淺談汽輪機發電機組的聯軸器找中方法及應用

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

汽輪機聯軸器找中心是其安裝過程中及其重要且難度較大的環節。如果汽輪機聯軸器中心偏差超標，會為機組運行埋下眾多安全隱患甚至會引起運行事故，主要體現在聯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，機組產生振動等。為使汽輪機安裝達到規程規范要求并能正常投產運行，安裝過程中必須進行聯軸器找中心，通過此項使汽輪機各轉子的軸系連成一條連續光滑的曲線，并將軸系的揚度調整到設計要求，本文主要探討汽輪機聯軸器找中心的方法及步驟。

1 聯軸器結構

聯軸器又稱靠背輪，是用來連接汽輪機轉子和發電機轉子的重要部件，通過它把汽輪機轉子的轉動扭矩傳遞給發電機轉子。中、小汽輪機與發電機轉子采用剛性聯軸器連接，其結構如圖1所示。

圖1 汽輪機、發電機轉子連接示意圖

汽輪機與發電機聯軸器連接可分為剛性、半撓性和撓性三種，中、小汽輪機與發電機聯軸器是剛性聯接，在運行中兩個聯軸器之間不允許有相對位移。因此，在機組安裝時，務必使兩軸嚴格找中，就是圓和開口必須嚴格控制在設計要求范圍內。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，嚴重時引發機組的振動，影響機組的正常安全運行。

因此，聯軸找中心的目的是:

1）使汽輪機的轉動部件與靜止部件在運行中，其中心偏差不超過規定的數值，以保證轉動與靜止部件在徑向不發生觸碰。

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

2 聯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的坐落和接觸是否良好，以保證轉子在軸瓦內不致左右擺動。

2）檢查擋油環和汽封等各部分的間隙，確信轉子未壓在擋油環和汽封齒上。

3）對于長度較大的半撓性的波紋聯軸器，應按制造廠的規定，在每次測量時，用千斤頂將該聯軸器預先抬高一定的數值，以補償其下垂。

4）對于帶軟軸的聯軸器，應使用專用卡子將聯軸器與軸臨時固定，

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

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

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

7）測量記錄上應注明專用卡子固定在哪側聯軸器上。

3 聯軸器找中心產生誤差的原因

1）軸瓦轉子安裝方面。如翻瓦調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的座落和接觸不良或軸瓦兩側墊鐵有間隙，使轉子位置不穩定等。

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

3）調整墊片方面。墊片數目過多，墊片不平，有毛刺或寬度過大，結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。由于調整墊鐵具有一定的寬度，在軸瓦向上（或向下）移動時，兩側墊鐵上端所需增加（或減少）墊片厚度的數值跟上述按中心線計算所得數值有一定的偏差，它不但會使兩側墊鐵接觸變壞，也會使調整中心工作產生誤差。

4 找中的數值計算和調整

在聯軸器找中心工作中，以汽輪機轉子中心為基準，找正發電機轉子中心，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'，即轉子中心線將移動至水平位置。

圖2 轉子中心線移動位置

根據三角形相似原理，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

平移轉子，消除圓周差C，因轉子中心線的偏差為圓周差之半，故當轉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=軸瓦至聯軸器端面距離×b/Φ—C/2

c）軸承墊塊的實際調整

對于3號軸瓦，可以通過改變下半軸瓦上三塊調整墊鐵內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值，與計算的軸瓦移動量相等。

d）調整量的計算

由于兩側調整墊鐵的中心線夾角一般小于90°，致使墊片厚度的調整值與要求的軸瓦移動量不相等，兩者之間的關系由圖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，兩側墊片厚度調整值應為上述兩項的代數和。

圖3 軸承墊塊調整圖

e）調整時的注意事項

1）聯軸器的找中工作應在汽輪機的轉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，通過移動發電機轉子來達到要求。

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

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

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

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

5 結語

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

［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］，（內部交流）.杭州:杭州工業汽輪機研究所，1995，5.

［2］趙永民.汽輪機設備及運行［M］.北京:水利電力出版社，1982.

［3］潘漢軍，劉婭.聯軸器對中調整的分析與計算［J］.湛江師范學院學報，2004，30（3）:37-43.