汽輪機軸系調整及軸向定位

汽輪機軸系調整及軸向定位2021/6/27一、什么是軸系

二、汽輪機軸系中心的重要性

三、汽輪機軸系調整

四、軸系調整的流程

五、軸系定位主要內容2021/6/27一、什么是軸系2021/6/27

軸系是軸，軸承和安裝于軸上的傳動體，密封件及定位組件的組成。其主要功能是支撐旋轉零件，傳遞轉矩和運動。對汽輪機來說：軸系就是由汽輪機主油泵轉子、高中壓轉子、低壓轉子、發(fā)電機轉子及穩(wěn)定小軸以及軸瓦等所組成。

2021/6/27二、汽輪機軸系中心的重要性2021/6/27汽輪機中心在機組運行中起著具有致關重要的作用，如果軸系中心不正就無法保證機組正常的安全經濟運行，因此對軸系中心的調整極為重要，下面就軸系中心不正對機組的危害進行一下探討。

2021/6/27

l、轉子和軸封磨擦，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，同時會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，導致潤滑油中含水變質，除嚴重地影響軸瓦的潤滑油膜的建立外，還會使調整部件產生銹蝕，產生卡澀現象，同時，軸封漏氣的溫度較高，這就必然會引起軸承室溫度升高，從而可能引起軸承標高的變化，改變軸承承載能力，引起機組振動。2021/6/272、轉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，特別是在轉子發(fā)生單側局部磨擦時，最容易使軸產生彎曲變形，這時磨擦發(fā)熱部位產生擠壓應力，此應力若超過發(fā)熱溫度下的屈服極限時使用權轉子發(fā)生永久變形，轉子產生異常的振動。2021/6/273、轉子中心不正，是汽輪發(fā)電機常見的激振源之一，聯軸器的張口將使轉子彈性傾角發(fā)生變化，而錯位將使轉子動態(tài)撓曲值產生變化，引起這種缺陷的原因是聯軸器兩對輪加工裝配不良或聯接螺栓孔的配合不良，這將引起轉子的附加力，從而引起振動，如果是由于找中心不正引起的，這時會引起各軸承的靜負荷重新分配，如果某一軸承的靜負荷減少時，很可能由于轉子在此軸承油膜中的動力不穩(wěn)定而激發(fā)起機組的低頻自激振蕩，即油膜激振蕩，轉子中心不正引起的振動也是常見的振動原因，同時還應考慮運行中影響中心不正的各種因素。總之汽輪機組的軸系的不正對機組安全運行危害是很大的。2021/6/27三、汽輪機軸系調整2021/6/27影響機組軸系調整的幾個方面：

1、汽缸及軸承座水平

2、汽輪機轉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、通流間隙調整

6、對輪中心的調整及連接抽汽級數2021/6/27一、汽缸及軸承座水平

測量汽缸及軸承水平，即用水平儀檢查汽缸、軸承座位置，測量的數值與安裝值（或上次大修測量值）進行比較，汽缸及軸承座水平值發(fā)生較大偏差時，說明汽缸及軸承座位置可能發(fā)生變化或產生變形位置發(fā)生變化主要是由于基礎產生了不均勻下沉。2021/6/27如：我廠#4機2003年通流改造時發(fā)現高、中壓轉子靠背輪，部分螺孔裂紋和螺栓斷裂的重大缺陷。由于機組中壓轉子部分，動負荷較大，#2軸承座的不均勻相對下沉量較大達1．7mm左右，致使高、中壓對輪下張口達0．52mm，造成靠背輪螺栓斷5個，高壓對輪5個螺孔裂紋，中壓對輪一個螺孔裂紋。

2021/6/27抽汽級數二、汽輪機轉子及其部件的檢查

轉子的檢查包括轉子各部位的瓢偏和晃度，尤其是對輪瓢偏和晃度的測量是轉子檢查的最重要的內容之一，消除各對輪的瓢偏對軸系的穩(wěn)定至關重要。其次還必須仔細檢查葉片的拉筋有無斷裂，否則松拉筋沿葉片周向的竄動會引起轉子的振動，同時還應檢查配重塊是否松動和丟失，這會引起轉子的不平衡，嚴重地影響軸系運行的平穩(wěn)性。除了對各轉子上緊固件進行全面的檢查外，對轉子通流部分的積垢進行徹底的清除對改善轉子的振動也是有益的，因為這樣不僅能有效提高機組的效率，而且能很好改善動葉片的氣動性能，減少機組運行中葉片的激振力，減小軸系的振動。2021/6/27三、軸瓦的形式及裝配采用穩(wěn)定性好的軸瓦對軸系穩(wěn)定運行有著很大的影響，一般可傾瓦＞橢圓瓦＞圓筒瓦。軸瓦裝配的注意事項：1、各墊鐵接觸良好。（調整墊鐵時做好記號，防止回裝時裝反）2、各間隙、緊力符合要求。（測量時應首先確定軸瓦已在工作位置）3、對于球面接觸的軸瓦，應保證接觸面干凈、光滑、無劃痕，防止影響軸瓦自就位能力。2021/6/274、對于可傾瓦：1）可傾瓦塊的支承調整塊組裝配次序。調整塊組由兩塊單圓面墊塊及一塊雙平頭墊塊組成，裝配時，一定要保證兩塊單圓面墊塊圓面相對，雙平頭墊塊放至可傾瓦塊側，同時注意不同可傾瓦塊的調整墊塊不一樣厚，一旦放錯位置，將對可傾瓦造成嚴重的磨損。2）可傾瓦瓦架緊力的調整。在進行緊力測量時，一般使用的是壓鉛絲的方法，由于可傾瓦上瓦架比較單薄，用壓鉛絲法進行緊力測量時，瓦架易發(fā)生變形，測量值與實際值會產生誤差。如果按測量值進行緊力調整，致使瓦架變形，導致各瓦塊受力不均，從而致個別瓦塊的溫度偏高直至磨損。因此，根據實際情況對可傾瓦采用輕微力來精確地對軸承緊力進行測量和調整是極為必要的。2021/6/27四、滑銷系統(tǒng)

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

2021/6/27五、通流間隙調整

由于大型機組各對輪的張口及高低差數值較大，因此對汽封進行調整時，應充分考慮到對輪聯接后軸封處轉子位置的變化量，防止軸封處動靜部分碰磨，同時也應考慮熱態(tài)下軸承標高的變化對通流間隙的影響。2021/6/27六、對輪中心的調整及連接

在分析調整時，不但要求各對輪張口和圓周差值符合設計要求，而且首先應考慮各轉子（包括發(fā)電機轉子）中心線連接成的連接曲線的水平點（即揚度為零之處），是否符合制造廠的要求，若揚度零點位置偏移過大，說明轉子位置發(fā)生較大變化，這會改變發(fā)電機空氣間隙，增加各中心的調整工作，此外在一定程度上影響轉子的軸向推力，導致軸系運行不穩(wěn)定，因此應在調整聯軸器中心時，應一起考慮調整。

2021/6/27汽輪機的主要參數對輪連接的注意事項：1、連接前兩對輪接觸面應無突起和毛刺，接觸面擦拭干凈。2、對輪連接時應按拆除時所做的記號對應回裝，即兩對輪螺孔相對應，所用螺栓與螺孔記號相對應，雙頭螺栓的螺帽與拆除時的方向相對應，防轉墊片與拆除前相對應。3、裝螺栓前應先用工藝螺栓將兩對輪扒至完全接觸。這樣是為了防止回裝螺栓時拉毛螺栓孔后，毛刺或鐵屑進入兩對輪結合面。2021/6/27

四、軸系調整的流程2021/6/27連接狀態(tài)下測量揚度和油檔洼窩斷開對輪測量揚度和油檔洼窩全實缸測量各對輪中心半實缸測量各對輪中心轉子通流、瓢偏、晃度測量中心測量調整（軸瓦調整及研磨）汽缸和軸承座水平隔板及汽封套找中心汽封調整及驗收復查中心，連對輪空缸找中心2021/6/27五、軸系定位2021/6/27為了使運行時轉子的軸瓦同汽封、隔板、油擋等部分的中心一致使汽封和油檔四周間隙均勻，使運行時保持較小的間隙又不致造成磨擦，這就要求對軸系進行準確的定位，但是影響轉子同靜子的因素較多，安裝檢修運行狀態(tài)都會影響轉子和靜子中心偏差。2021/6/27軸系定位分徑向定位和軸向定位下面我先談談影響徑向定位的因素，徑向主要是對汽封間隙的影響。2021/6/27

一、汽輪機汽缸在安裝時的影響。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。例如找中心時有只有下半缸而缸內無內缸、隔板或隔板套，有時雖然只有下半缸，但下半內缸、下半隔板套都已放入；有時在下半空缸再扣上半空缸；有時在半實缸上再扣合上半實缸；此外合實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。因此安裝時必須對汽缸狀態(tài)這一因素加以考慮汽缸垂弧的影響。為此要把汽缸相對于轉子的中心適當放低，這樣才能在加上大蓋并擰緊螺栓后中心正好合適。對于不同類型的機組如果具體數值沒有掌握，就要進行實際測定。2021/6/27二、運行方面：①貓爪的支承形式和尺寸對中心的影響：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

則運行時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值大小跟貓爪的尺寸、支承形式和貓爪的溫度有關。假如貓爪高度H為150ram貓爪平均溫度250℃相應這部分軸承溫度為80℃線膨脹系數取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，為此必須在安裝時把汽缸凹窩中心適當放低，為了消除這一影響有的制造廠采用了上貓爪支承結構，即貓爪的支承面同機組中心線一致上貓爪的熱膨脹不會使汽缸中分面抬高。2021/6/27②油膜厚度的影響：轉子靜止時，軸頸沉于軸瓦底部，此時軸頸中心在軸瓦凹窩中心的正下方，當轉子剛開始轉動時，由于轉速較低，還未形成油膜，軸頸和軸承之間為干磨擦，但是隨軸頸的轉動軸瓦內的潤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，在轉速升高過程中，由于楔形油膜壓力的作用，將使轉子位移，這種油膜引起轉子的位移將使轉子的中心發(fā)生變化。對于圓筒形和橢圓形軸瓦，上述油膜對轉子中心位置的影響可使轉子沿旋轉方向的橫向位移量達0．1～0．3mm。因此轉子按軸封凹窩找中心時，應適當加大軸封凹窩沿轉子旋轉方向的間隙，汽輪機轉子一般為順時針方向轉動，故在轉子按軸封凹窩找中心時應使左側間隙大于右側間隙(油楔軸承例外)。2021/6/27③凝汽器的影響：如果汽輪機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，當在運行狀態(tài)時凝汽器內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。2021/6/27軸向定位主要是針對推拉高中壓缸以及通流間隙的測量和調整2021/6/27汽輪機高中壓轉子、低壓轉子和發(fā)電機轉子分別用剛性聯軸器聯結，整個軸系支承在7個軸瓦上。中低壓間及低電間聯軸器采用止口對中，止口的凸凹部設計為過盈配合，以確保轉子間對中良好，提高軸系穩(wěn)定性。轉子安裝、解體時分別用工藝螺栓和頂開螺釘進行把緊和解聯，發(fā)電機轉子與定子間設計有足夠的動靜間隙，因此低電間聯軸器：解體時，發(fā)電機轉子向后移動以使止口脫開；把緊時，發(fā)電機轉子向前移動，恢復原位以使止口嵌合。

2021/6/27中低壓間聯軸器的解聯和把緊有兩種方式：a）通過推、拉低壓轉子和發(fā)電機轉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，一般只在全實缸找中心時使用，起吊轉子時由于一般不采用。2021/6/27b）解開推力軸瓦，通過推、拉高中壓轉子以使中低壓間止口脫開、嵌合。由于高中壓通流間隙較?。ㄟh遠小于止口深度），在推、拉高中壓轉子的同時必須推、拉高中壓汽缸，因此在中低壓軸承箱上設計有汽缸移動工具，高中壓缸推缸和拉缸過程。2021/6/272021/6/27推拉缸的注意事項：1、每個推拉裝置上使用2個千斤頂，以防止將推拉裝置頂彎。2、應在汽缸兩側中箱和前箱軸向位置架表，以監(jiān)視汽缸移動量，一般移動量為13～15mm。3、兩側推拉裝置應同時運動，監(jiān)視左右兩側表讀數，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，在推拉缸過程中應時刻監(jiān)視高中壓轉子通流間隙變化，隨時頂轉子使之與汽缸保持一定間隙。2021/6/