汽轮机检修过程中对轮中心测量方法的选择朱树龙

汽轮机检修过程中对轮中心测量方法的选择朱树龙

朱树龙

哈尔滨汽轮机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150046

摘要：众所周知，汽轮发电机本体安装的主要工作都是围绕轴系进行，而对轮找中心是特别重要的一个环节，找中心的精度和效率关系到机组高速运转的稳定性和施工的效益性。本文分析了汽轮机检修过程中对轮中心测量方法的选择。

关键词：汽轮机检修；对轮中心测量方法；选择；

汽轮机在长时间运行之后，转子及轴承都会出现一定的变化，导致中心发生偏移，定期大修需将轴系重新按照设计的曲线进行调整，使汽轮机能够平稳运行，避免出现较大的振动，从而保证整个机组安全高效运行。测量中心的方式有多种，测量工具的不同可能导致结果的不一致。因此，我们利用一次汽轮机大修的机会，使用不同的测量方法测量中低对轮中心。

一、汽轮机对轮找中心工作原理

汽轮机对轮找中心不是单一转子的找中，而是找正轴系中相邻转子的关系，其目的是使汽轮发电机组各转子的中心线连成一条连续光滑的曲线，各轴承负荷分配符合设计要求，使汽轮机的静止部件与转子部件基本保持同心，将轴系的扬度调整到设计要求，从而减小了由于轴系的不同心而造成的转子的振动和扰动，使机组能够安全运行，所以轴系找中心是汽轮发电机安装过程中一个至关重要的环节。汽轮机轴系中心的调整应该考虑各瓦处油档的洼涡中心、各轴颈的扬度、轴瓦的负荷分配等因素。汽轮机轴系找中心是通过测量相邻靠背轮的同心度及端面平行度来实现测量数据的，然后通过调整轴承箱或轴承的高度，从而使转子升高或降低，达到设计所要求时为止，将对轮圆四等分，记录数据组然后盘动两根转子到位置，继续测量并记录数据，直至测量并记录数据，最后盘动到初始位置查看外圆百分表读数是否归原位，归原位视为有效读数否则此次测量数据无效，按记录图中数据进行计算对轮偏差情况，从而得出调整方案。此测量方法适用于汽轮机及其它需要精确对中的精密或高速运转的机器。

二、汽轮机检修过程中对轮中心测量方法的选择

1.测量专用工具的使用。一是使用常规外径千分尺测量低发靠背轮螺栓长度时，外径千分尺内圆与靠背轮外圆边侧存在卡涩现象，使得外径千分尺测量杆只能测到螺帽边缘的端面，测不到螺杆中心端面，使得外径千分尺两侧测量杆的连接线不在一条平行于螺杆中心线的直线上，从而造成测量误差。二是对轮螺栓伸长量测量尺的组成。对轮螺栓伸长量测量尺是外径千分尺和百分表的巧妙结合，主要构件是：尺身、测量杆、紧固元宝螺栓、百分表。三是对轮螺栓伸长量测量尺的使用。首先使用内径千分尺将尺子调整到螺栓实际长度左右的位置，调整测量杆伸出长度即可，调整好后将紧固元宝螺栓旋紧。测量方法是：测量数据的最小值为实测螺栓的长度，百分表测量实际读数加上内径千分尺校好的零位尺寸即为测量数据。测量时，将测量杆扶稳固定好，摆动百分表，找到轴向的最小尺寸来读数。对轮螺栓紧固后与紧固前测量数据的差值即为对轮螺栓的实际伸长量。

2.中低对轮调整后的目标值。根据拆卸过程中测量的中心数据，考虑机组轴承长时间运行后的变化，重新对整个轴系进行调节。根据整个轴系中心的计算，中低对轮调整后的目标值为低压转子要高于中压转子0.67mm，两者存在下张口0.07mm。

3.不同测量方法对中心的影响。目前现场盘中心所使用的工具主要有百分表、量块、刀口尺、塞尺等，最常用的是百分表与专用表架配合，可以较简便且准确地测量中心，同时在部分特殊情况下，如表架损坏，可以使用量块测量张口，使用刀口尺与塞尺配合测量圆周。一是百分表测圆周及张口。使用三个百分表测量对轮中心，表指中压转子，百分表读数为圆周数据，百分表数据为张口数据，对轮采用连接销连接传动，使用检修盘车在低压转子端盘动转子，每盘动90°，读取并记录数据。由于使用盘车盘动时会施加给转子一个周向力，导致左右张口及圆周有一定的偏差。再次盘中心，所得结果与第一次结果相近，表明本次中心数据是可靠的，且与计算设计值之间差别较小，证明本次中心调整是成功有效的。

二是使用量块测张口。利用标准量块的组合来对张口进行测量，也是张口测量行之有效的替代方式。在测量过程中，由于无法测量下端张口值，所以需假设对轮平面是一个理想圆面，通过测量上侧、左侧、右侧张口值计算出下部张口值，每盘动90°，分别用量块测量上、左、右方位对轮之间的距离，计算出下方的距离值，共获得四组数据，再经过计算获得最终的张口值，其张口方向与前一方法保持一致，与计算值保持一定的一致性，但是与百分表测量方法相比较，误差较大。使用量块测量时，对松紧度的把握因人而异，且测量位置无法保证为正上方、正水平方向，所以存在一定的测量误差。三是使用刀口尺及塞尺测圆周。使用刀口尺和塞尺的组合来进行圆周的测量，其方法与量块测张口大致一样，采用手工测量，利用刀口尺的直线性作为辅助支架，再使用塞尺塞出圆周值，与量块一样，数据的准确度很大程度上取决于测量人使用工具的熟练度，其结果误差相对较大。

4.调整措施及采用最佳读数计算对比。按照施工记录图中分析出两对轮位置偏差情况，并计算出调整量，根据径向间隙和轴向间隙数据，且测点位置及调整支点的位置（请注意测量轴向读数百分表的指向），数据中左右外圆、端面均不需要进行垫片增减即可完成调整，因此不做比较。由于以低压转子为基准，所以需要调整中压转子，在实际操作中，不仅要采取贺组读数方式，还要多人多次测量，考虑时间效率问题，一般为三人三次，得到最佳读数。要求施工中不仅要掌握原理及计算知识，还要采取多人测量、多人读数、居中示数估一位数值等措施，尽快接近误差限制范围内并达到优良数据。

5.低发对轮问题预防及检修要点。低发对轮螺栓不能承受剪切力，在发生对轮错位时螺栓需承受很大的弯曲应力，造成应力超标，导致螺栓发生永久性弯曲变形。低发对轮螺栓紧力不足，造成传递扭矩的对轮摩擦力不能满足机组正常带负荷运行的要求，当传递力矩较大时，低发对轮发生周向错位。因加工精度较低低发对轮端面接触不良，造成对轮摩擦半径减小，进一步扩大了螺栓紧力不足的缺陷靠背轮与盘车齿轮端面加工不良，使得低发对轮接触面积减小，影响对轮摩擦传扭能力。低发对轮止口加工超差，止口配合间隙较大，使得低发对轮具备了出现径向错位的条件。一是将三凸台螺栓更换为四凸台螺栓，消除目前存在的安全隐患。二是对新装机组应提高低发对轮止口加工的精度，过盈量应满足图纸要求：0～0.013mm；对已投产的机组，若止口配合公差超标较大，或止口偏心较大，则应设法消除。三是检修中用平板检查低发对轮的接触情况，并进行修磨，以便消除低发对轮端面接触面积不足的缺陷。四是上紧螺栓时应以螺栓伸长实测值为准，力矩值作为参考，原则上取厂家标准上限值。检修中应测量螺栓弯曲度和硬度等。

通过测量方法能够准确反映出转子中心情况，同时其使用简便，能够快速获得数据。而使用量块、刀口尺与塞尺测量，获得的数据误差相对较大，受人工操作影响测量误差较大，且使用不便，效率不高，但是在某些精度要求不高的场合或者由于工具原因无法使用百分表的情况下，可以作为备用选项。

参考文献：

［1］高晓康，陈于萍．互换性与测量技术［M］．第4版．北京：高等教育出版社，2017．

［2］沈士一．汽轮机原理［M］．第2版．北京：中国电力出版社，2017．

［3］崔建勋，杨文昭．汽轮机轴系调整工艺的改进［J］．河北电力技术，2016（3）：49－51．

［4］曹育玮.试论汽轮机检修工作的关键点[J].化工管理，2016（33）：196.