汽輪機軸系靠背輪連接技術(shù)探討

時間：2019-07-05作者：河北國源電氣股份有限公司瀏覽：47

　　摘要：以蘭溪電廠#1、#2機組東方汽輪機廠生產(chǎn)的N600-24.2/566/566型汽輪機安裝為基礎(chǔ)，借鑒北侖二期電廠、秦山三期電站日立公司矢量圖和計算書，結(jié)合以往汽輪機軸系靠背輪連接研究經(jīng)驗，對汽輪機軸系靠背輪連接的整套工序以及在連接過程中的矢量合成法進行了論述，并在現(xiàn)場安裝工作中取得良好的效果。
　　關(guān)鍵詞：汽輪機；對輪中心；矢量圖
　　一、引言
　　在汽輪機機組安裝中，靠背輪連接是很重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。汽輪發(fā)電機組軸系聯(lián)接質(zhì)量對于機組運行各軸承振動及溫度變化有重要影響。以東汽生產(chǎn)的N600-24.2/566/566型汽輪機為例，其工序主要包括：軸系精找中、靠背輪螺孔鉸孔珩磨、螺栓加工配對、對中連接以及靠背輪罩殼安裝。
　　二、軸系精找中
　　在靠背輪連接前進行軸系精找中主要是為了克服基礎(chǔ)沉降以及扣缸后后續(xù)工作對轉(zhuǎn)子中心造成的影響，保證軸系對輪中心滿足開口及外緣偏差要求。復(fù)找中心調(diào)整與初找中心調(diào)整基本一樣，也要根據(jù)各對輪中心數(shù)據(jù)來確定調(diào)整方法及對象。復(fù)找中心調(diào)整應(yīng)考慮調(diào)整后其通流間隙、油檔間隙的變化情況以及瓦枕墊片調(diào)整后接觸面情況。由于已經(jīng)扣缸，通流間隙無法復(fù)測，根據(jù)計算和通流間隙的偏差要求，如果瓦枕墊片調(diào)整量在0.10mm內(nèi)時認為是可以接受的，油檔間隙可以通過擋油環(huán)的調(diào)整螺釘進行調(diào)整。在轉(zhuǎn)子中心調(diào)整好之后，應(yīng)重新測量轉(zhuǎn)子揚度和油檔間隙，并做好記錄。在每個轉(zhuǎn)子軸頸上澆干凈透平油，用行車盤動轉(zhuǎn)子，旋轉(zhuǎn)方向必須與轉(zhuǎn)子的運行方向一致（從車頭看為逆時針）。首先必須轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子5分鐘以上消除彈性變形，在表計讀數(shù)穩(wěn)定后再進行測量工作。低壓A轉(zhuǎn)子與高中壓轉(zhuǎn)子找中，低壓A轉(zhuǎn)子與高中壓轉(zhuǎn)子對輪端面張口值為0.00mm，外圓錯位以低壓A轉(zhuǎn)子為準，高中壓轉(zhuǎn)子中心放低0.76mm。低壓A轉(zhuǎn)子與低壓B轉(zhuǎn)子找中，低壓A轉(zhuǎn)子與低壓B轉(zhuǎn)子對輪端面上張口值為0.14mm，外圓錯位以低壓A轉(zhuǎn)子為準，低壓B轉(zhuǎn)子中心放低0.01mm。發(fā)電機轉(zhuǎn)子與低壓B轉(zhuǎn)子找中，低壓B轉(zhuǎn)子與發(fā)電機轉(zhuǎn)子對輪端面張口值為0.00mm，外圓錯位以低壓B轉(zhuǎn)子為準，發(fā)電機轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器中心放低0.31mm。
　　三、高中壓轉(zhuǎn)子與低壓A轉(zhuǎn)子拉緊止口
　　高中壓轉(zhuǎn)子與低壓A轉(zhuǎn)子中心復(fù)找后拉緊止口，拉緊前必須用頂緊架子將前箱臺板固定，防止在推拉過程中臺板產(chǎn)生偏移。在低壓A轉(zhuǎn)子設(shè)立頂針限位，架設(shè)百分表，防止低壓A轉(zhuǎn)子向調(diào)端竄動。在高中壓轉(zhuǎn)子推力盤處和缸體貓爪處左右各架設(shè)百分表，監(jiān)測轉(zhuǎn)子和缸體的移動情況。同時在前箱左右架設(shè)百分表，監(jiān)視前箱左右方向的偏移，一般不得大于0.02mm。在#3油檔上方架設(shè)百分表監(jiān)視轉(zhuǎn)子上下方向的變化情況。用千斤頂及廠供抬軸工具將高中壓轉(zhuǎn)子緩慢抬起，使高中壓轉(zhuǎn)子和低壓A轉(zhuǎn)子完全同心，用標準的白鋼條在兩靠背輪外緣測量上下左右無錯口。然后用臨時工藝螺栓緩慢拉緊轉(zhuǎn)子止口，每次拉緊量不超過1mm，在靠背輪間距減少的同時必須同步地將高中壓缸用推拉裝置往電端移動，架設(shè)百分表監(jiān)視左右移動偏差；加工各種規(guī)格厚度的貓爪立鍵，控制高中壓缸的移動距離，防止內(nèi)部通流部件產(chǎn)生碰撞損壞。
　　四、推力瓦安裝
　　清理推力軸承球面，涂一層清潔汽輪機潤滑油，吊裝下半推力軸承體；安裝下半正反墊環(huán)及推力瓦塊。中分面去除毛刺，吊裝上半推力軸承體；安裝上半正反墊環(huán)及推力瓦塊。推力軸承套上下緊固螺釘把緊力矩為790-980Nm。
　　五、高中壓缸支撐貓爪轉(zhuǎn)換
　　架設(shè)百分表，用廠家提供的千斤頂轉(zhuǎn)換高中壓缸的貓爪支撐。將下缸貓爪處的工藝墊片切換到運行墊片，使高中壓缸成為運行狀態(tài)下的上缸貓爪支撐。轉(zhuǎn)換時在外把式軸封處（1號軸封#1、#2段汽封圈和2號軸封#4汽封圈）和貓爪處底部及左右架設(shè)百分表，嚴格監(jiān)視變化情況，貓爪處偏差不得超過0.02mm。
　　六、低壓A-B轉(zhuǎn)子間墊片檢查
　　在低壓A、B缸之間采用靠背輪墊片。根據(jù)實測數(shù)據(jù)加工墊片，清理靠背輪墊片，表面清潔無毛刺，復(fù)核靠背輪墊片厚度數(shù)據(jù)，墊片厚度偏差≤0.02mm，平行度偏差≤0.02mm。利用靠背輪頂開螺釘，將輪面距離拉開，注意轉(zhuǎn)子只需頂開3-4mm即可，架百分表監(jiān)視移動量不準超過軸竄值，裝入輪間墊片，注意墊片安裝方向；再用工藝引導(dǎo)銷將聯(lián)軸器端面合攏。
　　七、臨時螺栓連接
　　根據(jù)各靠背輪螺栓孔直徑，每只靠背輪廠家提供了4只螺栓，直徑小于螺栓孔直徑0.5mm左右。清理螺紋毛刺，螺紋處涂一層薄薄的防咬劑。每個靠背輪應(yīng)按找中心時的相對位置對正。同時應(yīng)根據(jù)兩靠背輪端面瓢偏值進行修正，然后慢慢的拉緊。拉到一定程度時，用標準的白鋼條在兩靠背輪螺栓孔內(nèi)進行測量上下左右，盡量保持兩靠背輪螺栓孔同心度一致。然后，將對稱水平面的兩只臨時螺栓裝入拉緊，注意監(jiān)視百分表，然后安裝上下對稱臨時螺栓，此時慢慢地盤動轉(zhuǎn)子，在圓周8等分點上測量靠背輪外緣晃動度，每個測點相對變化值應(yīng)小于0.02mm。
　　八、靠背輪鉸孔及螺栓配對
　　靠背輪中心對好臨時拉緊后，由廠家安排進行鉸孔。鉸孔采用廠家自己提供的可調(diào)節(jié)鉸刀。首先鏜、鉸水平方向靠臨時螺栓邊的螺孔，鏜、鉸好后，配上正式螺栓，然后鏜、鉸上面螺孔，配好正式螺栓，此時，慢慢地盤動轉(zhuǎn)子，測量靠背輪外圓晃動度，應(yīng)不超過0.02mm，然后依次鏜、鉸其他螺孔。鏜、鉸好的螺孔應(yīng)與靠背輪的法蘭端面垂直，不得偏斜。由于現(xiàn)場鉸孔，并且靠背輪螺栓是按照鉸孔后的螺孔直徑進行一一對應(yīng)加工的，加工回來后的螺栓無法更改安裝位置，所以我們采取了對加工好的螺栓進行稱重，而后根據(jù)對應(yīng)螺栓重量的差值對螺母和保險墊片進行配對。在螺栓送出加工前，對毛胚螺栓進行測量和稱重，以免加工后相差過大造成配對困難。螺栓加工完成后，進行再次稱重，對應(yīng)螺栓重量的差值由螺母和保險墊片進行相應(yīng)補償，在靠背輪直徑方向?qū)ΨQ的兩只螺栓、螺母及保險墊片的總重量差應(yīng)不大于5克，敲鋼印做好記號。
　　九、靠背輪連接
　　清理檢查靠背輪螺孔，要求粗糙度為0.8，內(nèi)部無臟物；清理螺紋毛刺，使螺紋處于良好狀態(tài)；螺紋處涂一層薄薄的防咬劑。用廠家提供專用工具測量原始長度。連接螺栓上涂抹薄薄一層二硫化鉬，用銅棒輕輕地敲入。裝好后螺栓與螺孔應(yīng)作對應(yīng)的鋼印標記。分別均勻緊固全部螺栓，運用了矢量合成法對整個緊固過程進行全程監(jiān)護、調(diào)整，以保證緊固完畢后靠背輪晃度變化在要求范圍內(nèi)。緊固后測螺栓拉伸量，用保險墊片鎖緊螺栓。安裝靠背輪罩殼，確保其埋入轉(zhuǎn)子靠背輪凹肩內(nèi)，與轉(zhuǎn)子間隙符合設(shè)計要求。
　　十、矢量合成法
　　由于螺栓緊固順序?qū)τ诼?lián)軸器聯(lián)接過程中的晃動變化具有關(guān)鍵影響，所以最終圓周晃動顯得尤為重要?？勘齿喕蝿邮噶亢铣煞軌蚝芎玫胤治雎?lián)軸器聯(lián)接過程中的晃動變化，并通過螺栓緊固順序調(diào)整達到保證最終晃動合格的作用。矢量合成的兩大要素：角度和數(shù)值的計算方法，角度以單個晃動的逐個疊加合成確定；數(shù)值以單個晃動的最大值作為合成后的晃動近似值。整個靠背輪聯(lián)接工作分為三步走順序，初始狀態(tài)矢量合成數(shù)據(jù)作為第一步緊固對稱四顆螺栓50%緊力的依據(jù)；一步步依次調(diào)整，直至最終合格。以浙江蘭溪電廠#1機組高中壓-低壓A轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器晃動矢量分析圖為例。
　　高中壓電端靠背輪單獨晃動合成后最大為0.01mm，方向146.7°。低壓A調(diào)端靠背輪單獨晃動合成后最大為0.005mm，方向135°。以矢量終點為圓心，0.025mm允許變化范圍為半徑畫圓作為目標范圍。
　　過程一：緊固270°、90°、0°、180°處的四顆螺栓至50%緊力后，通過百分表測量得：高中壓電端靠背輪晃動合成后最大為0.02mm，方向345.4°，低壓A調(diào)端靠背輪晃動合成后最大為0.02mm，方向200.7°。由此可知，高中壓電端靠背輪晃動合成后最大值已超出目標范圍。
　　過程二：通過先緊固345.4°方向處螺栓至50%緊力后，再依次以對稱緊固方法將剩余螺栓全部緊固至50%緊力后，通過百分表測量得：高中壓電端靠背輪晃動合成后最大為0.01mm，方向324.7°低壓A調(diào)端靠背輪晃動合成后最大為0.015mm，方向231.6°，由此可知，此時高壓電端靠背輪晃動合成后最大值已在目標范圍內(nèi)。
　　最終：先緊固324.7°方向處螺栓至100%緊力后，再依次以對稱緊固方法將剩余螺栓全部緊固至100%緊力后，通過百分表測量得：高壓電端靠背輪晃動合成后最大為0.005mm，方向292.5°，中壓調(diào)端靠背輪晃動合成后最大為0.015mm，方向252.9°。
　　十一、注意事項
　　每個靠背輪的晃度符合時要注意它們晃度最大點的方向，如果方向相反，需要重新進行調(diào)整連接。（如一個靠背輪為+0.015mm，另一個為-0.015mm）。利用螺栓的緊力和緊定的先后次序來調(diào)整靠背輪晃度時，必須保證緊力在廠家緊力的允許范圍內(nèi)。在靠背輪同心度合格的狀態(tài)下，可以采取對晃度大的方向上的螺栓先緊定，然后再緊其對稱的螺栓。在緊螺栓時要注意控制螺栓兩端面與螺母端面的距離應(yīng)盡量一致，單根螺栓的前后、所有單側(cè)的螺栓都要求盡量達到要求。接螺栓應(yīng)使用用銅棒輕輕地敲入，發(fā)現(xiàn)阻礙不得強行蠻力敲進，否則有可能引起靠背輪卡住導(dǎo)致連接時晃度難以調(diào)整。
　　十二、結(jié)論
　　上述汽輪機安裝工藝在浙江蘭溪電廠實踐運用中取得了良好效果，并為推廣應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。不足之處在于該工藝中矢量合成的數(shù)值是取單個矢量中最大值作為近似量，為了最大程度地接近實際值，必須采取在圓周方向上盡量多測單個晃動的方法，但是晃動測的越多，勢必造成測量、人為出現(xiàn)誤差的可能性越大。另外，為了盡量減少偶然誤差對矢量合成造成的偏差性，需要從單個靠背輪晃動測量開始，直到靠背輪聯(lián)接結(jié)束合格為止，采用定人、定測量工具的辦法，但目前在實際操作過程中還是存在一定難度的。




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