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        淺談汽輪機發(fā)電機組的聯(lián)軸器找中方法及應(yīng)用

        2013-10-14 11:01:18陸旭明
        機械制造與自動化 2013年4期
        關(guān)鍵詞:汽輪機發(fā)電機

        陸旭明

        (南京汽輪電機(集團)有限責任公司 ,江蘇南京 210037)

        0 引言

        汽輪機聯(lián)軸器找中心是其安裝過程中及其重要且難度較大的環(huán)節(jié)。如果汽輪機聯(lián)軸器中心偏差超標,會為機組運行埋下眾多安全隱患甚至會引起運行事故,主要體現(xiàn)在聯(lián)軸器端面張口值及圓心偏差值超標引起的支持軸承負荷過重,軸瓦油溫升高,機組產(chǎn)生振動等。為使汽輪機安裝達到規(guī)程規(guī)范要求并能正常投產(chǎn)運行,安裝過程中必須進行聯(lián)軸器找中心,通過此項使汽輪機各轉(zhuǎn)子的軸系連成一條連續(xù)光滑的曲線,并將軸系的揚度調(diào)整到設(shè)計要求,本文主要探討汽輪機聯(lián)軸器找中心的方法及步驟。

        1 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)

        聯(lián)軸器又稱靠背輪,是用來連接汽輪機轉(zhuǎn)子和發(fā)電機轉(zhuǎn)子的重要部件,通過它把汽輪機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動扭矩傳遞給發(fā)電機轉(zhuǎn)子。中、小汽輪機與發(fā)電機轉(zhuǎn)子采用剛性聯(lián)軸器連接,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        圖1 汽輪機、發(fā)電機轉(zhuǎn)子連接示意圖

        汽輪機與發(fā)電機聯(lián)軸器連接可分為剛性、半撓性和撓性三種,中、小汽輪機與發(fā)電機聯(lián)軸器是剛性聯(lián)接,在運行中兩個聯(lián)軸器之間不允許有相對位移。因此,在機組安裝時,務(wù)必使兩軸嚴格找中,就是圓和開口必須嚴格控制在設(shè)計要求范圍內(nèi)。否則會造成兩軸殘留的相對傾斜度和不同軸度,運行時將在被連接的軸和軸承中引起附加載荷,一般會造成軸承瓦面的磨損,嚴重時引發(fā)機組的振動,影響機組的正常安全運行。

        因此,聯(lián)軸找中心的目的是:

        1)使汽輪機的轉(zhuǎn)動部件與靜止部件在運行中,其中心偏差不超過規(guī)定的數(shù)值,以保證轉(zhuǎn)動與靜止部件在徑向不發(fā)生觸碰。

        2)使汽輪發(fā)電機組各轉(zhuǎn)子的中心線能連接成為一根連續(xù)的曲線,以保證各轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器連接成為一根連續(xù)的軸,從而在轉(zhuǎn)動時,對軸承不致產(chǎn)生周期性交變作用力,避免發(fā)生振動。

        2 聯(lián)軸器找中心注意事項

        1)檢查軸瓦安裝的正確性及各軸瓦在洼窩內(nèi)的坐落和接觸是否良好,以保證轉(zhuǎn)子在軸瓦內(nèi)不致左右擺動。

        2)檢查擋油環(huán)和汽封等各部分的間隙,確信轉(zhuǎn)子未壓在擋油環(huán)和汽封齒上。

        3)對于長度較大的半撓性的波紋聯(lián)軸器,應(yīng)按制造廠的規(guī)定,在每次測量時,用千斤頂將該聯(lián)軸器預(yù)先抬高一定的數(shù)值,以補償其下垂。

        4)對于帶軟軸的聯(lián)軸器,應(yīng)使用專用卡子將聯(lián)軸器與軸臨時固定,

        并使聯(lián)軸器外圓周的晃動度小于0.03 mm。在聯(lián)軸器正式組合好后,才允許拆除卡子,以防因聯(lián)軸器連接止口松動使兩半聯(lián)軸器不同心。

        5)對于某些形式的機組,還應(yīng)按照制造廠的要求,在一些特殊的條件下進行聯(lián)軸器的中心測量工作,如在凝汽器內(nèi)灌水等。

        6)在測量時,兩半聯(lián)軸器間不許有任何剛性連接。如需用銷子臨時連接兩半聯(lián)軸器以便能同時盤動兩轉(zhuǎn)子時,每次測量前,必須用手檢查銷子是否蹩勁。若用吊車盤動轉(zhuǎn)子,鋼絲繩也應(yīng)稍微松開,不許吃勁,保證轉(zhuǎn)子不因受扭力而發(fā)生位移。

        7)測量記錄上應(yīng)注明專用卡子固定在哪側(cè)聯(lián)軸器上。

        3 聯(lián)軸器找中心產(chǎn)生誤差的原因

        1)軸瓦轉(zhuǎn)子安裝方面。如翻瓦調(diào)整墊片后重新裝入的位置與原來位置不同,軸頸在軸瓦以及軸瓦在洼窩內(nèi)的座落和接觸不良或軸瓦兩側(cè)墊鐵有間隙,使轉(zhuǎn)子位置不穩(wěn)定等。

        2)測量方面。如測量時,由于盤動轉(zhuǎn)子的鋼絲繩未松,臨時連接的銷子蹩勁等,使轉(zhuǎn)子受扭力而發(fā)生微量移動;用百分表測量時,百分表固定不牢靠,盤動轉(zhuǎn)子時位置改變;百分表測量桿接觸的表面不平,聯(lián)軸器錯位;讀表誤差等;用塞尺測量時,工作人員經(jīng)驗不足,塞入力量和深度不一致造成誤差。

        3)調(diào)整墊片方面。墊片數(shù)目過多,墊片不平,有毛刺或?qū)挾冗^大,結(jié)果使墊鐵卡住引起誤差。

        4)軸瓦垂直方向移動量過大引起的誤差。由于調(diào)整墊鐵具有一定的寬度,在軸瓦向上(或向下)移動時,兩側(cè)墊鐵上端所需增加(或減少)墊片厚度的數(shù)值跟上述按中心線計算所得數(shù)值有一定的偏差,它不但會使兩側(cè)墊鐵接觸變壞,也會使調(diào)整中心工作產(chǎn)生誤差。

        4 找中的數(shù)值計算和調(diào)整

        在聯(lián)軸器找中心工作中,以汽輪機轉(zhuǎn)子中心為基準,找正發(fā)電機轉(zhuǎn)子中心,可按如下方法計算軸瓦移動量的。

        a)端面距離差值即開口的計算

        如圖2所示,保持圓周差C不變,先算出為消除端面差b,3號軸瓦和4號軸瓦所需要的移動量K'及J',即轉(zhuǎn)子中心線將移動至水平位置。

        圖2 轉(zhuǎn)子中心線移動位置

        根據(jù)三角形相似原理,有

        從圖中看出,K'及J'與b的方向是一致的,即b為上張口時,兩軸瓦向上抬并定為正值;b為下張口時,兩軸瓦向下落并定為負值。

        b)圓周向差值即圓的計算

        平移轉(zhuǎn)子,消除圓周差C,因轉(zhuǎn)子中心線的偏差為圓周差之半,故當轉(zhuǎn)子中心線偏高時定為正值,兩軸瓦就下落C/2,偏低時定為負值就上抬C/2。

        要綜合起來消除b及C所要求的兩軸移動量,便是所求的軸瓦移動量K及J,可列出如下兩式:

        b及C按上面規(guī)定的正、負號代入以上兩式中,計算出的軸瓦移動量K及J為正值時軸瓦上抬,為負值時軸瓦下降。為了便于記憶,同樣可按字母代表的意義,將以上兩式并成一個式子,即:

        軸瓦移動量=軸瓦至聯(lián)軸器端面距離×b/Φ—C/2

        c)軸承墊塊的實際調(diào)整

        對于3號軸瓦,可以通過改變下半軸瓦上三塊調(diào)整墊鐵內(nèi)的墊片來移動軸瓦位置。對于4號軸瓦,可以通過在軸承座與基礎(chǔ)臺板間加減墊片來改變軸瓦垂直方向的位置,將軸承座左右移動來改變軸瓦水平方向位置,加減墊片的厚度及左右移動的數(shù)值,與計算的軸瓦移動量相等。

        d)調(diào)整量的計算

        由于兩側(cè)調(diào)整墊鐵的中心線夾角一般小于90°,致使墊片厚度的調(diào)整值與要求的軸瓦移動量不相等,兩者之間的關(guān)系由圖3可知:

        1)垂直方向移動xb時,下部墊鐵墊片加減值與軸瓦移動量xb相同,兩側(cè)墊鐵墊片厚度同時加(或減)xbcosα

        2)水平方向移動xa時,下部墊鐵不動,兩側(cè)墊鐵片加(或減)xasinα 。

        若軸瓦同時需在垂直及水平方向移動時,兩側(cè)墊片厚度調(diào)整值應(yīng)為上述兩項的代數(shù)和。

        圖3 軸承墊塊調(diào)整圖

        e)調(diào)整時的注意事項

        1)聯(lián)軸器的找中工作應(yīng)在汽輪機的轉(zhuǎn)子中心找中和扣蓋完畢后才進行,必須保證汽輪機后軸承處軸頸水平,即揚度為零。此時是以汽輪機端的靠背輪為基準,通過移動發(fā)電機轉(zhuǎn)子來達到要求。

        2)測量一組端面瓢偏和徑向晃度數(shù)據(jù),據(jù)此判斷發(fā)電機靠背輪的誤差方向,通過調(diào)整發(fā)電機轉(zhuǎn)子的前、后軸承座的上下和左右位置來校正發(fā)電機靠背輪與汽輪機靠背輪端面的瓢偏值。

        3)在聯(lián)軸器找中心測得兩靠背輪外圓數(shù)值時,上下外圓數(shù)值之和應(yīng)等于左右外圓數(shù)值之和。如不相等,則表明測得的數(shù)值有誤差,應(yīng)重新測量。

        4)發(fā)電機的前后軸承處必須要落實,接觸良好,如底部接觸不良,在轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子時,必然造成轉(zhuǎn)子晃動,也會造成測量誤差。發(fā)電機軸頸必須在前后軸承處與軸承接觸良好,瓦口兩側(cè)間隙均勻,如兩側(cè)間隙不均勻或軸瓦傾斜,也會造成測量誤差。當通過調(diào)整后軸承座位置未達到找中目的時,需調(diào)整軸瓦球面座下三個方向的調(diào)整墊片,增加或減少墊片時,要經(jīng)過計算,按比例增減,不能相同。

        5)當聯(lián)軸器找中結(jié)束后,穿上靠背輪螺栓,并緊固后,可在發(fā)電機前軸承軸頸處加一塊百分表,轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子。觀察軸頸處圓周徑向跳動,如為零,則說明聯(lián)軸器找中結(jié)果真實可靠。

        5 結(jié)語

        在現(xiàn)代化的電廠中,為了提高汽輪發(fā)電機組的安裝品質(zhì)和速度,在安裝過程中,可能會采用更加先進的儀器進行聯(lián)軸器找中,但隨著我國汽輪發(fā)電機組出口廣大發(fā)展中國家的數(shù)量日益增長,在國外當?shù)噩F(xiàn)場技術(shù)力量較弱,安裝設(shè)備受到條件限制的情況下,上述的聯(lián)軸器找中方法簡便、易行、實用,能夠確保汽輪機發(fā)電機組的正常運行。

        [1]И.И.基利諾夫,B.A.伊凡諾夫,A.И.基利諾夫著,王中森,黃慶元,孫鰲翻譯,汽輪機及汽輪機裝置[M],(內(nèi)部交流).杭州:杭州工業(yè)汽輪機研究所,1995,5.

        [2]趙永民.汽輪機設(shè)備及運行[M].北京:水利電力出版社,1982.

        [3]潘漢軍,劉婭.聯(lián)軸器對中調(diào)整的分析與計算[J].湛江師范學(xué)院學(xué)報,2004,30(3):37-43.

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