汽輪機(jī)軸系調(diào)整及軸向定位

汽輪機(jī)軸系調(diào)整及軸向定位第1頁(yè)/共39頁(yè)一、什么是軸系

二、汽輪機(jī)軸系中心的重要性

三、汽輪機(jī)軸系調(diào)整

四、軸系調(diào)整的流程

五、軸系定位主要內(nèi)容第2頁(yè)/共39頁(yè)一、什么是軸系第3頁(yè)/共39頁(yè)

軸系是軸，軸承和安裝于軸上的傳動(dòng)體，密封件及定位組件的組成。其主要功能是支撐旋轉(zhuǎn)零件，傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)。對(duì)汽輪機(jī)來(lái)說：軸系就是由汽輪機(jī)主油泵轉(zhuǎn)子、高中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及穩(wěn)定小軸以及軸瓦等所組成。

第4頁(yè)/共39頁(yè)二、汽輪機(jī)軸系中心的重要性第5頁(yè)/共39頁(yè)汽輪機(jī)中心在機(jī)組運(yùn)行中起著具有致關(guān)重要的作用，如果軸系中心不正就無(wú)法保證機(jī)組正常的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，因此對(duì)軸系中心的調(diào)整極為重要，下面就軸系中心不正對(duì)機(jī)組的危害進(jìn)行一下探討。

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l、轉(zhuǎn)子和軸封磨擦，從而增大軸封間隙，隔板汽封間隙的增大不僅增加了漏汽損失，降低了效率，同時(shí)會(huì)造成軸向推力的增大，軸端汽封間隙的增大，增加了軸封的漏汽量，從而使泄漏的蒸汽入軸承室，導(dǎo)致潤(rùn)滑油中含水變質(zhì)，除嚴(yán)重地影響軸瓦的潤(rùn)滑油膜的建立外，還會(huì)使調(diào)整部件產(chǎn)生銹蝕，產(chǎn)生卡澀現(xiàn)象，同時(shí)，軸封漏氣的溫度較高，這就必然會(huì)引起軸承室溫度升高，從而可能引起軸承標(biāo)高的變化，改變軸承承載能力，引起機(jī)組振動(dòng)。第7頁(yè)/共39頁(yè)2、轉(zhuǎn)子和靜止部件的磨擦使磨擦部位發(fā)熱，由于熱膨脹的不均勻使軸發(fā)生彎曲變形，特別是在轉(zhuǎn)子發(fā)生單側(cè)局部磨擦?xí)r，最容易使軸產(chǎn)生彎曲變形，這時(shí)磨擦發(fā)熱部位產(chǎn)生擠壓應(yīng)力，此應(yīng)力若超過發(fā)熱溫度下的屈服極限時(shí)使用權(quán)轉(zhuǎn)子發(fā)生永久變形，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生異常的振動(dòng)。第8頁(yè)/共39頁(yè)3、轉(zhuǎn)子中心不正，是汽輪發(fā)電機(jī)常見的激振源之一，聯(lián)軸器的張口將使轉(zhuǎn)子彈性傾角發(fā)生變化，而錯(cuò)位將使轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)撓曲值產(chǎn)生變化，引起這種缺陷的原因是聯(lián)軸器兩對(duì)輪加工裝配不良或聯(lián)接螺栓孔的配合不良，這將引起轉(zhuǎn)子的附加力，從而引起振動(dòng)，如果是由于找中心不正引起的，這時(shí)會(huì)引起各軸承的靜負(fù)荷重新分配，如果某一軸承的靜負(fù)荷減少時(shí)，很可能由于轉(zhuǎn)子在此軸承油膜中的動(dòng)力不穩(wěn)定而激發(fā)起機(jī)組的低頻自激振蕩，即油膜激振蕩，轉(zhuǎn)子中心不正引起的振動(dòng)也是常見的振動(dòng)原因，同時(shí)還應(yīng)考慮運(yùn)行中影響中心不正的各種因素?？傊啓C(jī)組的軸系的不正對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行危害是很大的。第9頁(yè)/共39頁(yè)三、汽輪機(jī)軸系調(diào)整第10頁(yè)/共39頁(yè)影響機(jī)組軸系調(diào)整的幾個(gè)方面：

1、汽缸及軸承座水平

2、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子及其部件的瓢偏和晃度

3、軸瓦的形式及裝配

4、滑銷系統(tǒng)

5、通流間隙調(diào)整

6、對(duì)輪中心的調(diào)整及連接抽汽級(jí)數(shù)第11頁(yè)/共39頁(yè)一、汽缸及軸承座水平

測(cè)量汽缸及軸承水平，即用水平儀檢查汽缸、軸承座位置，測(cè)量的數(shù)值與安裝值（或上次大修測(cè)量值）進(jìn)行比較，汽缸及軸承座水平值發(fā)生較大偏差時(shí)，說明汽缸及軸承座位置可能發(fā)生變化或產(chǎn)生變形位置發(fā)生變化主要是由于基礎(chǔ)產(chǎn)生了不均勻下沉。第12頁(yè)/共39頁(yè)如：我廠#4機(jī)2003年通流改造時(shí)發(fā)現(xiàn)高、中壓轉(zhuǎn)子靠背輪，部分螺孔裂紋和螺栓斷裂的重大缺陷。由于機(jī)組中壓轉(zhuǎn)子部分，動(dòng)負(fù)荷較大，#2軸承座的不均勻相對(duì)下沉量較大達(dá)1．7mm左右，致使高、中壓對(duì)輪下張口達(dá)0．52mm，造成靠背輪螺栓斷5個(gè)，高壓對(duì)輪5個(gè)螺孔裂紋，中壓對(duì)輪一個(gè)螺孔裂紋。

第13頁(yè)/共39頁(yè)抽汽級(jí)數(shù)二、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子及其部件的檢查

轉(zhuǎn)子的檢查包括轉(zhuǎn)子各部位的瓢偏和晃度，尤其是對(duì)輪瓢偏和晃度的測(cè)量是轉(zhuǎn)子檢查的最重要的內(nèi)容之一，消除各對(duì)輪的瓢偏對(duì)軸系的穩(wěn)定至關(guān)重要。其次還必須仔細(xì)檢查葉片的拉筋有無(wú)斷裂，否則松拉筋沿葉片周向的竄動(dòng)會(huì)引起轉(zhuǎn)子的振動(dòng)，同時(shí)還應(yīng)檢查配重塊是否松動(dòng)和丟失，這會(huì)引起轉(zhuǎn)子的不平衡，嚴(yán)重地影響軸系運(yùn)行的平穩(wěn)性。除了對(duì)各轉(zhuǎn)子上緊固件進(jìn)行全面的檢查外，對(duì)轉(zhuǎn)子通流部分的積垢進(jìn)行徹底的清除對(duì)改善轉(zhuǎn)子的振動(dòng)也是有益的，因?yàn)檫@樣不僅能有效提高機(jī)組的效率，而且能很好改善動(dòng)葉片的氣動(dòng)性能，減少機(jī)組運(yùn)行中葉片的激振力，減小軸系的振動(dòng)。第14頁(yè)/共39頁(yè)三、軸瓦的形式及裝配采用穩(wěn)定性好的軸瓦對(duì)軸系穩(wěn)定運(yùn)行有著很大的影響，一般可傾瓦＞橢圓瓦＞圓筒瓦。軸瓦裝配的注意事項(xiàng)：1、各墊鐵接觸良好。（調(diào)整墊鐵時(shí)做好記號(hào)，防止回裝時(shí)裝反）2、各間隙、緊力符合要求。（測(cè)量時(shí)應(yīng)首先確定軸瓦已在工作位置）3、對(duì)于球面接觸的軸瓦，應(yīng)保證接觸面干凈、光滑、無(wú)劃痕，防止影響軸瓦自就位能力。第15頁(yè)/共39頁(yè)4、對(duì)于可傾瓦：1）可傾瓦塊的支承調(diào)整塊組裝配次序。調(diào)整塊組由兩塊單圓面墊塊及一塊雙平頭墊塊組成，裝配時(shí)，一定要保證兩塊單圓面墊塊圓面相對(duì)，雙平頭墊塊放至可傾瓦塊側(cè)，同時(shí)注意不同可傾瓦塊的調(diào)整墊塊不一樣厚，一旦放錯(cuò)位置，將對(duì)可傾瓦造成嚴(yán)重的磨損。2）可傾瓦瓦架緊力的調(diào)整。在進(jìn)行緊力測(cè)量時(shí)，一般使用的是壓鉛絲的方法，由于可傾瓦上瓦架比較單薄，用壓鉛絲法進(jìn)行緊力測(cè)量時(shí)，瓦架易發(fā)生變形，測(cè)量值與實(shí)際值會(huì)產(chǎn)生誤差。如果按測(cè)量值進(jìn)行緊力調(diào)整，致使瓦架變形，導(dǎo)致各瓦塊受力不均，從而致個(gè)別瓦塊的溫度偏高直至磨損。因此，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)可傾瓦采用輕微力來(lái)精確地對(duì)軸承緊力進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整是極為必要的。第16頁(yè)/共39頁(yè)四、滑銷系統(tǒng)

機(jī)組滑銷系統(tǒng)的檢查及處理對(duì)保證機(jī)組軸系的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有極為重要的作用。低壓缸及發(fā)電機(jī)定子‘L’鐵的配合間隙、中箱及前箱與臺(tái)板的配合間隙、高中壓缸貓爪的配合間隙、推拉梁的聯(lián)接情況等，都需要進(jìn)行認(rèn)真的檢查，確?；N系統(tǒng)的安全可靠?；N系統(tǒng)膨脹不暢將會(huì)引起軸承的位置和標(biāo)高發(fā)生變化，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子中心發(fā)生變化，同時(shí)還會(huì)減弱軸承的支撐剛度，改變軸承的載荷，引起軸承負(fù)荷分配不平衡，造成機(jī)組軸系不穩(wěn)定，此外，連通管的保護(hù)螺栓也應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)檢查，以防其誤緊影響汽缸的膨脹，引起低壓缸負(fù)荷不均以及連通管本身的損壞。

第17頁(yè)/共39頁(yè)五、通流間隙調(diào)整

由于大型機(jī)組各對(duì)輪的張口及高低差數(shù)值較大，因此對(duì)汽封進(jìn)行調(diào)整時(shí)，應(yīng)充分考慮到對(duì)輪聯(lián)接后軸封處轉(zhuǎn)子位置的變化量，防止軸封處動(dòng)靜部分碰磨，同時(shí)也應(yīng)考慮熱態(tài)下軸承標(biāo)高的變化對(duì)通流間隙的影響。第18頁(yè)/共39頁(yè)六、對(duì)輪中心的調(diào)整及連接

在分析調(diào)整時(shí)，不但要求各對(duì)輪張口和圓周差值符合設(shè)計(jì)要求，而且首先應(yīng)考慮各轉(zhuǎn)子（包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子）中心線連接成的連接曲線的水平點(diǎn)（即揚(yáng)度為零之處），是否符合制造廠的要求，若揚(yáng)度零點(diǎn)位置偏移過大，說明轉(zhuǎn)子位置發(fā)生較大變化，這會(huì)改變發(fā)電機(jī)空氣間隙，增加各中心的調(diào)整工作，此外在一定程度上影響轉(zhuǎn)子的軸向推力，導(dǎo)致軸系運(yùn)行不穩(wěn)定，因此應(yīng)在調(diào)整聯(lián)軸器中心時(shí)，應(yīng)一起考慮調(diào)整。

第19頁(yè)/共39頁(yè)汽輪機(jī)的主要參數(shù)對(duì)輪連接的注意事項(xiàng)：1、連接前兩對(duì)輪接觸面應(yīng)無(wú)突起和毛刺，接觸面擦拭干凈。2、對(duì)輪連接時(shí)應(yīng)按拆除時(shí)所做的記號(hào)對(duì)應(yīng)回裝，即兩對(duì)輪螺孔相對(duì)應(yīng)，所用螺栓與螺孔記號(hào)相對(duì)應(yīng)，雙頭螺栓的螺帽與拆除時(shí)的方向相對(duì)應(yīng)，防轉(zhuǎn)墊片與拆除前相對(duì)應(yīng)。3、裝螺栓前應(yīng)先用工藝螺栓將兩對(duì)輪扒至完全接觸。這樣是為了防止回裝螺栓時(shí)拉毛螺栓孔后，毛刺或鐵屑進(jìn)入兩對(duì)輪結(jié)合面。第20頁(yè)/共39頁(yè)

四、軸系調(diào)整的流程第21頁(yè)/共39頁(yè)連接狀態(tài)下測(cè)量揚(yáng)度和油檔洼窩斷開對(duì)輪測(cè)量揚(yáng)度和油檔洼窩全實(shí)缸測(cè)量各對(duì)輪中心半實(shí)缸測(cè)量各對(duì)輪中心轉(zhuǎn)子通流、瓢偏、晃度測(cè)量中心測(cè)量調(diào)整（軸瓦調(diào)整及研磨）汽缸和軸承座水平隔板及汽封套找中心汽封調(diào)整及驗(yàn)收復(fù)查中心，連對(duì)輪空缸找中心第22頁(yè)/共39頁(yè)五、軸系定位第23頁(yè)/共39頁(yè)為了使運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的軸瓦同汽封、隔板、油擋等部分的中心一致使汽封和油檔四周間隙均勻，使運(yùn)行時(shí)保持較小的間隙又不致造成磨擦，這就要求對(duì)軸系進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，但是影響轉(zhuǎn)子同靜子的因素較多，安裝檢修運(yùn)行狀態(tài)都會(huì)影響轉(zhuǎn)子和靜子中心偏差。第24頁(yè)/共39頁(yè)軸系定位分徑向定位和軸向定位下面我先談?wù)動(dòng)绊憦较蚨ㄎ坏囊蛩?，徑向主要是?duì)汽封間隙的影響。第25頁(yè)/共39頁(yè)

一、汽輪機(jī)汽缸在安裝時(shí)的影響。安裝檢修過程中，中心的變化主要是由于汽缸安裝狀態(tài)不同，使汽缸垂弧發(fā)生變化所致。例如找中心時(shí)有只有下半缸而缸內(nèi)無(wú)內(nèi)缸、隔板或隔板套，有時(shí)雖然只有下半缸，但下半內(nèi)缸、下半隔板套都已放入；有時(shí)在下半空缸再扣上半空缸；有時(shí)在半實(shí)缸上再扣合上半實(shí)缸；此外合實(shí)缸還有緊與不緊汽缸法蘭螺栓的區(qū)別，在此不同狀態(tài)下，汽缸的垂弧各不相同。所測(cè)得汽封凹窩中心值不同。垂弧變化有兩面方面的原因：一方面是增加重量后垂弧增加；另一方面是扣合上缸并擰緊法蘭螺栓后，汽缸的橫向斷面變成圓，使汽缸體的剛度增加，垂弧減小。因此安裝時(shí)必須對(duì)汽缸狀態(tài)這一因素加以考慮汽缸垂弧的影響。為此要把汽缸相對(duì)于轉(zhuǎn)子的中心適當(dāng)放低，這樣才能在加上大蓋并擰緊螺栓后中心正好合適。對(duì)于不同類型的機(jī)組如果具體數(shù)值沒有掌握，就要進(jìn)行實(shí)際測(cè)定。第26頁(yè)/共39頁(yè)二、運(yùn)行方面：①貓爪的支承形式和尺寸對(duì)中心的影響：若汽缸采用下貓爪支持方式，即汽缸貓爪的支持平面低于機(jī)組的中心線，如圖所示：1――壓板2一汽缸下貓爪3一貓爪橫銷4一前箱

則運(yùn)行時(shí)貓爪溫度將高于軸承座的溫度，使軸封凹窩中心提高，造成軸封下部間隙減小，甚至磨擦，貓爪支持處軸封凹窩中心提高的數(shù)值大小跟貓爪的尺寸、支承形式和貓爪的溫度有關(guān)。假如貓爪高度H為150ram貓爪平均溫度250℃相應(yīng)這部分軸承溫度為80℃線膨脹系數(shù)取α=1.2*1／100000／℃，則軸封凹窩中心的提高值為△H=ⅡH△t=1．2*1／100000*150*(250—80)=0．31mm即軸封凹窩下部間隙將減少0．31mm而上部間隙將增加0．31mm，為此必須在安裝時(shí)把汽缸凹窩中心適當(dāng)放低，為了消除這一影響有的制造廠采用了上貓爪支承結(jié)構(gòu)，即貓爪的支承面同機(jī)組中心線一致上貓爪的熱膨脹不會(huì)使汽缸中分面抬高。第27頁(yè)/共39頁(yè)②油膜厚度的影響：轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，軸頸沉于軸瓦底部，此時(shí)軸頸中心在軸瓦凹窩中心的正下方，當(dāng)轉(zhuǎn)子剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)速較低，還未形成油膜，軸頸和軸承之間為干磨擦，但是隨軸頸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸瓦內(nèi)的潤(rùn)滑油受擠壓從而使壓力升高，此壓力高到一定程度，即可把軸頸托起，在軸頸和軸瓦凹窩間形成一層油膜，在轉(zhuǎn)速升高過程中，由于楔形油膜壓力的作用，將使轉(zhuǎn)子位移，這種油膜引起轉(zhuǎn)子的位移將使轉(zhuǎn)子的中心發(fā)生變化。對(duì)于圓筒形和橢圓形軸瓦，上述油膜對(duì)轉(zhuǎn)子中心位置的影響可使轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)方向的橫向位移量達(dá)0．1～0．3mm。因此轉(zhuǎn)子按軸封凹窩找中心時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大軸封凹窩沿轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向的間隙，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子一般為順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，故在轉(zhuǎn)子按軸封凹窩找中心時(shí)應(yīng)使左側(cè)間隙大于右側(cè)間隙(油楔軸承例外)。第28頁(yè)/共39頁(yè)③凝汽器的影響：如果汽輪機(jī)的凝汽器跟低壓缸排汽口多為剛性連接，凝汽器底部用彈簧支承，當(dāng)在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)凝汽器內(nèi)水的重量作用在低壓缸排汽口上使低壓缸下沉，造成軸封上部間隙減小。④上下缸溫差的影響：運(yùn)行中由于上下汽缸的溫差，造成汽缸拱背使前后軸封下部間隙減小。第29頁(yè)/共39頁(yè)軸向定位主要是針對(duì)推拉高中壓缸以及通流間隙的測(cè)量和調(diào)整第30頁(yè)/共39頁(yè)汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子分別用剛性聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，整個(gè)軸系支承在7個(gè)軸瓦上。中低壓間及低電間聯(lián)軸器采用止口對(duì)中，止口的凸凹部設(shè)計(jì)為過盈配合，以確保轉(zhuǎn)子間對(duì)中良好，提高軸系穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)子安裝、解體時(shí)分別用工藝螺栓和頂開螺釘進(jìn)行把緊和解聯(lián)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子間設(shè)計(jì)有足夠的動(dòng)靜間隙，因此低電間聯(lián)軸器：解體時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子向后移動(dòng)以使止口脫開；把緊時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子向前移動(dòng)，恢復(fù)原位以使止口嵌合。

第31頁(yè)/共39頁(yè)中低壓間聯(lián)軸器的解聯(lián)和把緊有兩種方式：a）通過推、拉低壓轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以使中低壓間止口脫開、嵌合；此方式受低壓缸通流影響，頂開間隙小，一般只在全實(shí)缸找中心時(shí)使用，起吊轉(zhuǎn)子時(shí)由于一般不采用。第32頁(yè)/共39頁(yè)b）解開推力軸瓦，通過推、拉高中壓轉(zhuǎn)子以使中低壓間止口脫開、嵌合。由于高中壓通流間隙較小（遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于止口深度），在推、拉高中壓轉(zhuǎn)子的同時(shí)必須推、拉高中壓汽缸，因此在中低壓軸承箱上設(shè)計(jì)有汽缸移動(dòng)工具，高中壓缸推缸和拉缸過程。第33頁(yè)/共39頁(yè)第34頁(yè)/共39頁(yè)推拉缸的注意事項(xiàng)：1、每個(gè)推拉裝置上使用2個(gè)千斤頂，以防止將推拉裝置頂彎。2、應(yīng)在汽缸兩側(cè)中箱和前箱軸向位置架表，以監(jiān)視汽缸移動(dòng)量，一般移動(dòng)量為13～15mm。3、兩側(cè)推拉裝置應(yīng)同時(shí)運(yùn)動(dòng)，監(jiān)視左右兩側(cè)表讀數(shù)，一般不超過0.20mm，以防頂偏汽缸，損壞滑銷系統(tǒng)。4、由于高中壓缸通流間隙小，在推拉缸過程中應(yīng)時(shí)刻監(jiān)視高中壓轉(zhuǎn)子通流間隙變化，隨時(shí)頂轉(zhuǎn)子使之與汽缸保持一定間隙。第35頁(yè)/共39頁(yè)機(jī)械零位：通流測(cè)量時(shí)由于推拉缸或者推力瓦取