逯穆達(dá)，鄭笑丹

(上海汽輪機(jī)廠有限公司，上海 200240)

某電廠1號(hào)汽輪發(fā)電機(jī)組為1 000 MW等級(jí)超超臨界、 二次再熱、 五缸四排汽抽汽凝汽式汽輪機(jī)。機(jī)組軸系由超高壓轉(zhuǎn)子、高壓轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)子、低壓1號(hào)轉(zhuǎn)子、低壓2 號(hào)轉(zhuǎn)子、 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子連接組成。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子采用單軸承支撐方式，各轉(zhuǎn)子通過(guò)聯(lián)軸器螺栓剛性連接。

在1號(hào)機(jī)組安裝過(guò)程中，機(jī)組的低壓-發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)輪在正常連接后，出現(xiàn)了晃度超差的問(wèn)題。本文針對(duì)該問(wèn)題，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)排查并結(jié)合實(shí)踐，提出一種用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子對(duì)輪晃度超差的工藝方案，確定了轉(zhuǎn)子晃度超差的原因，保證了轉(zhuǎn)子安裝的順利完成及機(jī)組后續(xù)的平穩(wěn)運(yùn)行。

1 瓢偏與晃度的測(cè)量方法

1.1 瓢偏的測(cè)量

在進(jìn)行轉(zhuǎn)子瓢偏測(cè)量時(shí)，從軸承座中分面引出2個(gè)百分表(百分表A和百分表B)接至聯(lián)軸器端面(百分表底部吸牢，防止滑移)，百分表表?xiàng)U布置時(shí)，應(yīng)垂直于被測(cè)轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器端面，靠表的表針盡可能靠近轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器外圓的邊緣。測(cè)量瓢偏時(shí)輪盤(pán)分度如圖1所示。聯(lián)軸器端面做分度標(biāo)識(shí)。

圖1 測(cè)量瓢偏時(shí)輪盤(pán)分度

測(cè)量時(shí)緩慢盤(pán)動(dòng)轉(zhuǎn)子。應(yīng)設(shè)置有效的防軸竄措施，防止轉(zhuǎn)子軸竄過(guò)大，影響測(cè)量結(jié)果。轉(zhuǎn)子每盤(pán)轉(zhuǎn)45°，記錄1次A、B百分表的讀數(shù)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)1圈以后，依據(jù)測(cè)量結(jié)果，計(jì)算2只百分表在每次對(duì)稱位置讀數(shù)中的差值[1]，最大差值減去最小差值再除以2就是該端面的瓢偏值。

某次轉(zhuǎn)子對(duì)輪晃度測(cè)量數(shù)據(jù)如表1所示。依據(jù)聯(lián)軸器分度標(biāo)識(shí)，計(jì)算出對(duì)稱位置兩靠表差值，即A-B的值，填入表中。可以看出，其中最大的A-B值是0.02，而最小的A-B值是-0.02，由此得到該次轉(zhuǎn)子端面的瓢偏值計(jì)算結(jié)果為：[0.02-(-0.02)]÷2=0.02。同時(shí)，可以判斷出位置2是高點(diǎn)，位置6是低點(diǎn)。

表1 某次瓢偏數(shù)據(jù)(單位：mm)

1.2 晃度的測(cè)量

將轉(zhuǎn)子被測(cè)面分成8份，按順序編號(hào)。

從軸承座水平中分面引出數(shù)只百分表，接至被測(cè)量的轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器外圓或軸頸外圓處(百分表底部吸牢，防止滑移)，靠表布置簡(jiǎn)圖如圖2所示。百分表表?xiàng)U布置時(shí)，應(yīng)垂直于被測(cè)量的轉(zhuǎn)子對(duì)輪圓柱面的中心軸線，并對(duì)準(zhǔn)該中心軸線[2]，測(cè)量示意圖如圖3所示。在盤(pán)動(dòng)轉(zhuǎn)子的同時(shí)，觀察百分表的讀數(shù)變化，盤(pán)轉(zhuǎn)子1圈以后，將測(cè)得的最大讀數(shù)減去最小讀數(shù)即為該外圓的晃度。

圖2 測(cè)量晃度時(shí)百分表的架設(shè)位置

圖3 晃度的測(cè)量

2 現(xiàn)場(chǎng)檢修方法

汽輪機(jī)軸系的連接示意如圖4所示，汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子示意如圖5所示。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)輪超差的問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)先對(duì)對(duì)輪各項(xiàng)數(shù)據(jù)檢查復(fù)測(cè)，確定引起超差的原因，找出調(diào)整工作的指導(dǎo)依據(jù)。

圖4 汽輪機(jī)軸系的連接示意

圖5 汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子示意

本文主要以低壓2號(hào)轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接超差作為示例，對(duì)檢修方法做簡(jiǎn)述說(shuō)明。

2.1 確定對(duì)輪超差問(wèn)題區(qū)域

針對(duì)出現(xiàn)超差問(wèn)題的轉(zhuǎn)子對(duì)輪進(jìn)行標(biāo)記。首先，檢查轉(zhuǎn)子是否按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了找中。其次，檢查汽輪機(jī)聯(lián)軸器連接螺栓、轉(zhuǎn)子軸承等可能影響轉(zhuǎn)子晃度、同心度超差的零部件。再次，脫開(kāi)低壓2號(hào)轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，將對(duì)輪圓周做等分對(duì)應(yīng)標(biāo)記。脫開(kāi)轉(zhuǎn)子時(shí)，注意軸承的支撐方式，可準(zhǔn)備必要托架，防止砸傷汽缸。使低壓-發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)輪處于脫開(kāi)未拉緊狀態(tài)，復(fù)核對(duì)輪張口值。若對(duì)輪張口值與設(shè)計(jì)要求不符，則需要根據(jù)軸系對(duì)中數(shù)據(jù)，改變和調(diào)整對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子的支承軸瓦墊塊下墊片的厚度，以符合轉(zhuǎn)子軸系找中心的設(shè)計(jì)要求。

2.2 聯(lián)軸器螺栓稱重

聯(lián)軸器螺栓安裝前應(yīng)稱重。

螺栓應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)力矩規(guī)定值擰緊，各螺栓和螺母應(yīng)稱重配對(duì)，并盡量對(duì)稱布置和安裝。

螺栓連接時(shí)，對(duì)輪螺栓應(yīng)按照十字交叉法對(duì)稱裝入，每裝入對(duì)稱的2個(gè)螺栓后，必須測(cè)量1次對(duì)輪晃動(dòng)，保證對(duì)輪晃度始終小于設(shè)計(jì)要求值。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)對(duì)輪間晃度和瓢偏值

應(yīng)在低壓-發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)輪處于脫開(kāi)狀態(tài)，且聯(lián)軸器螺栓未拉緊狀態(tài)下，進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量。測(cè)量步驟如下：

1)對(duì)低壓2號(hào)轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的對(duì)輪晃度、各軸頸處晃度進(jìn)行檢測(cè)，分別記錄各組測(cè)量數(shù)據(jù)，標(biāo)明對(duì)輪晃度最大的位置。

2)使用外徑千分尺測(cè)量低壓2號(hào)轉(zhuǎn)子電機(jī)端對(duì)輪及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)輪厚度。 測(cè)量時(shí)使用外徑千分尺測(cè)量，根據(jù)對(duì)輪厚度，可加標(biāo)準(zhǔn)量塊疊加測(cè)量，測(cè)量對(duì)應(yīng)各個(gè)螺孔處端面厚度。測(cè)量時(shí)，按對(duì)輪分度標(biāo)記分別測(cè)量并記錄汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)輪厚度；篩選出對(duì)輪端面厚度最大值和對(duì)輪端面厚度測(cè)量最小值，并查找此2處數(shù)值所處的對(duì)輪分度位置；計(jì)算出汽輪機(jī)對(duì)輪厚度最大、最小值的讀數(shù)差值，同時(shí)對(duì)比二者在對(duì)輪的分度對(duì)應(yīng)位置。對(duì)輪厚度測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)情況如圖6所示。

圖6 對(duì)輪厚度的測(cè)量

3)檢查單獨(dú)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子晃度、瓢偏是否合格。

4)上述步驟完成后，重新連接汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)輪，連接后，檢查汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)輪處晃度是否合格，用塞尺檢查連接面是否有間隙，其現(xiàn)場(chǎng)情況如圖7所示。確保轉(zhuǎn)子間緊密連接。

圖7 對(duì)輪接觸面的塞尺測(cè)量

5)檢查轉(zhuǎn)子對(duì)輪晃度是否合格。對(duì)輪晃度檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)情況如圖8所示。

圖8 轉(zhuǎn)子對(duì)輪晃度檢測(cè)

6)記錄安裝過(guò)程中轉(zhuǎn)子對(duì)輪處晃度測(cè)量結(jié)果。

7)如晃度不能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)記錄晃度最大位置及超差值。脫開(kāi)螺釘并更換一組聯(lián)軸器螺栓的位置，重新擰緊螺栓，擰緊順序按十字交叉法擰緊，查看轉(zhuǎn)子晃度是否變化。

8)通過(guò)2次記錄位置及轉(zhuǎn)子分度標(biāo)記，確定轉(zhuǎn)子上晃度最大位置和超差值。

9)根據(jù)轉(zhuǎn)子上晃度最大位置和瓢偏的差值，在轉(zhuǎn)子間對(duì)輪晃度最小處(晃度最大值相反處)試墊墊片，測(cè)試轉(zhuǎn)子晃度變化情況。在電廠修復(fù)過(guò)程中，通過(guò)在晃度最小處增加瓢偏差值厚度的墊片，十字交叉連接4顆臨時(shí)螺栓，螺栓拉緊，同時(shí)將4顆正式螺栓襯套脹緊(螺栓力矩未打)，測(cè)量晃度，低壓-發(fā)電機(jī)對(duì)輪晃度最大值已符合設(shè)計(jì)要求，轉(zhuǎn)子對(duì)輪晃度超差改善明顯，由此確定了轉(zhuǎn)子端面修正值及修正方位。

10)對(duì)修正以后的轉(zhuǎn)子對(duì)輪處重新進(jìn)行清潔。

11)連接汽輪機(jī)-發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，記錄安裝過(guò)程中的晃度測(cè)量結(jié)果。

2.4 其他注意事項(xiàng)及修復(fù)方法

在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)輪晃度現(xiàn)場(chǎng)檢修時(shí)，還應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

1)應(yīng)單獨(dú)檢查發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子晃度、瓢偏是否合格；

2)低壓2號(hào)轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接時(shí)，應(yīng)先將相鄰轉(zhuǎn)子的安裝誤差消除；

3)現(xiàn)場(chǎng)檢修時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)確定有問(wèn)題的轉(zhuǎn)子對(duì)輪晃度的最大值與最小值的位置。

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、修復(fù)汽輪機(jī)晃度超差的工藝如下：

1)通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行找中、緊固聯(lián)軸器螺栓等方式調(diào)整后，晃度有改善的趨勢(shì)，應(yīng)先按施工要求對(duì)轉(zhuǎn)子對(duì)輪進(jìn)行安裝、復(fù)驗(yàn)及調(diào)整；

2) 根據(jù)轉(zhuǎn)子晃度最大位置和瓢偏差值，可嘗試在轉(zhuǎn)子間對(duì)輪晃度最小處(晃度最大值相反處)試墊墊片，測(cè)試轉(zhuǎn)子晃度是否有變化。

如晃度明顯變化并趨向于設(shè)計(jì)值，可視現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況，酌情對(duì)轉(zhuǎn)子晃度最大處部分的端面進(jìn)行修復(fù)。

2.5 合格標(biāo)準(zhǔn)

汽輪機(jī)對(duì)輪晃度的合格標(biāo)準(zhǔn)如下：

1)需要驗(yàn)收聯(lián)軸器張口、錯(cuò)位值、軸系找中標(biāo)高值等，確保轉(zhuǎn)子最終的安裝符合設(shè)計(jì)要求。

2)轉(zhuǎn)子對(duì)輪晃度和瓢偏值均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié) 論

本文對(duì)汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子電機(jī)端晃度檢修方法進(jìn)行了梳理，通過(guò)準(zhǔn)確地測(cè)量和標(biāo)定晃度、瓢偏數(shù)值及方位，使技術(shù)人員能夠快速、準(zhǔn)確地判斷轉(zhuǎn)子晃度超標(biāo)對(duì)轉(zhuǎn)子找中的影響，有利于查找轉(zhuǎn)子晃度超差的真實(shí)原因，使技術(shù)人員能夠針對(duì)性地提出更為合適的現(xiàn)場(chǎng)解決方案[3]，防止出現(xiàn)轉(zhuǎn)子對(duì)輪安裝問(wèn)題，影響機(jī)組運(yùn)行安全。