汽輪機軸承箱抽真空狀態下的下沉量測量

王楊

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱 150046）

0 引言

火力發電廠的汽輪機組在運行前需抽真空，在抽真空過程中，由于內外壓力差會使機組汽缸發生局部變形，當這種變形傳遞到軸承箱時將導致轉子的中心發生變化。由于轉子在裝配時參考的是制造廠為保證通流間隙的裝配數據，而抽真空狀態與制造廠裝配狀態工況不同，因此在抽真空狀態下轉子中心較制造廠裝配時下沉，從而使得轉子部分汽封與靜子汽封存在刮磨的可能。若可以測量出抽真空狀態下軸承箱的下沉量，便可根據實際下沉量調整轉子的中心，避免刮磨。對于結構尺寸較大的機組，由于低壓部分剛度差，在抽真空后軸承箱變形較為明顯，第一次啟機時轉子與靜子汽封刮磨很難避免，三百門電廠、泰州電廠等功率達百萬千萬的機組均出現轉子與靜子汽封刮磨。為此，尋找一種有效可行的測量方法來對汽輪機軸承箱在抽真空狀態下的下沉量進行測量迫在眉睫。

所謂軸承箱在抽真空狀態下的下沉量就是軸承箱在抽真空前后相對于機組基礎在高度方向上的位移量，對這個位移量測量可轉化為對軸承箱某個基準相對于基礎的高度變化量。為此，我們可以選取軸承箱的水平中分面作為軸承箱的基準，在基礎上在放置相對穩定的平面，測量抽真空前后軸承箱的水平中分面與基礎平面的距離變化即可。

1 測量設備及工具的選擇

由于汽輪機整體結構尺寸較大，使用常規量具很難測量上述數據，因此可選用便攜式空間尺寸測量儀器，如關節臂測量機、白光測量儀、激光跟蹤儀等，在儀器選用上可根據施工部門資源進行選擇。目前在電力設備制造行業，激光跟蹤儀使用較為普遍，因此以激光跟蹤儀為例制定測量方案。

電廠汽輪發電機組的基礎是臺板，而臺板被錨固板及預埋件固定至廠房水泥基礎上，因此水泥基礎可視為機組的基礎。由于水泥地面的平面度較差，若直接測量水泥地面誤差較大，因此需在每個軸承箱附件設置若干個金屬材質的基礎平面，金屬材質的基礎平面的向上平面的平面度應在0.02 mm 以內，在測量過程中需相對于水泥地面保持穩定。

為保證抽真空前后軸承箱上測量點的一致性，需在軸承箱上固定靶球轉站座，在抽真空前后將靶球置于轉站座上進行測量，這樣就消除了軸承箱本身平面度對測量的影響。

2 測量前的準備

按圖1 所示布置基礎平面及靶球轉站座。靶球轉站座可以用可熔性膠固定在軸承箱水平中分面法蘭上，對各轉站座進行變化，以便測量過程中方便記錄。在測量區域外圍設置簡易圍欄，以防止測量過程中有非測量人員干擾。

圖1 測量示意圖

連接激光跟蹤儀并接通電源。儀器需預熱15～20 min，在預熱期間檢查激光跟蹤儀的激光是否能覆蓋各內圓表面，若不能則需調整激光跟蹤儀的位置。待預熱完畢后利用TrackerCal 軟件對儀器進行校準，校準時靶球相對于激光頭的方向應與汽缸相對于激光頭的方向基本一致。當前視后視檢查中回轉和俯仰角誤差小于5‰時方可進行測量工作，否則需進行QVC 校正。

3 測量方法（以有2 個低壓缸的機組為例）

1）利用激光跟蹤儀對基礎平面及軸承箱下半水平中分面（扣上蓋前）進行采點測量，分別擬合平面，檢查兩平面夾角，利用墊片等調整基礎平面，使其與軸承箱水平中分面平行度在0.03 mm 以內。

2）合并軸承箱上下半，并按要求把緊螺栓。

3）抽真空前將激光跟蹤儀分別放置于低壓1#缸調端軸承箱測量點附近，保證激光可以打到該軸承箱測量點及與測量點最近的基礎平面，固定激光跟蹤儀位置。

4）對最近的基礎平面進行采點，并擬合為平面，對測量點進行采點，并測量點到平面的距離，記錄。

5）關閉激光跟蹤儀控制箱的伺服電機，在不斷電的狀態下將激光跟蹤儀移動至下一個測量點附近，重復上述工作。

6）在完成各測量點的測量工作時可開始抽真空工作。

7）抽真空后重復抽真空前的測量工作，測量各測量點到基礎平面的距離，計算該距離的變化量。

4 應用實例

沁北電廠5#機組在首次試運行時發生過刮磨現象，該機組屬于超超臨界百萬千瓦機組，結構尺寸較大，根據現場刮磨位置初步判斷是因為轉子中心調整不當所致。為此，利用本文介紹的方法對沁北電廠進行抽真空狀態下軸承箱下沉量測量，測得各軸承箱測點在真空度92%時的下沉量為0.097～0.192 mm，根據各軸承箱的下沉量調整了轉子的中心，重新啟機后未發生刮磨現象。

5 結語

根據實例證明，本文介紹的方法可以較好地測量汽輪機軸承箱在抽真空狀態下的下沉量，為調整轉子中心提供有效的數據，從而提高機組運行安全性能。若使用其它測量設備進行測量，基本方法與激光跟蹤儀一致，測量人員完全可根據現場環境特點及儀器情況制定更為合適的測量方案。