大型汽輪機隔板洼窩中心測量分析

國電投江西電力工程有限責任公司貴溪分公司 楊 軍

大型汽輪機隔板洼窩中心測量分析

國電投江西電力工程有限責任公司貴溪分公司 楊 軍

在汽輪機組大修中隔板或持環等內部套洼窩中心的測量與調整是汽輪機檢修工作中一項復雜且工作量極大的工作。本文主要分析了大型汽輪機隔板洼窩中心測量的問題

大型汽輪機;隔板隔板洼窩中心;測量

對于汽輪機組大修的大修工作來說,其隔板與持環等內部套洼窩中心的測量工作十分復雜,且工作量很大。實際檢修過程中,隔板洼窩中心測量與調整工作的好壞,直接影響汽輪機的效率。同時對機組大修汽輪機汽封徑向間隙的調整有至關重要的影響。

1.隔板洼窩中心測量工具的優缺點

1.1 假軸測量

采用假軸作為洼窩中心測量的工具,其靜撓度應與真轉子靜撓度接近,可保證測量的準確性。其優點在于在假軸上裝設測量工具,能夠同時測取較多的數據,工作簡便,結果準確。而缺點則表現為假軸橢圓度和錐度要求較高,體積較大,需吊裝作業。此外假軸的放置方式要正確,否則將影響測量的準確性。

1.2 激光找正儀測量

這一測量方法比過去的假軸法和拉鋼絲法有著明顯的優越性。采用激光隔板同心度測量系統, 無須考慮激光本身垂弧影響,直接得出隔板在水平和垂直兩個方向上偏移量,并可即時打印結果,作為隔板洼窩中心的驗收依據。而缺點則是容易受到環境、溫度影響,特別是對現場的粉塵要求太高,容易發生激光飄移而影響測量的準確性。此外激光找正儀器價格昂貴,同時維護工作量較大。

1.3 壓肥皂測量

壓肥皂測量要將各隔板的汽封塊全部拆除。且在各級隔板洼窩底部放置用薄紙包裹,硬度適中的圓柱形肥皂條(其圓柱直徑比所測的間隙大2～3mm)。之后吊入轉子,用內徑千分尺或塞尺(用塞塊配合)測量各級隔板水平方向左右兩側的間隙(a,b)。再吊出轉子,測量底部肥皂塊的厚度c。水平方向的偏差是左右間隙差的一半,即(a-b)/2;垂直方向的偏差是下部間隙與左右間隙平均值之差,即c-(a+b)/2.這一測量方法的特點是方法簡便、快捷;但測量精度不高、測量誤差大。 因此,在實際中多以使用假軸或拉鋼絲測量為主。

2.半實缸隔板洼窩中心測量

隔板洼窩中心測量,一般采用半缸測量方法。既:將內缸的缸內下部套已經就位,將清理干凈后的假軸放入軸承內,調整假軸洼窩與轉子洼窩位置相同,用內徑千分尺以垂直于轉子軸線方向分別測出各級隔板洼窩在左、右、下部各點的中心數值a、b、c。

根據下列公式算出洼窩中心的偏心量: △f=c-(a+b)/2

式中:△f--隔板及軸封殼內孔的偏心量,mm c--隔板及軸封殼下方向的相對尺寸,mm;a、b--隔板及軸封殼左右方向的相對尺寸,mm,見圖1、圖2.

圖1

圖2

3.影響隔板洼窩中心變化的原因

汽輪機大修中的隔板洼窩中心測量一般是在常溫、半缸狀態下進行,在以往100-300MW以下機組檢修中常用此方法[1]。鑒于目前機組大型化,汽缸尺寸較大,此外,由于制造過程中回火不充分而殘存較大的鑄造加工的內應力;運行中產生的溫度應力,機組啟停時由于汽溫的急驟變化或暖機不充分;汽缸裂紋補焊后回火不充分而殘存應力,運行中引起汽缸變形;缸內部件安裝不正確,膨脹間隙不足,這些原因會導致大多數機組在運行若干年后,汽缸及內部套均存在不同程度的變形,主要表現為汽缸的內外張口。而在半缸狀態下的洼窩中心測量無法真實的反映出各部變形量對各自洼窩中心的影響,無法保證隔板洼窩中心調整的準確性。

4.全實缸隔板洼窩中心測量

鑒于機組運行后汽缸存在一定的變形,機組大修時必須進行變形量的測量和變形量分析,在檢修時根據汽缸變形量進行間隙的縮小和修正[2]。測量全實缸狀態相對于出半缸的洼窩變化量,是真實調整隔板洼窩中心的關鍵環節,真實的掌握變形量,才能優化調整隔板洼窩中心,減少后期汽封調整時的工作量。大型機組全實缸找隔板洼窩中心就十分必要。

隔板洼窩中心測量工作應在軸承檢查、汽輪機軸系找正、汽缸嚴密性檢查(如有汽缸變形處理應先行處理完成)、隔板與軸封套中分面間隙檢查工作完成后進行。大致步驟如下:(1)首先將下缸內的下半部套調入,并檢查是否落實到位。按半缸隔板洼窩中心測量方法用假軸逐級進行隔板洼窩測量,并記錄數據。(2)將上半部套吊入并冷緊1/2螺栓后,用塞尺檢查隔板中分面間隙≥0.05毫米,按上述方法測量,并記錄數據。(3)扣內缸冷緊 1/3螺栓,汽缸平面內張口間隙≥0.05毫米,或局部有>0.10毫米,但不穿透;必要時可根據變形情況,對變形較大部位加緊固螺栓,以及熱緊螺栓,待冷卻后再測量;測量方法同第二步,記錄測量數據。(4)扣外缸,緊1/3螺栓后汽缸平面內張口間隙≥0.05毫米,或局部有>0.10毫米,但不穿透; 對變形較大的處理同內缸,測量并記錄數據。 (5)隔板洼窩中心的調整量計算:必須以全實缸緊螺栓后的隔板洼窩中心測量結果的計算值為依據進行調整。(6)假軸與轉子撓度的修正值。(7)隔板的調整:軸封套、隔板按轉子找中心,采用調整軸封、套隔板的方法來補償由于汽缸中心變化對動靜部件中心關系的影響。(8)調整結束后必須進行復測,為減小工作量和提高效率,可參照半缸隔板洼窩中心數據進行校核。

5.隔板調整必須遵循的原則

首先,檢修現場各臺機組情況不盡相同,如果無法做到汽缸、噴嘴、汽封、隔板或持環等內部套與轉子中心完全重合,但必須保證各級噴嘴、汽封、隔板或持環等內部套調整后的中心與轉子中心基本同心,這樣既可減少節流損失、提高機組效率,也可減輕下一步汽封調整的工作量。其次,在調整汽封間隙時,應當先檢測隔板結合面間隙是否超標,以便將處理隔板結合面間隙所產生的影響考慮進去。最后,只有在隔板洼窩中心經過調整,或是掛耳松動重新固定后,才需要對隔板掛耳的間隙進行測量和調整,隔板或隔板套結合面不嚴密與掛耳間隙無關。

6.結語

總之,當前高壓汽輪機的隔板和軸封套,廣泛采用懸吊式支承方法,當為調高隔板位置而在隔板兩側掛耳承力面下加墊片時,應注意防止掛耳高出汽缸水平結合,將上汽缸頂起,出現汽缸中分面無法消除的間隙,從而造成汽缸內張口變形。

[1]鄧忠宇。激光隔板同心度測量系統在隔板找中心中的應用[J]。西北電建,2012,34(23):45-46.

[2]張學軍。淺談汽輪機隔板、汽封找中心測量工具的設計及應用[J]。神華科技,2015,21(7):16-17.

楊軍(1982-),男,湖北荊州人,工程師,學士,研究方向:X;75t/h循環流化床鍋爐設計。