工工艺
3. 1 施工准备工作
1) 处理混凝土基础表面。确定水泥垫块的制作位置后, 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) 制作水泥垫块模板。模板材料厚约 20 mm, 外形尺寸依据水泥垫块规格(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, 让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。
3. 2 水泥垫块的制作
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 ℃~ 35℃ 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。
3. 2. 2 浇灌水泥垫块
在灌浆作业 24 h 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。浇灌水泥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。
3. 3 水泥垫块的养护
1) 水泥垫块的最初保养: 在最初保养时, 水泥垫块周围( 包括台板) 的温度应保持在 10 ℃~ 35℃之间, 且保持 3 d; 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, 用淋水法保护水泥垫块及其周围混凝土基础。
3. 4 拆模及检查
1) 模板拆除: 水泥垫块保养 3 d 后拆除模板, 去除非限制性砂浆以及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。2) 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。
至此, 整个水泥垫块的制作完成, 时间大致为 30 d。
四、注意事项
1) 材料保管: 施工所选用的水泥, 一般为 H- 40, CGM- 1, MF880,M F 870 等高强度水泥, 应保管在不受湿气影响且有垫层设施的仓库内; 当堆放在施工现场时, 应放在拓板上, 并罩盖防水膜以防雨水浸入。2)施工用水: 制作水泥垫块所用的搅拌用水要求比较高, 其纯度必须达到饮用水的标准, 不得使用含有油、酸、碱类以及不纯有机物的水。3) 注意问题: 在水泥垫块安装维护中应注意: 水泥垫块表面不能出现直径 20 mm 以上的气泡以及梯田状现象。在水泥灌浆料搅拌好后, 不应用振动搅拌容器的方法来排除水泥浆中的气体, 同时应注意静置的时间不宜太长, 搅拌好后要立即浇灌。预留适当的排气口可以使空气顺利的排出。
结束语
水泥垫块这一施工工艺在气轮机安装上具有明显的优点, 为汽轮机的安全、稳定运行创造了良好条件, 同时比起传统的垫铁支撑, 该工艺操作简单, 经济可靠, 很值得在机组安装中进一步推广和应用。
参考文献
[1] 卢拥军 . 发动机温度过高故障的预防与排除 [J] . 山西建筑 ,2006.
[2] 穆遵明. 汽轮机采用水泥垫块与垫铁的安装对比[J] . 四川电力技术, 2007.84-86.
[3] 吴志坚. 浅谈汽轮机基础垫块的施工[J] . 广东建材, 2007.
[4] 黎昌德. 安顺电厂二期 2× 300 M W 机组工程汽轮机台板安装采用高强水泥垫块施工工艺浅析[J]. 贵州电力技术, 2003.