百萬等級汽輪發電機組軸系安裝工藝探討

安洪坤

神華河北國華滄東發電有限責任公司，中國·河北 滄州 061113

1 引言

上海汽輪機廠生產的1050MW 超超臨界汽輪發電機組。汽輪機型號N1050-27/600/600 型，采用HMN 型積木塊組合串聯布置，包括一個單流圓筒型高壓缸、一個雙流中壓缸、兩個雙流低壓缸。汽輪機四根轉子分別由五只徑向軸承支承，高壓轉子兩個徑向軸承支承，其余三根轉子均為一只徑向軸承支承。五個徑向軸承均為橢圓瓦，分別位于五個軸承座內，其中高壓缸后軸承即2 號軸承為帶推力瓦的聯合軸承[1]。

發電機型號QFSN-1073-2 型水氫氫冷發電機，轉子由發電機前后端蓋軸承支撐。集電環轉子是有一只可傾瓦軸承支撐在整個軸系的末端。

整個汽輪發電機組軸系由高壓轉子、中壓轉子、1 號低壓轉子、2 號低壓轉子、發電機轉子、集電環轉子共計6 根轉子組成；轉子與轉子之間采用剛性連接。

2 軸系施工質量控制關鍵點、質量通病及預防措施

2.1 軸系施工質量控制關鍵點

①汽輪機各轉子與汽缸的同心度。

②各轉子間聯軸器中心。

③各聯軸器螺栓孔的鉸孔和螺栓的配重。

④各聯軸器連接后的同心度。

⑤各支撐軸瓦的正確安裝，如軸瓦各部接觸情況、插片間隙和防跳間隙的調整。

2.2 質量通病及預防措施

①汽輪機軸承座安裝中心線、標高、坐標不符合設計要求。

預防措施：工序移交、儀器復查、多方現場確認簽證。

②安裝液壓盤車，小軸與高壓轉子中心找正不符合要求，造成盤車離合器單側嚴重磨損彈簧斷裂，機組運行一段時間后，由于離合器問題盤車無法正常投入。

預防措施：找中心數據符合廠家設計要求，現場多方驗收簽證。

③軸系聯軸器中心找正，開口測量誤差。

預防措施：現場開口測量數據使用塞尺張數不超過三張，并有二人分次測量，確保測量準確性。最好使用內徑量表或外徑千分尺進行測量，減少測量誤差。

④聯軸器同心度測量數據不合格就研磨聯軸器螺栓孔。

預防措施：使用八只聯軸器螺栓進行連接，防止磨孔后更換永久螺栓后同心度發生變化；聯軸器磨孔前，聯軸器找正必須符合要求，同心度一定要控制在≤0.02mm 內，并且螺孔錯位盡量調整到最小，這樣能減小磨孔的工作量。

⑤聯軸器螺栓孔橢圓度過大，永久螺栓連接后會產生同心度變化、晃度變大，影響機組振動[2]。

預防措施：橢圓度過大是由磨孔工具中油石和銅條磨損引起，需經常更換新油石和銅條；在磨孔過程中，孔徑測量點應為孔的前后兩側和中間結合面兩側共四點（就是每個對輪上測量兩側端面處，共計4 個點），用三爪內徑千分尺測量，控制在0.01mm 左右。

⑥聯軸器螺栓孔錐度過大，螺栓襯套受力不均。

預防措施：錐度過大是由于使用磨具來回運動不均勻引起，只需經常測量，及時發現前后偏差程度，在磨的過程中加以糾偏。

⑦開啟頂軸油軸系找中時，每轉90 度測量時，未卸掉油壓讀數，造成測量數據不準。

預防措施：不停頂軸油泵，打開油箱近冷油器側的旁路閥，泄去頂軸油壓力再測量。

⑧發電機轉子—集電環轉子聯軸器中心未按要求調整，下張口偏小，造成#8 瓦載荷偏小、運行不穩定。

預防措施：聯軸器找中心時下張口0.12mm 左右，以增加8 號軸瓦載荷，達到運行的穩定性。另外應測量8 號軸瓦軸頸的自然下垂量，達到0.85～0.9mm。兩條件應同時滿足。

⑨聯軸器螺栓是液壓聯軸器螺栓，通過液壓膨脹和脹緊裝配的配合達到緊固效果，防止膨脹和緊固不到位造成螺栓緊力不足。

預防措施：在使用液壓拉伸過程中，當油泵工作壓力達到設計壓力，整套拉伸工作完成后，用圓桿扳手旋轉螺母，檢查是否松動，以防止拉伸工具本身隱藏的問題產生拉伸的假象，避免重大隱患事故發生[3]。

3 作業流程及作業程序內容

3.1 作業流程

軸系轉子聯軸器初找中心前準備→軸系轉子聯軸器初找中心→軸系轉子聯軸器正式找中心→軸系轉子聯軸器臨時螺栓連接→軸系轉子聯軸器連接后同心度測量合格→軸系轉子聯軸器螺栓孔研磨→軸系轉子聯軸器正式螺栓連接、螺栓配重→最終軸系轉子聯軸器連接后同心度測量合格。

3.2 作業程序內容

3.2.1 軸系轉子聯軸器初找中心前準備

①汽輪機抬軸器及正式軸承下半已就位。各軸承與軸承室和軸頸接觸情況符合質量標準。

②高壓缸對高壓轉子找中、中壓缸對中壓轉子找中完成（高、中壓缸是整體精裝到貨）。

③低壓內缸及靜葉持環拉鋼絲找中完成，低壓內缸下半整體下降2mm，防止放轉子后轉子與靜葉持環相碰。

8月份，全國一般公共預算支出15137億元，同比增長3.3%。1—8月累計，全國一般公共預算支出140673億元，完成年初預算的67%，同比增長6.9%。

④汽輪機轉子各項檢查、測量工作完成。

⑤發電機穿轉子和各項測量檢查工作完成。

⑥安裝好發電機轉子盤動時防止軸向竄動的專用工具。

⑦集電環轉子各項測量、檢查工作完成。

⑧機組頂軸油系統具備啟動條件。

3.2.2 轉子軸系初找中心

①機組頂軸油系統啟動做壓力試驗。頂軸油壓力達到150～155kg，各轉子軸頸處架表，抬起高度0.07～0.08mm。

②找中心過程中，每轉90°記錄百分表上讀數和測量張口值時，要卸掉油壓再讀數和測量；卸掉油壓可打開油箱上面旁路閥，泄去頂軸油壓力。

③盤動中壓轉子，檢查是否容易盤動，如果盤動比較困難，則說明中壓轉子與中壓缸內部有接觸，需要再次調整中壓缸與轉子的位置。

⑤按照上述方法，依次連接中壓轉子—1 號低壓轉子聯軸器，1 號低壓轉子—2 號低壓轉子聯軸器，2 號低壓轉子—發電機轉子聯軸器，盤動轉子，用刀口尺和塞尺檢查轉子聯軸器是否同心；如果不同心則調整靠近聯軸器側抬軸器使其同心。

⑥解列各轉子聯軸器，用內徑量表、外徑千分尺測量高壓轉子—中壓轉子聯軸器張口值，百分表測量圓周值。聯軸器裝上4 條工藝螺栓，0°時測量上張口值、下張口值、左張口值、右張口值和圓周值。盤動高壓轉子—中壓轉子到90°、180°、270°、360°位置測量張口值、圓周值，并記錄數據。

⑦根據上述測量數據，計算出調整量，調整高壓轉子和中壓轉子相對位置，最終使張口值≤0.02mm，圓周值≤0.02mm，符合廠家質量標準。

⑧高壓轉子和中壓轉子相對位置調整后，在高壓轉子、中壓轉子上吸附一個百分表，標頭打在汽缸上，盤動一圈后，檢查轉子和汽缸的同心度，檢查轉子連接后轉子與汽缸相對位置是否良好。如有問題要進行汽缸位置的調整。

⑨根據上述方法，依次分別檢查中壓轉子—1 號低壓轉子聯軸器中心值；1 號低壓轉子—2 號低壓轉子聯軸器中心值；2 號低壓轉子—發電機轉子聯軸器中心值；發電機轉子—集電環轉子聯軸器中心值。并記錄數據，計算各轉子相對位置調整量并調整；經調整使張口值≤0.02mm，圓周值≤0.02mm。

3.2.3 轉子軸系正式找中心

轉子軸系正式找中心方法與初找中心方法相同，軸系聯軸器測量張口值和圓周值，最終達到廠家標準張口值≤0.02mm，圓周值≤0.02mm。

3.3 中心測量和調整過程中重點注意事項

①每一對聯軸器中心的調整都會影響到其他聯軸器的中心數據，所以必須根據實際情況綜合考慮整個軸系情況進行調整。

②中心數據測量過程中，每次盤完車后，測量數據前，必須停運頂軸油，并卸掉頂軸油壓后，方可進行數據測量和讀取。

③軸承調整時，如果軸承向某個方向需要移動，則內缸也要向相同方向移動，移動量按實際情況而定，以防軸承調整后帶動轉子移動時碰壞轉子或內缸里的汽封齒。

④在整個中心調整過程中，應不改變各個軸頸的設計標高和軸頸楊度，以防各個轉子、軸瓦的承載力和承載方向與設計發生較大的改變，防止因軸系失穩引起軸系振動。

⑤軸瓦兩側插片間隙調整，應采用照配研磨進入后抽出與相關間隙相同的墊片來保證插片間隙。塞尺測量出來的間隙，有可能發生實際間隙大于標準間隙。

⑥軸瓦兩側防跳間隙測量，選用壓鉛絲方法測量，各點間隙應均勻。

⑦集電環轉子平行度檢查。檢查轉子兩端相對于底架的平行度，其誤差應小于0.125mm。如超差可調節運輸托架（集電環轉子前部靠近靠背輪處安裝的假瓦）下的墊片來調整。集電環需調整時，應調整集電環底架位置以保證平行度。

⑧發電機轉子—集電環轉子中心最終測量數據，必須在集電環臺板二次澆筑后進行。

⑨發電機轉子—集電環轉子聯軸器連接后，螺栓緊固力矩、同心度和8 號軸頸處晃度都應同時達到廠家標準方為最終合格。

4 結語

上海汽輪機廠1050MW 超超臨界機組軸系中心，通過以上的施工程序及工藝，會得到很優良的數據結果。同時機組也能安全可靠、良好的經濟運行。此工藝方法已經在某些電廠工程中得到廣泛應用，取得了良好的效果。可對同類型機組的安裝和檢修提供參考。