汽轮发电机组找中心方法探析

摘 要：汽轮机找中心工作是一项重要而又细致的工作，在机组大修中贯穿始终，汽轮机中心的合格与否直接影响机组的安全运行。通过对我厂不同类型的机组找中心的综合分析，解析汽轮发电机组找中心的快捷方法，提高检修速度，保证大修工期。随着机组容量的增大，轴承的数量增多，找中心工作就更复杂，通过实例对大、小机组找中心的方法及计算工作更好、更快地掌握汽轮机找中心的这项工作。

关键词：汽轮发电机组找中心 测量数据准确性

一、前言

汽轮机组经过一段时间的运行后，由于轴瓦乌金的磨损、汽缸及轴承座的位移，轴承垫铁的腐蚀、研刮等方面的原因，汽轮发电机组的中心发生变化。在机组大修时，尤其是大容量机组，大量的测量工作都是围绕中心进行的。从大修前的全实缸凝汽器正常水位状态下测轴系中心全实缸凝汽器无水状态下测轴系中心半实缸状态下测轴系中心及大修中的揭缸、扣缸前后；对轮解体前后等各种不同状态下各轴颈扬度的测量；检修前、后各油挡、汽档洼窝的测量等一系列测量工作都是为轴系找中心工作提供依据，最终使轴系中心合格。这是一项重要而又细致的工作，必须认真对待。

二、找中心的目的

转子水平放置时，由于自重产生静扰度，为了使机组安全经济运行，检修时要使轴器端面预留一定的张口和周角，轴系的调整工作主要是确保高/中压转子，低压转子及发电机转子连接成一条光滑、没有拐点的曲线，此项工作要达到以下2个要求：

（1）使汽轮发电机组各转子的中心线连接成一条连续光滑的直线，使连接转子的联轴器中心线成为一根连续的轴。在转动时不至于对轴承产生周期变作用力，避免发生振动。

（2）使汽轮机静止部件与转动部件运行时基本保持同心。其中心偏差值不超过规定数值，以保证转动部件与静止部件不发生径向摩擦。

三、中心不正的危害

轴系中心数据控制在规定范围内是机组安全运行的保障，如果中心数据不符合要求，会影响机组的安全经济运行，主要危害有以下4个方面：

（1）转子和轴封摩擦，从而增大轴封间隙。隔板轴封间隙的增大不仅增加了漏汽损失，降低了效率，同时会造成轴向推力的增大。轴端汽封间隙的增大，增加了轴封的漏汽量，从而使泄漏的蒸汽窜入轴承里，导致油中含水、变质，这除严重地影响轴瓦油膜的建立外，还会使调速部件产生锈蚀，产生卡涩现象。

（2）转子和静止部件的摩擦，使摩擦部位发热，由于热膨胀的不均使轴发生弯曲变形，特别是在转子发生单侧局部摩擦时，最容易使轴产生弯曲变形，这时摩擦发热部位产生挤压应力，此应力若超过发热温度下的屈服极限时，使转子产生异常的振动。

（3）转子中心不正，是汽轮发电机组常见的激振源之一。如果是由于找中心不正引起的，会引起各轴承的静负荷重新分配。如果某一轴承的静负荷减少时，很可能由于转子在此轴承油膜中的动力不稳而激发起机组是低频自激振荡。

（4）使隔板汽封间隙增加，增加漏汽损失，降低机组效率，同时造成轴向推力增大。

四、汽轮机找中心的工艺方法

（一）单缸机组找中心的工艺方法

（1）测量汽缸、轴承座水平：即用水平仪检查汽缸、轴承座位置是否发生歪斜，水平的测量应在空缸状态下进行。水平仪及平尺应放在汽轮机安装时用冲子作出标记的位置上，以便各次测量结果能进行相互比较。

（2）测量轴颈扬度：轴颈扬度一般在大修前后均进行测量。修前测量常跟按联轴器找中心同时进行，其目的是为调整联轴器中心提供参考依据。修后测量是在机组组装后进行，可间接检查转子安放位置及联轴器找中心的正确性，并供机组下次检修对比参考。目前，一般对于机组纵向扬度的要求是：单缸机组，汽轮机转子后轴颈扬度δ2应为零。双缸机组，应使低压转子后轴颈扬度δ2为零。三缸机组，使低压转子为水平，即δ1=δ2，低压转子前后轴颈应分别向前后扬起，四缸机组则使前一个低压转子的后轴颈扬度δ2为零。

（3）转子的位置可直接依据汽缸前后轴封凹窝中心确定。隔板、隔板套、轴封套按转子找中心：采用调整隔板、隔板套、轴封套的方法来补偿由于汽缸中心变化跟动静部件中心关系的影响。

（4）汽轮机与发电机转子按联轴器找中心、发电机转子与励磁机转子按联轴器找中心。

（二）单缸机组找中心的实例计算

以我厂#1机组大修为例：

1、设备简介：我厂#1机组为上汽生产的C50-90/1.2型单缸冲动双抽式，#2-#5支持轴瓦为椭圆形瓦，#6、7支持轴瓦为圆筒形瓦，汽轮机与发电机转子连接为刚性连接，发电机转子与砺磁机转子为空心轴的刚性连接。汽轮机与发电机转子之间联轴器直径为Φ630mm，#4轴瓦至联轴器距离为650mm，#5轴瓦至联轴器距离为5585mm。

2、大修中所测数据：

（1）汽缸水平：如图

由于水平结合面的清扫及测量误差、测量位置误差等因素的影响，本次检修后与上次检修后测量的汽缸水平数值有所不同，只要水平的变化没有达到严重影响汽轮机安全的程度，在大修中一般都只作监视性测量，不作调整。

由于每次大修时中心关系不可能恢复到原来的状态，另外在长期的运转过程中，轴径难免不遭受微量的磨损，被迫使用金相砂纸打磨轴径以保证轴径表面质量合乎要求，本次检修扣缸后、联轴器连接后的扬度测量值与上次检修的扬度测量值稍有出入，但它符合转子组成一连续曲线的要求。当发现在联轴器两侧的轴径扬度值相差太大或扬起方向都朝者联轴器时，必须查找原因，复查联轴器中心或检查轴径表面状态，因为这不符合转子组成一连续曲线的要求。

上次检修后转子#2瓦油档位置处偏炉0.06mm，偏上0.03mm

转子#3瓦油档位置处偏炉0.075mm，偏上0.05mm

本次检修后转子#2瓦油档位置处偏炉0.025mm，偏上0.02mm

转子#3瓦油档位置处偏炉0.08mm，偏下0.03mm

可见转子位置基本未变，间接验证了转子找中的正确性。

因#1机汽缸采用下猫爪支撑方式，即汽缸猫爪的支持平面低于机组的中心线，则运行时猫爪温度将高于轴承座的温度，使轴封凹窝中心抬高，造成轴封下部间隙减少，甚至摩擦。为此必须在调整时把汽缸凹窝中心适当放低。

转子找好中心后，隔板、隔板套按转子找中心：可用压肥皂块、假轴等方法测量。调整的方法取决于隔板、隔板套的支承方式。

（三）汽轮机与发电机转子按联轴器找中心

联轴器找中心的测量和计算前提是联轴器中心跟转子轴线重合；轴径和联轴器都是正圆；联轴器端面跟转子轴线垂直。因此，在联轴器找中心前必须先测其晃动度、飘偏度；轴径的晃动度。当确定这些符合要求后才能进行联轴器找中心的工作。

因凝汽器与低压排汽缸为刚性连接，凝汽器底部用弹簧支撑，当在运行状态时，凝汽器内水的重量作用在低压缸排汽口上，使低压缸下沉，造成轴封上部间隙减少，所以找中心前凝汽器必须灌水。

联轴器找中心注意事项：

检查各轴瓦安装位置的正确性以及各轴颈在轴瓦内和轴瓦在凹窝内的座落和接触是否良好，以保证转子在轴瓦内不致左右摆动。一般在进行测量前，应连续盘动转子数圈，将轴瓦压紧。

检查油档和汽封等各部间隙，确信转子未压在油档和汽封齿上。

在测量时，两半联轴器间不许有任何刚性连接，如需用销子临时连接两半联轴器以便能同时盘动两转子时，每次测量前，必须检查销子是否蹩劲。用天车带动钢丝绳盘动转子时，钢丝绳也不允许吃劲，使转子不会因受扭力而发生位移。

百分表架的固定应牢固，百分表跳杆跟被测平面应垂直，表针指示应正确，灵活，测点表面光滑。

转子找中心是在轴瓦和轴承座均已检修完毕，组装在工作位置时进行，为了调整中心而又不致引起轴瓦垫铁接触不良。当垫片调整数值超过0.10-0.20mm时，应检查垫铁接触情况，必要时进行刮研，待轴瓦垫铁刮研好，应再次找中心。

尽量恢复机组安装或上次大修后转子与汽缸的相对位置，以保持动、静部件的中心关系。由于测量误差、汽缸变形、位置变化和转子弯曲等原因，常常不能同时保证中心、凹窝、扬度等同时符合要求，为此在满足联轴器中心要求的前提下，重点考虑凹窝中心及轴颈扬度

总结

通过上述实例计算可看出，影响中心变化的因素较多，安装操作、运行状态等都会影响转子和静子中心的偏差，如汽缸的安装状态不同（半空缸、半实缸、合实缸），使汽缸垂弧发生变化；此外，合空缸及合实缸还有紧与不紧汽缸法兰螺栓的区别。运行中油膜厚度的影响将引起转子的位移，使转子的中心发生变化。对于不同类型的机组，应认真分析，以便能缩短检修工期提高检修质量。