關(guān)于390MW燃汽輪機(jī)本體大修中的幾個(gè)關(guān)鍵問題

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摘要：汽輪機(jī)是發(fā)電廠的重要設(shè)備，一旦發(fā)生故障一般會(huì)造成比較嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，本文通過分析某發(fā)電廠390MW燃汽輪機(jī)本體的結(jié)構(gòu)，390MW燃汽輪機(jī)隔板找中心、轉(zhuǎn)子軸系找中心、通流間隙的調(diào)整、聯(lián)軸器檢修、軸瓦修刮的關(guān)鍵技術(shù)問題，可供同類型燃汽輪機(jī)本體檢修參考。

關(guān)鍵詞：390MW機(jī)組；通流間隙；軸系找中；軸瓦修刮；轉(zhuǎn)子

某發(fā)電廠3號(hào)機(jī)組是東方汽輪機(jī)廠和日本三菱合作制造的亞臨界、一次中間再熱、雙缸排汽、單軸、凝汽式汽輪機(jī)，為了提高機(jī)組效率，確保檢修質(zhì)量，2013年進(jìn)行大修，開展了汽輪機(jī)通流間隙的調(diào)整、轉(zhuǎn)子軸系找中心、隔板找中心、聯(lián)軸器檢修等工作。通過現(xiàn)場(chǎng)探索，本文提出了上述工作的關(guān)鍵技術(shù)問題。

一、390MW燃汽輪機(jī)組的結(jié)構(gòu)

該機(jī)組采用了高中壓缸合缸、雙層缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，低壓缸采用雙流向布置，雙層缸結(jié)構(gòu)。高中壓轉(zhuǎn)子采用無(wú)中心孔合金鋼整鍛轉(zhuǎn)子，高壓轉(zhuǎn)子由1個(gè)沖動(dòng)式調(diào)節(jié)級(jí)和8個(gè)沖動(dòng)式壓力級(jí)構(gòu)成，中壓轉(zhuǎn)子由6個(gè)沖動(dòng)式壓力級(jí)構(gòu)成，低壓轉(zhuǎn)子為雙分流合金鋼整鍛轉(zhuǎn)子，正反向各7級(jí)。機(jī)組共有8個(gè)支持軸承，其中燃機(jī)有2個(gè)可傾瓦支持軸承和1個(gè)推力軸承，汽輪機(jī)4個(gè)支持軸承（其中3、4軸承是可傾瓦，5、6軸承是橢圓形瓦），發(fā)電機(jī)2個(gè)支持軸承。推力瓦軸承位于燃機(jī)#2軸承座內(nèi)，軸系軸向位置是靠燃機(jī)轉(zhuǎn)子爐端推力盤來定位的。推力盤包圍在推力軸承中，構(gòu)成機(jī)組動(dòng)靜之間的死點(diǎn)，轉(zhuǎn)子以此向兩端膨脹。

轉(zhuǎn)子示意圖如圖1所示：

二、390MW燃汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸系找中心

在燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組汽輪機(jī)軸系找中心測(cè)量時(shí)，與以往單汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸系找中心有所不同，因?yàn)橥屏S承是位于燃機(jī)#2軸承座內(nèi)。燃機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向位移直接影響到汽輪機(jī)通流間隙及軸系中心，在找中心時(shí)，由于燃機(jī)轉(zhuǎn)子在檢修中不宜經(jīng)常盤動(dòng)，所以改變了以往的測(cè)量方法。圓周依舊使用百分表，而張口則使用內(nèi)徑百分表，兩端聯(lián)軸器不使用銅銷子連接，改為1條轉(zhuǎn)子單獨(dú)盤車，這種方法雖然在操作上比較繁瑣，但是提高了測(cè)量的 準(zhǔn)確性，減少測(cè)量誤差，對(duì)以后的調(diào)整是有很大益處的。

軸系示意圖如圖2所示：

在解體過程中，轉(zhuǎn)子分別在全實(shí)缸、半實(shí)缸狀態(tài)下找了對(duì)輪中心，為了減少合全實(shí)缸的次數(shù)，采用半實(shí)缸找中心的數(shù)據(jù)調(diào)整軸瓦墊片，調(diào)整中心數(shù)據(jù)合格，整個(gè)軸系中心以低壓轉(zhuǎn)子為水平，向兩端逐一找中心，中低和低發(fā)中心采用調(diào)整軸瓦墊片進(jìn)行調(diào)整，燃高中心則采用調(diào)整燃機(jī)前后支撐底部墊片來調(diào)整中心，燃高中心調(diào)整時(shí)一定要注意燃機(jī)轉(zhuǎn)子的前后支撐座的位置保持不變，否則會(huì)直接影響汽輪機(jī)外引K值，從而直接影響通流間隙，影響機(jī)組的安全運(yùn)行。

可傾瓦上下或左右的調(diào)整量較大，則除對(duì)墊鐵進(jìn)行調(diào)整外，還要進(jìn)行刮研以消除軸承體與軸承箱洼窩的間隙，以保證軸承的穩(wěn)定運(yùn)行。軸系找中的難度大，技術(shù)復(fù)雜，調(diào)整一次耗時(shí)耗工，所以要充分考慮軸承揚(yáng)度，軸瓦徑向間隙，軸承與軸承箱洼窩接觸以及外部環(huán)境對(duì)測(cè)量造成的影響，有稍微失誤就會(huì)造成工期的耽誤。在此次大修中，軸系找中心的同時(shí)進(jìn)行了凝汽器高水位灌水查漏，結(jié)果造成中心發(fā)生變化，將凝汽器內(nèi)的水放空以后，中心數(shù)據(jù)才得以復(fù)原，使工期出現(xiàn)了一定的延誤。因此在以后的大修中，如果要進(jìn)行凝汽器灌水，灌水高度應(yīng)與正常工況下凝汽器水位標(biāo)高相同，否則可能導(dǎo)致凝汽器波紋節(jié)永久變形。

三、390MW燃汽輪機(jī)隔板中心及通流間隙的調(diào)整

隔板找正的目的是為了修正通流間隙以及減少汽封的調(diào)整量，是一項(xiàng)比較重要的工序。在此次大修中，首先采用拉鋼絲法測(cè)量隔板中心。此種辦法的優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但是準(zhǔn)確度較差。因?yàn)槔摻z工具自制，尤其是測(cè)量工具簡(jiǎn)單，對(duì)測(cè)量人員要求較高，要有足夠的耐心和細(xì)心，測(cè)量的誤差也較大。在計(jì)算時(shí)還要考慮鋼絲的靜撓度，耗時(shí)耗工，因此在做完高中壓缸的測(cè)量工作后就放棄了這方法。在低壓缸測(cè)量中，采用底部用轉(zhuǎn)子壓鉛塊，即將隔板及軸封的汽封塊全部拆除，在底部放置特制的鉛塊，將轉(zhuǎn)子回落到汽缸內(nèi)，兩側(cè)用內(nèi)徑百分表或塞尺（用標(biāo)準(zhǔn)量塊配合）測(cè)量，底部則吊起轉(zhuǎn)子后測(cè)量鉛塊的厚度。此方法簡(jiǎn)單快捷，測(cè)量結(jié)果比較真實(shí)。

在高中壓缸隔板下沉（上抬）量的測(cè)量中，采取用百分表直接測(cè)量，即在高中壓缸下隔板吊裝到位后，在3、4號(hào)軸承座上架設(shè)牢固一根內(nèi)徑100mm的無(wú)縫鋼管；將磁性百分表架固定在無(wú)縫鋼管上，百分表針指向各級(jí)隔板，記錄下原始數(shù)值；逐級(jí)吊入上隔板，上汽缸，模擬全空缸狀態(tài)，記錄各百分表數(shù)值，數(shù)值變化量即為隔板的下沉（上抬）量。此法非常簡(jiǎn)便，需要注意的是，架設(shè)的無(wú)縫鋼管一定要牢固，否則測(cè)量出來的數(shù)據(jù)是不真實(shí)的。另外由于汽缸剛度的差異，全缸狀態(tài)和半缸狀態(tài)測(cè)量的隔板中心、通流間隙等數(shù)值存在著較大差異。進(jìn)行全缸找隔板中心的目的是讓汽輪機(jī)盡可能地接近運(yùn)行狀態(tài)，將該狀態(tài)的中心值與半缸狀態(tài)的中心值進(jìn)行比較，以其變化作為半缸狀態(tài)時(shí)隔板找中心、調(diào)整通流間隙的修正值。

在隔板找中心完成后，即可進(jìn)行通流間隙的調(diào)整。通流間隙測(cè)量時(shí)，應(yīng)注意轉(zhuǎn)子按K值定位，軸向定位準(zhǔn)確后才能進(jìn)行軸向間隙的測(cè)量?？衫眯ㄐ稳摺⑷叩裙ぞ邷y(cè)量軸向通流間隙數(shù)據(jù)，徑向間隙測(cè)量則采用傳統(tǒng)的貼膠布測(cè)量。各別齒間隙偏小則對(duì)汽封或阻汽片進(jìn)行修刮，修刮時(shí)對(duì)相鄰部位按圓弧規(guī)則也要進(jìn)行修刮；但若間隙過大，則需修刮汽封背部。另外隔板結(jié)合面如果存在間隙不僅會(huì)泄漏蒸汽，還會(huì)影響汽封間隙的調(diào)整。所以在通流間隙調(diào)整中，隔板結(jié)合面間隙一定要消除在合格范圍內(nèi)。

四、聯(lián)軸器檢修

本機(jī)組軸系共有3個(gè)對(duì)輪，分別是燃機(jī)轉(zhuǎn)子與高中壓轉(zhuǎn)子對(duì)輪、高中壓轉(zhuǎn)子與低壓轉(zhuǎn)子對(duì)輪，低壓轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)輪。對(duì)輪檢修要十分仔細(xì)，清理時(shí)一絲不茍。要詳細(xì)檢修銷孔、墊片發(fā)現(xiàn)毛刺、凸起等異常情況時(shí)，應(yīng)將其磨光、磨平，并用白布清理干凈。對(duì)輪端面及外圓不應(yīng)有凸起和毛刺，以免影響測(cè)量中心的準(zhǔn)確性和組裝的準(zhǔn)確性。螺栓要對(duì)號(hào)入座，螺栓裝配間隙符合要求。拉緊對(duì)輪時(shí)，必須使用檢修螺栓。

汽輪機(jī)檢修中對(duì)輪的瓢偏以及同心度的測(cè)量是一項(xiàng)比較重要的工作。檢修過程中如果對(duì)輪同心度超標(biāo)，當(dāng)螺栓緊固后，可能會(huì)引起另一側(cè)軸頸晃度增大，在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)發(fā)生振動(dòng)。本次對(duì)輪連接中，先用4個(gè)對(duì)輪螺栓將對(duì)輪連接，測(cè)量對(duì)輪8等分晃動(dòng)值并調(diào)整到要求范圍內(nèi)。用千斤頂將兩個(gè)對(duì)輪頂?shù)酵模瓟n兩個(gè)對(duì)輪，擰緊4個(gè)螺栓，松去千斤頂。在180°方向穿入并對(duì)稱擰緊剩余所有螺栓。分別測(cè)量對(duì)輪8等分外圓同心度在0.03mm以內(nèi)。緊對(duì)輪螺栓時(shí)緊的順序、緊力不同也會(huì)造成同心度的變化。當(dāng)連接后的同心度超出允許值時(shí)，將同心度最大側(cè)的2至3個(gè)螺栓松開，按螺栓伸長(zhǎng)量允許值的最小值緊固，調(diào)整至合格范圍內(nèi)。

五、軸瓦修刮

本次大修機(jī)組5、6號(hào)瓦是橢圓形軸瓦，怎樣修刮才能使軸瓦達(dá)到理想的狀態(tài)、尺寸與光潔度的要求呢？這里介紹兩種方法：一是手工修刮；二是用機(jī)床加工來保證。

1、手工修刮。為使軸瓦達(dá)到正確的形狀與尺寸，用手工修刮的軸瓦需要使用一個(gè)假軸（或稱測(cè)量軸）來進(jìn)行修刮，才有可靠地保證。這個(gè)假軸的直徑大于工作軸頸的直徑，也就是說，假軸的直徑等于工作軸的直徑加上預(yù)期得到的油楔間隙。修刮軸瓦時(shí)使之與假軸相配。這樣刮出來的軸瓦能保證時(shí)圓形的，軸瓦與工作軸頸之間有徑差，得到了預(yù)期的楔形間隙。并且，工作軸頸與軸瓦下部應(yīng)是線接觸。由于修刮加工誤差與變形，實(shí)際接觸是一條窄面，這條沿軸向的窄面一般不應(yīng)超過10mm，按假軸修刮的每一半軸瓦，應(yīng)在整個(gè)半只軸瓦表面上都與假軸相配。修刮光潔度越高越利于油膜的形成。尤其是軸瓦下部60°～70°的部位，一般是建立油膜產(chǎn)生油壓的區(qū)域，因此必須十分光潔。在此范圍內(nèi)不允許開油孔油槽，不允許有氣孔、砂眼等缺陷，更不允許有刮凹坑存油。

假軸的尺寸怎樣決定呢？其直徑要比工作軸頸大多少呢？這是根據(jù)預(yù)期要得到的楔形間隙大小來決定的。對(duì)圓柱軸承來說，假軸的直徑應(yīng)等于工作軸頸的直徑加上頂部間隙。對(duì)于橢圓軸承來說，假軸直徑還要大些。鑒于軸承溫度往往偏高，我們建議采用橢圓軸承，即把工作軸瓦與工作軸頸水平側(cè)間隙加大一些，以增大油量降低軸承溫度。

2、不用手工修刮，而采用機(jī)加工方法來達(dá)到對(duì)軸瓦形狀尺寸、光潔度的要求，精度會(huì)更有保障。具體做法是，在車制軸瓦內(nèi)孔時(shí)，先在軸承中分面上墊上墊片，然后要求把軸瓦內(nèi)孔車大一些，使用軸承時(shí)把中分面的墊片去掉，來保證軸瓦與工作軸頸的頂部間隙。

參考文獻(xiàn)：

[1]火力發(fā)電職業(yè)技能培訓(xùn)教材編委會(huì)，汽輪機(jī)設(shè)備檢修[M]，北京：中國(guó)電力出版社，2005