國產(chǎn)600MW汽輪機(jī)組軸系檢修調(diào)整要點(diǎn)分析論文

　　【摘要】根據(jù)哈三電廠600MW機(jī)組的大修實(shí)踐，針對機(jī)組運(yùn)行中曾發(fā)生的軸系振動(dòng)問題，分析了轉(zhuǎn)子、軸承、對輪及滑銷系統(tǒng)的檢修注意事項(xiàng)及裝配要點(diǎn)，總結(jié)了軸系找中各影響因素的相互關(guān)系，對具有相似結(jié)構(gòu)的其它機(jī)組軸系找中具有一定參考作用。

　　【關(guān)鍵詞】600MW機(jī)組；軸系；檢修；調(diào)整

　　哈爾濱第三發(fā)電廠3號機(jī)組是首臺(tái)國產(chǎn)600MW優(yōu)化機(jī)組。在機(jī)組的試運(yùn)期間，由于軸系振動(dòng)特性不好，振動(dòng)狀態(tài)不穩(wěn)定，振動(dòng)偏大，導(dǎo)致機(jī)組無法維持長周期的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為了解決3號機(jī)組軸系不穩(wěn)、振動(dòng)偏大的問題，在機(jī)組試運(yùn)行期間檢修人員曾多次對軸系的部分支承軸承標(biāo)高及配合間隙進(jìn)行調(diào)整，但效果不明顯，軸系不穩(wěn)、過臨界時(shí)振動(dòng)大，有時(shí)超過跳機(jī)值；大負(fù)荷下突發(fā)性振動(dòng)大，跳機(jī)，5號瓦出現(xiàn)低頻振動(dòng)等現(xiàn)象，嚴(yán)重困擾著機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在1999年的機(jī)組大修期間，哈三電廠的領(lǐng)導(dǎo)及檢修人員認(rèn)真落實(shí)了項(xiàng)目組提出的方案并對檢修中出現(xiàn)的異常問題進(jìn)行深入細(xì)致的研究，對機(jī)組的軸系進(jìn)行了徹底的檢查與全面的調(diào)整，從根本上消除了造成機(jī)組軸系運(yùn)行不穩(wěn)的因素，3號機(jī)組的軸系運(yùn)行狀況才得到根本改善，不僅軸系運(yùn)行穩(wěn)定、振動(dòng)正常，而且各瓦的負(fù)荷分配也均勻合理，完全具備了長周期安全穩(wěn)定運(yùn)行的基本條件。下面根據(jù)國產(chǎn)600MW機(jī)組軸系各部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合哈三電廠3號機(jī)組歷年來的運(yùn)行狀態(tài)、中修及大修期間對軸系的檢修調(diào)整經(jīng)驗(yàn)，分析了國產(chǎn)600MW機(jī)組軸系穩(wěn)定運(yùn)行的主要影響因素以及軸系檢修調(diào)整的要點(diǎn)，可為其它國產(chǎn)600MW機(jī)組軸系檢修調(diào)整提供借鑒。

　　影響國產(chǎn)600MW機(jī)組軸系運(yùn)行穩(wěn)定性因素很多，如轉(zhuǎn)子本身的加工誤差與變形量、轉(zhuǎn)子對輪聯(lián)接精度及聯(lián)接質(zhì)量、軸承的負(fù)荷分配、軸承的裝配質(zhì)量、機(jī)組滑銷系統(tǒng)以及通流間隙等都會(huì)對整個(gè)軸系的振動(dòng)產(chǎn)生影響。此外，機(jī)組啟動(dòng)之后的及時(shí)監(jiān)測、維護(hù)及調(diào)整也對軸系的穩(wěn)定運(yùn)行起著重要的作用。

　　1 轉(zhuǎn)子的校驗(yàn)

　　轉(zhuǎn)子的校驗(yàn)包括轉(zhuǎn)子各部位徑向跳動(dòng)、端面跳動(dòng)，尤其是對輪瓢偏的測量與校正，是轉(zhuǎn)子校驗(yàn)的最重要的內(nèi)容之一。600MW機(jī)組的對輪直徑較大，除了高、中對輪直徑為800mm左右外，其它對輪直徑都接近1000mm，因而消除各對輪的瓢偏對軸系的穩(wěn)定至關(guān)重要。哈三電廠3號機(jī)組各轉(zhuǎn)子對輪經(jīng)過精確的測量與校正，瓢偏最終達(dá)到0.02mm以內(nèi)。此外，對于低壓轉(zhuǎn)子，必須仔細(xì)檢查其末級葉片的拉筋有無斷裂，如有斷裂必須及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)焊，否則松拉筋沿葉片周向的竄動(dòng)不僅會(huì)引起低壓轉(zhuǎn)子的振動(dòng)，而且會(huì)使振動(dòng)的相角不斷變化，嚴(yán)重地影響軸系運(yùn)行的平穩(wěn)性。

　　除了對各轉(zhuǎn)子的形位公差及緊固件進(jìn)行全面的檢查外，對轉(zhuǎn)子通流部分的積垢進(jìn)行徹底的清除對改善轉(zhuǎn)子的振動(dòng)也是有益的，因?yàn)檫@樣不僅能有效提高機(jī)組的效率，而且能很好改善動(dòng)葉片的氣動(dòng)性能，減少機(jī)組運(yùn)行中葉片的激振力，減小軸系的振動(dòng)。實(shí)踐證明，對轉(zhuǎn)子通流部分進(jìn)行噴砂處理可有效地對轉(zhuǎn)子積垢進(jìn)行清理，同時(shí)可保證轉(zhuǎn)子葉片的安全性。噴砂清理轉(zhuǎn)子時(shí)要求石英砂一般為80目，用0.3MPa的壓縮空氣噴出。

　　2 軸承的裝配

　　2.1可傾瓦的裝配

　　600MW機(jī)組可傾瓦裝配時(shí)，要注意的問題：

　　a，可傾瓦塊的支承調(diào)整塊組裝配次序。調(diào)整塊組由兩塊單圓面墊塊及一塊雙平頭墊塊組成，裝配時(shí)，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(cè)，同時(shí)注意不同可傾瓦塊的調(diào)整墊塊不一樣厚，一旦放錯(cuò)位置，將對可傾瓦造成嚴(yán)重的磨損；

　　b.可傾瓦瓦架的研磨。研磨的位置是瓦架外球面與軸承箱上可傾瓦架洼窩。哈三電廠的檢修經(jīng)驗(yàn)表明，對瓦架的研磨可有效地消除瓦架與軸承箱洼窩的間隙，保證軸瓦的穩(wěn)定運(yùn)行；

　　c.對可傾瓦軸向高低位置的自位調(diào)整余量的校核。因?yàn)榭蓛A瓦與球形瓦不同，軸承箱揚(yáng)度或瓦枕揚(yáng)度與轉(zhuǎn)子軸頸揚(yáng)度之差完全靠可傾瓦塊調(diào)整墊的自位調(diào)整。如果瓦枕揚(yáng)度與軸頸揚(yáng)度之差超過了調(diào)整墊塊的調(diào)整范圍，將造成可傾瓦塊卡死，磨損可傾瓦，因而可傾瓦自位調(diào)整余量的校核是完全必要的；

　　d.可傾瓦瓦架緊力的調(diào)整。在進(jìn)行緊力測量時(shí)，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(jìn)行緊力測量時(shí)，瓦架易發(fā)生變形，測量值與實(shí)際值會(huì)產(chǎn)生誤差。如果按測量值進(jìn)行緊力調(diào)整，致使瓦架變形，導(dǎo)致各瓦塊受力不均，從而致個(gè)別瓦塊的溫度偏高直至磨損。因此，根據(jù)實(shí)際情況對可傾瓦采用輕微力來精確地對軸承緊力進(jìn)行測量和調(diào)整是極為必要的。

　　2.2圓筒瓦的裝配

　　對于600MW機(jī)組圓筒瓦的檢修，最重要的一個(gè)問題就是瓦枕水平瓦墊的裝配。600MW機(jī)組圓筒瓦(六、七、八瓦)的高低及水平依靠瓦枕的垂直及水平瓦墊來調(diào)整。根據(jù)哈爾濱汽輪機(jī)廠的設(shè)計(jì)要求，瓦枕水平調(diào)整墊片裝配后，調(diào)整墊與瓦枕及軸承箱的配合面有0.03~0.05mm的間隙。實(shí)踐表明，這種設(shè)計(jì)要求無法保證軸瓦左右位置的穩(wěn)定性及可靠性。例如6號瓦的水平瓦墊按哈爾濱汽輪機(jī)廠的設(shè)計(jì)要求研磨后，測量了一次低—低轉(zhuǎn)子對輪中心，然后取出6號瓦瓦枕水平及垂直調(diào)整墊進(jìn)行清掃，回裝后再次測量低—低對輪中心時(shí)，發(fā)現(xiàn)對輪高低差沒變化，而左右偏差卻發(fā)生了明顯的變化，這說明水平瓦枕墊片沒有很好限制瓦枕的左右移動(dòng)。

　　針對上述情況，采用的解決方法是：將轉(zhuǎn)子放于瓦中，使瓦及瓦枕承受額定負(fù)荷。在此狀態(tài)下用千斤頂或斜鐵將瓦枕向左或向右推動(dòng)0.03mm，先配研間隙增大一側(cè)的調(diào)整墊片，配研結(jié)果應(yīng)為85%以上接觸，配合面0.03mm塞尺不入。取出配研好的墊片，再將瓦枕向這一側(cè)推動(dòng)0.06mm，再配研間隙增大一側(cè)的瓦枕水平調(diào)整墊片。配研結(jié)果要求85%以上接觸，配合面0.03mm塞尺不入。再將兩側(cè)瓦枕墊片同時(shí)放入，這樣，由于每側(cè)瓦枕墊片都有0.03mm的緊力，因而能完全保證軸瓦左右位置的精確性與穩(wěn)定性，防止瓦墊不實(shí)產(chǎn)生的位置變化。

　　圓筒瓦檢修第二個(gè)值得注意的問題就是軸瓦正式回裝后的左右擺正。對于600MW機(jī)組，圓筒瓦的外面與瓦枕為球形配合面，在轉(zhuǎn)子落人瓦中之后，由于轉(zhuǎn)子的壓力，在瓦的高低方向上瓦內(nèi)表面能與轉(zhuǎn)子軸頸均勻接觸，而對瓦的左右側(cè)，由于轉(zhuǎn)子壓力的單向性及軸承球面的磨擦力，左右方向上轉(zhuǎn)子重力無法使瓦的內(nèi)表面與軸頸自動(dòng)歸正。因而常常出現(xiàn)這樣的情況：瓦口間隙沿軸向不均勻，并且對角方向數(shù)值比較接近。這時(shí)，須將軸瓦歸正，即用千斤頂推瓦口間隙偏小的一側(cè)端面，直至沿軸向瓦口間隙分布均勻。

　　3 轉(zhuǎn)子軸系找中

　　3.1轉(zhuǎn)子對輪找中目標(biāo)值

　　哈三電廠3號機(jī)組，各轉(zhuǎn)子對輪中心目標(biāo)值如下：

　　高中對輪下張口：0.05mm；中輪高：0.05mm；左右張口：0；左右偏差：0；

　　中低對輪下張口：0.10mnl；低輪高：0.60mm；左右張口：0；左右偏差：0；

　　低低對輪下張口：0.45mm；2號低輪高：0.60mm；左右張口：0；左右偏差：0；

　　低發(fā)對輪下張口：0.20mm；低輪高：0.30mm；左右張口：0；左右偏差：0。

　　檢修實(shí)踐表明，哈三電廠3號機(jī)組的上述對輪中心較好地滿足各軸承的負(fù)荷分配，使得各軸承油膜壓力均勻，振動(dòng)平穩(wěn)。

　　3.2對輪中心的測量對輪中心的測量精度對軸系的調(diào)整質(zhì)量至關(guān)重要。提高測量精度的方法：一是提高測量儀器的精度；二是盡量減少人為因素造成的誤差。目前常用的對輪找中方法主要有以下三種：

　　a.塞尺加塞塊測量對輪偏差及張口。這種測量方法比較簡單，但誤差較大，一般誤差為0.08mm左右；

　　b.盤軸打表測量對輪偏差及張口。這種方法主觀因素較少，結(jié)果也較準(zhǔn)確，但測量結(jié)果與表的精度、支表的質(zhì)量以及表的觀測位置方便與否等有關(guān)。一般誤差為0.04mm左右；

　　c.用激光找正法測量對輪偏差與張口。這種測量方法人為因素最少，且不受測量位置的限制，因而激光找正測量對輪中心的方法是最精確科學(xué)的一種方法。

　　3.3轉(zhuǎn)子對輪中心的變化

　　主要是指轉(zhuǎn)子對輪中心在機(jī)組半缸狀態(tài)、滿缸狀態(tài)、全實(shí)缸狀態(tài)(帶連通管)的變化情況。這個(gè)變化量的精確測量對轉(zhuǎn)子軸系找中非常重要，因?yàn)閷�輪找中一般在半缸狀態(tài)，這就需要根據(jù)實(shí)缸狀態(tài)的設(shè)計(jì)中心值反算至半缸狀態(tài)的目標(biāo)值，這樣半缸狀態(tài)的找中值才會(huì)精確有價(jià)值。同是600MW機(jī)組，軸系中心由半缸狀態(tài)到實(shí)缸狀態(tài)的變化量將因機(jī)組的汽缸剛度、軸承箱剛度、軸承支承強(qiáng)度及其它因素的不同而有差異。在1999年的哈三電廠3號機(jī)大修中，從半缸狀態(tài)至全實(shí)缸狀態(tài)，機(jī)組軸系中心的變化量如下：

　　高中對輪：中輪增高0.20mm，左右偏差及張口基本不變；

　　中低對輪：低輪降低0.30mm，左右偏差及張口基本不變；

　　低低對輪：對輪高差基本不變，左右偏差及張口基本不變；

　　低發(fā)對輪：低輪降低0.03mm，左右偏差及張口基本不變。

　　3.4軸系找中的其它問題

　　對于國產(chǎn)600MW機(jī)組的軸系找中，在目前的設(shè)計(jì)狀態(tài)下1號瓦的調(diào)整是一個(gè)無法解決的問題。因?yàn)?號瓦的瓦架直接落人前軸承箱瓦架洼窩中，完全依靠與前箱的配合實(shí)現(xiàn)1號的定位，也就是說只要前箱不動(dòng)，1號瓦就動(dòng)不了。軸系的調(diào)整是以1號瓦為死點(diǎn)，向發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁機(jī)側(cè)進(jìn)行調(diào)整。如果軸系的調(diào)整，需要對1號瓦進(jìn)行調(diào)整，唯一的辦法就是對1號瓦進(jìn)行改造，即取消現(xiàn)有的瓦架結(jié)構(gòu)，重新加工一個(gè)瓦架，新瓦架的內(nèi)圓面與原瓦架相同，其外圓面由原來的與前箱整體配合改為由兩個(gè)可調(diào)瓦墊支承的部分配合，1號瓦的支承方式就變?yōu)閮赏邏|支承，1號瓦的左右及高低位置由改變下部兩個(gè)可調(diào)瓦墊的厚度實(shí)現(xiàn)。

　　4 滑銷系統(tǒng)

　　600MW機(jī)組滑銷系統(tǒng)的檢查及處理對保證機(jī)組軸系的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有極為重要的作用。低壓缸及發(fā)電機(jī)定子L鐵的配合間隙、中箱及前箱與臺(tái)板的配合間隙、高中壓缸貓爪的配合間隙、推拉梁的聯(lián)接情況等，都需要進(jìn)行認(rèn)真的檢查，確�；�銷系統(tǒng)的安全可靠。哈三電廠3號機(jī)組由于中箱臺(tái)板嚴(yán)重變形造成中箱拱起，不僅影響汽缸的正常膨脹，而且引起軸承負(fù)荷分配不平衡，造成機(jī)組軸系不穩(wěn)定，此外，連通管的保護(hù)螺栓也應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)檢查，以防其誤緊影響汽缸酌膨脹；右側(cè)連通管的支承套管在回裝時(shí)，應(yīng)仔細(xì)測量其現(xiàn)有長度與原始長度是否一致，防止因其長度的變化引起低壓缸負(fù)荷不均以及連通管本身的損壞。

　　5 通流間隙鈉調(diào)整

　　由于600MW機(jī)組各對輪的張口及高低差數(shù)值較大，尤其是中低對輪與低低對輪在對各瓦處的內(nèi)外汽封進(jìn)行調(diào)整時(shí)，應(yīng)充分考慮到對輪聯(lián)接后軸封處轉(zhuǎn)子位置的變化量，防止軸封處動(dòng)靜部分碰磨，同時(shí)也應(yīng)考慮熱態(tài)下軸承標(biāo)高的變化對通流間隙的影響。一般來說，各瓦軸封處的內(nèi)外汽封徑向間隙要比其左右汽封間隙大0.10~0.20mm。哈三電廠3號機(jī)組的汽封調(diào)整基本按上述原則進(jìn)行。實(shí)踐證明，這種方法對防止汽封的動(dòng)靜碰磨和軸系的振動(dòng)十分有效。

　　6 對輪聯(lián)接

　　600MW機(jī)組的對輪聯(lián)接最關(guān)鍵的就是低發(fā)對輪的聯(lián)接。因?yàn)榈桶l(fā)對輪之間不僅有Y短接，還有盤車大齒輪，由于這兩個(gè)部件質(zhì)量較大，止口配合間隙也較大(約0.50mm)，因而這兩個(gè)部件聯(lián)接之后的徑向及端面跳動(dòng)情況，對軸系動(dòng)平衡以及8號、9號瓦的振動(dòng)影響很大。所以盤車齒輪和Y輪與發(fā)電機(jī)汽側(cè)對輪回裝找正時(shí)的同軸度是關(guān)鍵的一道工序。下面從低發(fā)對輪的結(jié)構(gòu)出發(fā)，給合哈三電廠3號機(jī)組的檢修實(shí)際，對Y輪及盤車齒輪的回裝找正關(guān)鍵環(huán)節(jié)予以簡要說明。

　　首先是盤車齒輪與Y輪的聯(lián)接。由于盤車齒輪和Y輪質(zhì)量都很大，在這兩個(gè)部件軸線處于水平狀態(tài)時(shí)，雖然理論上可以實(shí)現(xiàn)其找中程序，但在實(shí)際回裝過程中卻無法實(shí)現(xiàn)，所以盤車齒輪與Y輪的組裝只能在檢修場地先進(jìn)行單獨(dú)的組裝。組裝工藝如下：先將Y輪立于檢修地面，使其軸線與地面垂直，與盤車齒輪的止口配合面向上。然后用吊車將盤車齒輪置于Y輪與其相配合的止口內(nèi)。在軸向前、后、左、右4個(gè)方向分別各支一個(gè)百分表，表座固定于Y輪上，表針支于盤車齒輪外圓面上。用手錘首先在南北方向上敲擊盤車齒輪，使盤車齒輪在南或北的方向上與Y輪止口面靠死，此時(shí)重新對南側(cè)及北側(cè)的百分表調(diào)零，然后用手捶向反方向敲擊盤車齒輪，使盤車齒輪在南北方向上與Y輪止口的另一個(gè)止口面靠死，通過南北方向上的百分表讀出此方向上止口總間隙。用相同的方法，測出盤車齒輪與Y輪在東西方向上的最大配合間隙。之后，用手錘在南北及東西方向上進(jìn)行調(diào)整，分別使得東西及南北方向上的百分表讀數(shù)為止口配合總間隙的50%。在這個(gè)狀態(tài)下，用4個(gè)臨時(shí)螺栓將盤車齒輪與Y輪的配合面通過銷孔壓緊。然后，分別找4個(gè)沿周向均布的螺栓孔，用專用鉸刀對4處銷孔進(jìn)行配鉸，鉸孔之后根據(jù)銷孔內(nèi)徑加4個(gè)專用短銷。短銷應(yīng)能很好地對盤車齒輪與Y輪進(jìn)行定位。銷子的兩端均應(yīng)低于盤車齒輪及Y輪的外端面。因此，盤車齒輪與Y輪在相對位置上就成為一個(gè)整體組件。

　　其次，是盤車齒輪Y輪組件與發(fā)電機(jī)汽側(cè)對輪的裝配。其關(guān)鍵裝配工藝如下：先用4個(gè)臨時(shí)螺栓將Y輪齒輪組件與發(fā)電機(jī)汽側(cè)對輪初步聯(lián)接，再從原配的定位銷中選出2個(gè)配合間隙較松的銷子穿入相應(yīng)的銷孔。這時(shí)，擰緊4個(gè)臨時(shí)螺栓及2個(gè)定位銷，但緊力不要太大，只要能較好地固定Y輪及齒輪組件即可。然后，對Y輪銷孔編號，盤動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，測量Y輪跳動(dòng)(注意測量位置要選在Y輪靠近齒輪處的外圓面，如測量位置選在Y輪的端頭，則由于瓢偏的影響跳動(dòng)量一定不準(zhǔn))，找出最大讀表跳動(dòng)量及最小讀表跳動(dòng)量對輪銷孔的位置，再將跳動(dòng)量最大的銷孔位置盤到最上方，在Y輪上方支好一塊百分表，表針指向Y輪，用銅錘從上方敲擊Y輪，直至Y輪的向下變化量等于Y輪跳動(dòng)量的50%。再次盤軸，按上述的調(diào)整方法重新測量跳動(dòng)及調(diào)整，直至跳動(dòng)值符合設(shè)計(jì)要求。然后，重新配鉸各個(gè)銷孔，依次穿好各個(gè)定位銷，并緊固好。這樣，盤車齒輪Y輪組件就與發(fā)電機(jī)對輪安裝完畢。

　　哈三電廠的檢修實(shí)踐表明，上述的對輪短接裝配工藝很好地保證了3號機(jī)低發(fā)對輪的回裝找正質(zhì)量，對保證軸系動(dòng)平衡及防止8號、9號瓦的振動(dòng)起到了重要作用。

　　7 結(jié)論

　　由于國產(chǎn)600MW機(jī)組特有的結(jié)構(gòu)形式，其軸系的檢修、調(diào)整、找正有許多關(guān)鍵的工藝環(huán)節(jié)需要根據(jù)具體情況進(jìn)行具體的分析。本文只是根據(jù)600MW機(jī)組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合哈三電廠的大修實(shí)踐，同時(shí)參考了其它兄弟電廠及電建單位的檢修、安裝經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié)。隨著各電廠600MW機(jī)組檢修調(diào)整經(jīng)驗(yàn)的不斷積累以及汽輪機(jī)制造廠家設(shè)計(jì)制造水平的不斷提高，國產(chǎn)600MW機(jī)組的檢修調(diào)整經(jīng)驗(yàn)必定不斷豐富完善。

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