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汽輪機檢修技術1

發布時間 2009-12-22

汽輪機檢修技術1



汽輪機檢修下意義
1.       有利于安全生産。如汽輪機汽缸平面向外洩漏蒸汽,動靜部分發生碰撞,軸承發生反常振動等,如不能及時加以解決,可能引起設備和人身事故,造成極大危害。
2.       有利于經濟運行。汽輪機在運行中,其通汽部分,或因蒸汽品質不純而産生結垢;或因機械相對位移,間隙發生變化都将改變汽輪機的工況,降低汽輪機熱效率,增加耗汽量,造成過量的熱能損失,通過檢修可清除結垢,調整間隙,從而使汽輪機運行達到原設計值,提高經濟效益。
3.       有利于保持出力。汽輪機如年久失修,會因部件的磨損而不能達到原有出力,通過年複一年的有計劃、有目的的檢修,可使
4.       其保持原設計制造要求的水平,從而防止出力下降。如出力已經下降,則可找到症結,對症檢修,恢複正常出力。
5.       有利于設備改進。根據運行中存在的問題,在解體檢修時,可研究和發現設備設計制造的不足之處,及時加以改正;或反映給設計、制造單位,在下一輪設計、制造中加以解決,使汽輪機設備日趨完善、先進、合理。
6.       有利于發展國發經濟。通過檢修,可提高汽輪機設備的完好率,确保發電機組安全運行,政黨供電,這顯然有利于工農業生産和發展和人民正常用電。此外,通過檢修,又可延長汽輪機的使用壽命,從而減少國家更新設備的投資。
7.       第二節     汽輪機的基本結構
汽輪機結構可分爲靜止和轉動兩大部分,靜止部分包括汽缸、軸承、汽封和隔板等;轉動部分(又稱汽輪機轉子)包括軸、葉輪、葉片和聯軸器等。此外,還有盤車裝置和滑銷等。
1.    汽輪機的外殼叫汽缸。它的作用是将汽輪機的通流部分與大氣隔絕,使蒸汽能在其中做功。汽缸内裝汽封、噴嘴室、隔板和隔板套等。
2.    軸承軸承的作用是用來支持汽輪機轉子的全部重量,确定汽輪機轉子徑向位置,承擔汽輪機轉子轉動時間的軸向推力。汽輪機的軸承分支持軸承和推力軸承兩大類。
3.    汽封汽輪機的轉動部分與靜止部分之間必須留有一定的間隙,以防相互摩擦。汽封的作用在于,減少這些間隙的漏汽損失。汽封按其在汽輪機中所處位置可分爲:軸端汽封(又稱軸封)、隔板汽封和通流部分汽封三種。
4.    隔板隔板用來固定各級噴嘴,并形成各個級之間的通流間隙。
5.    軸、葉輪用于傳遞作用在葉片上蒸汽産生的扭矩,同它帶動汽輪發電機轉子旋轉發電。
6.    聯軸器用來連接汽輪發電機組的各個轉子,并把汽輪機的功率傳給發電機。
7.    葉片包括動葉片和靜葉片兩種。動葉片是使蒸汽的熱能轉換成旋轉機械能的重要部件。
8.盤車裝置在汽輪機沖動轉子前或後停機後,爲了使汽輪機轉子均勻受熱和冷卻,必須使汽輪機轉子以一定轉速連續轉動,這種能使汽輪機轉動的裝置叫盤車裝置。小型汽輪機采用手動盤車裝置,而大、中型汽輪機廣泛采用電動盤車裝置。
9.滑銷系統   爲了保證汽缸受熱時能自由膨脹,并保持汽缸與轉子中心一緻,汽輪機均沒有滑銷系統。滑銷系統主要由立銷、縱銷、橫銷和貓爪橫銷等組成。
       第三節  檢修管理和分類
爲了保證汽輪機檢修的質量,降低檢修費用和完成檢修計劃,如何加強汽輪機檢修的管理工作,是一項十分重要的課題。
汽輪機檢修的管理工作包括許多方面,主要有如下三項内容:
3.       安排合理的檢修計劃,加強技術管理及設備管理;
4.       建立檢修的合理組織形式,對施工班組及施工人員進行管理;
5.       不斷地改進檢修工藝和引進先進的檢修工技術和裝備。
檢修管理的目的,在于通過科學的管理,最大限度地發揮檢修工人的積極性,盡可能減輕工人的勞動強度,提高工作效率,多、快、好、省地完成各項檢修工作,不斷提高設備的完好率,使設備能長期、安全、經濟地運行。從不同的管理角度,可将汽輪機檢修工傷分類如下:
5.       按照汽輪機檢修的性質,可以分爲計劃檢修、臨時檢修和事故檢修三種。計劃檢修是汽輪機按照編制的年度檢修計劃,将汽輪機停止正常運行,進行檢修。這種檢修具有預防性的作用,它有嚴格的計劃性。
臨時檢修是汽輪機因設備缺陷不能維持正常運行,在計劃之外申請停止運行,經上級調度部門安排後進行的臨時性檢修。
事故檢修是汽輪機因設備損壞而突然停止運行,調度部門未經事先安排,被迫對汽輪機進行的檢修,這時汽輪機或附屬設備已有損壞,汽輪發電機組不得不在計劃外停止發電。
臨時檢修,特别是事故檢修,是計劃之外突然發生的,所以對工農業生産影響極大,使一些部門因停電而被近停産,造成經濟損失。汽輪機檢修的目的之一就是要使汽輪機實現檢修,做到應修必修,修必修好,力争不發生事故檢修,盡量避免臨時檢修。
7.       按照汽輪機檢修任務,可以分爲大修、小修和現場維修三種。
       大修是揭開汽輪機汽缸大蓋,對汽輪機各部件進行清理、測量
檢查,并對磨損的各零件進行修理或更換,使其恢複到設計要求或出廠水平的檢修。這是一種最重要的檢修。
       小修是不揭開汽輪機汽缸大蓋,隻對汽輪機及其附屬設備的易損件進行檢查,并對一些在運行中不能消除的設備缺陷進行消除的檢修。
       大修和小修都屬于計劃檢修的性質,在年度檢修計劃中都必須安排出汽輪機大小修的間隔、時間和工期。(4—5頁)
現場維修,是當汽輪機及其附屬設備在運行中發生各種缺陷時,在不停止汽輪機運行的情況下進行修理,以維持汽輪機繼續正常運行的檢修。
對于這三種性質的檢修工作,其中大修工作是比較全面和徹底地對汽輪機進行檢修,而小修和維修隻是進行大修工作中的局部或個别項目。因此。本節僅論述大修的各項檢修工作。
關于汽輪機大修工作,水利電力部“發電廠檢修規程”中,将汽輪機大修項目分爲一般項目的檢修和特殊項目的檢修兩類。一般檢修項目(通常也稱做标準項目)包括常修項目(即每次大修都需進行檢修的項目)和不常修項目(即不一家每次都要檢修的項目)。特殊項目是指一般檢修項目經外,由于某種原因才安排的項目(如技術複雜、工作量大、工期長、耗用器材多、費用高,以及系統或設備結構有重大改變的項目)。
第二章   汽輪機檢修的一般項目
汽輪機大修的一般項目内容包括:
1.         拆裝各類設備的零部件,清掃并檢查有無缺陷;
2.         采用金相、化學和熱工待方法進行各項檢測;
3.         測量并合理調整各零部件的間隙
4.         裝配及處理局部性的缺陷;
5.         對發現的重大缺陷及時申報,列入特殊檢修項目其
其中測量、調整工作是一般檢修項目中的關鍵環節,本章将着重叙述。
第一節       汽輪機大蓋的拆裝
汽輪機大修的主要工作項目之一是汽輪機本體的檢修,汽輪機本體的檢修又是從汽輪機揭汽缸大蓋開始的,因此,在檢修開工時,必須考慮盡早将汽輪機大蓋揭開,這對縮短檢修工期,保證檢修質量都有好處。
一、     汽缸揭蓋時間的選擇
對裝有汽缸壁溫度測點的機組,可以利用它來控制合理的揭蓋時間。一般汽缸壁溫度降到100℃以下時,可以進行保溫的拆除工作:汽缸壁溫度降到60℃,可以拆除汽缸螺栓然後揭開汽缸大蓋。
如果沒有溫度測點,以時間來考慮,一般中壓汽輪機在停止24-48小時後可以揭開汽缸天蓋,高壓汽輪機需經48-72小時後才能揭開汽缸大蓋。
汽缸溫度過高就揭大蓋,容易損壞汽缸螺栓(特别是高溫部位的螺栓)有時即使螺栓勉強拆下來了,但由于汽缸溫度沒有降下來,可能使蓋揭不開。
爲了縮短檢修時間,可以考慮在停機前采用降壓運行,或滑壓停機的方法來預先冷卻汽輪機,這樣可以大大縮短汽缸冷卻時間。在理論上,滑壓停機時,溫度、壓力可以降到很低,停機後24小時就可揭開汽缸大蓋,但停機時間拖得很長,操作比較多,同時鍋爐需要燃油。一般滑壓停機時,以1~1.5℃分的降溫速度使主蒸汽溫度降到250℃左右,這時汽缸溫度僅200℃左右,用這種方法可以争取1~2天的檢修時間。用滑壓停機的方式不能進行汽輪機超速試驗。爲了彌補這個不足,檢修中可以将危急保安器小軸拆下,單獨進行超速試驗。
二、汽缸結合面螺栓的拆裝
爲了方便拆卸汽缸水平結合面螺栓,在拆卸前8小時左右,可将煤油澆在螺栓的螺紋上。然後,可用機械拆裝法、人工拆裝法來拆裝螺栓。
目前中壓汽輪機的螺栓多用人工方法拆裝,一般使用專用扳手,外加1~2米長的加長管,用2~6人的力量進行拆裝不要采用大錘錘擊的辦法,否則難以保證各螺栓受力均勻。當人工拆卸有困難時,可用氧一乙炔焰将螺帽加熱,然後再行拆卸。螺栓在旋入前必須進行仔細檢查,并在螺紋上抹上一層黑鉛粉,如遇螺帽難以旋緊時,要将螺帽退出查明原因。機械拆裝螺栓的方法目前有多種,但都隻能用于中小螺栓,有的單位也試驗采用過高壓汽缸水平結合面螺栓的拆裝機械,但因操作麻煩且不可靠,故未能普遍推廣應用。
高壓汽輪機高壓缸水平結合面螺栓的拆裝,除去前段所述的基本方法外,還須采用熱緊(或熱卸)。目前采用的熱緊工具主要是電氣式加熱器和氣體加熱器兩種。
電氣式加熱器有結構輕便、加熱均勻、可同時加熱幾個螺栓等優點。現在應用最多的是管最多的是管式電阻絲加熱器,它是将電阻絲繞在高溫絕緣管上,在外部再套上保護管,這種加熱器由于受電阻絲、保護套表面負荷及結構的限制,功率不可能很大,因此加熱時間長,使用壽命有限,因而使用上受到一定限制。
另一種電氣式加熱器是雙螺紋矽碳管加熱器,如圖2—所示。其特點是,發熱無件采用碳化矽,功率大,可達6.5因而它緊固螺栓的時間短,如緊一個M120螺栓,隻需12~20分鍾。這種加熱器的缺點是壽命短,易損壞。圖中所示的加熱管,加有保護套管,但由于螺栓加熱孔不同心,加熱時因保護套管周圍間隙不均,易使保護套管彎曲變形。雖然由于保護套管的存在,使碳化矽棒不易碰損,但如使用中套管彎曲,可造成短路損壞,實際使用中,可不用保護套管,将碳化矽棒平穩放入加熱螺栓孔内,盡可能使其位于孔蹭,并用搖表檢查是否接地(如碳化矽棒一接地,通電後[8——9頁内容] 由于汽缸中部垂弧值最大(汽缸結合面中間間隙也最大),緊固螺栓時采用從頭往後緊固,比一開始就緊固中間最大間隙處螺栓,螺栓受力情況要好一些,也利于中間間隙的消除。當采用熱緊螺栓時,先要進行冷緊,冷緊時要求螺栓受力恰到好處,并力求各螺栓緊力均勻。對M120的螺帽,可用1500毫米加長套管和加長專用扳手,兩人用力擰緊;對M76的螺帽,可用1200毫米加長套管,兩人用力擰緊。
松螺栓時,從中部螺栓開始,這樣最後一個拆卸的螺栓不會受過大的附加應力。
軸頸的橢圓度及柱度不得大于0.02毫米。
     汽缸大蓋的揭蓋和扣蓋
     揭蓋起吊前,應仔細檢查專用吊具、鋼絲繩、操作開關及行車吊鈎等都應完好,确認所有水平法蘭結合螺栓(包括前後汽封的螺栓)均已拆卸,并由專人指揮起吊。起吊前在下汽缸上裝好上汽缸引導杆,然後用汽缸大蓋頂起螺杆,将汽缸大蓋均勻頂起少許,再将汽缸大蓋吊起50毫米左右,測量汽缸水平,使汽缸四角升起高度(相對下汽缸平面)誤差不超過2毫米,同時用手電筒檢查汽缸内部是否有零部件松脫。如未發現異常,即可緩慢吊起大蓋。爲了便于起吊過程中作必要的調整,頻準備若幹适當厚度(100~200毫米)的木質墊塊,放置在四角,以備急用。
     對于高壓汽輪機來說,在揭大蓋時,前缸結合面的螺杆并未拆下,起吊大蓋的過程中,有時由于螺杆與汽缸大蓋螺孔的相互牽制,緻無法準确測量汽缸水平。因此起吊大蓋時,要特别注意螺杆與汽缸大蓋螺孔離開時,汽缸水來的變化。最好此時在汽缸結合面上的适當部位放置墊塊,以防意外,對吊大蓋所使用的起吊工具,其工作位置要做明确的标志與記錄,專用鋼絲繩、專用吊環、卡環都應挂标簽,注明是哪台機組哪一端使用,這樣有利于補助時間,安全迅速吊裝大蓋。
     汽缸大蓋扣蓋,是汽輪機檢修中非常重要的要作,爲了保證不發生意外,扣蓋工作最好連續進行,并應采取一些必要的安全措施,确保無雜物落入汽缸之中。特别應注意抽汽管道口、疏水口等處所加堵板必須取出。隻有在汽輪機通流間隙測量合乎标準,并确認各零部件安裝無誤,經各級簽字驗收合格後方可扣蓋。爲了便于裝配,扣蓋時,應使級前間隙盡可能大一些,爲此将轉子推向後端,使推力盤貼向工作瓦塊。
     爲了使汽缸密封性好,在汽缸結合而應塗上一薄層塗料,所用的塗料爲精煉後的亞麻仁油和鱗狀鉛粉,按體積1:1的配比組成混合物。亞麻仁油的精煉采用文火,精煉時油溫應保持在130℃左右,使其中水份蒸發,增加粘度,在常溫下用鐵棒試驗,能拉長10~15毫米的粘絲爲宜,要求塗層均勻,厚度0.2~0.5毫米。對于低壓汽缸的個别漏汽段,可将上述塗料加少量純鐵粉混合後使用,其效果更佳。
扣蓋時也應裝設導杆。在行車起吊情況下,上汽缸縱向水死對頭用合象水平義檢查,不應超過10格,橫向水平不應超過15格。水平調整的好壞将關系扣蓋是否原料,因此一家不能馬虎。當上、下汽缸結合面相距200~300毫米時,将塗料塗在下汽缸結合面上。婁相距幾毫米時,将定位銷打入,汽缸【14.15頁】
 
第二節  汽輪機轉子的測量
     汽輪機轉子在高速下運轉,動靜部分間隙又比較小,因此轉子各部件都有嚴格的質量标準,每次大修時都應仔細測量。
轉子測量工作包括:
1.       轉子各部位徑向跳動量的測量;
2.       轉子各部件的端面跳動量的測量;
3.       推力盤表面平度的測量;
4.       軸頸橢圓度及柱度的測量;
5.       軸頸揚度的測量;
6.       套裝輪盤間的間隙測量。
1  轉子徑向跳動量的測量
7.       測量目的
1                     用來監視軸彎曲變化情況;
2                     用來檢查套裝于軸上的部件的中心線相對于軸心線的偏移值,以發現裝配是否符合設計要求。
2.       測量位置
汽輪機轉子徑向跳動量的測量,是在汽缸内進行的。測量時轉子由軸承支承。測量位置如圖2-4所示
 
圖2-4 輪機轉子徑向跳動量測量位置示意圖
                       1-1  瓦軸頸;      5-抽汽口處;
                       2-前汽封;         6-後汽封;
                       3-速度級葉輪後;   7-2  瓦軸頸;
                       4-抽汽口處;       8-聯軸器。
     3.測量方法及注意事項
     (1)用磁性表架或專用表架将百分表固定在汽缸、隔板或隔板套的水平結合面上,表的測量杆頭垂直于被測表面,如圖2-5所示。注意被測表面先要用細砂布打磨光滑。
(2)将所測圓周分爲八等分,轉動轉子使表頭分别對準圖中所示的8個測量點,一直回到标點1爲止。測量時應記錄百分表在上述各點位置的讀數。轉
 圖2-5測定轉子的徑向跳動量(16-17頁)
子回“1”處,百分表讀數必須與起始時的讀數相符。否則,應查清原因并重新測量。在測量時應有專人監視百分表的變化,如發現在标點之外的地方有更大、更小數值出現時,應在該處及其相隔180°的相對位置增加測點讀數。當标點處因鏽蝕出現凹坑斑點時,應在其左右附近光滑表面測量。最
 表2—2  套裝式轉子中部允許最大彎曲度
汽輪機轉速(轉/分)
<3000
3000
>3000
允許量大彎曲度(毫米)
0.04
0.03
0.02
表2-3汽輪機轉子各處徑向跳動量允許值
測量部位
允許最大徑向跳動量
(毫米)
軸   勁
≤0.02
推力盤
≤0.03
葉輪外徑
≤0.05
其它圓柱面
≤0.03
套裝式轉子
葉輪輪緣外徑
<0.10
汽封套筒、擋油環、徑向汽封齒
<0.05
聯軸器法蘭外徑
≤0.02        ≤0.03
(功率不大于12000)(功率大于12000(
大徑向跳動量是直徑兩端相對數字的最大差值。轉子的最大彎曲度即爲最大徑向跳動量的二分之一。它們的允許值,分别參考表2-2及表。
轉子上1~8點的編號,在第一次大修時同通流間隙測量位置一次編好,并在第一級葉輪前端面上打上鋼號,明顯标出。在測量各部件端面跳動量及作其它測量時,也采取類似編號法,以便對曆次記錄數值進行比較。
11                 爲了縮短測量時間,測量時盡可能多裝一些百分表。正常情況下,隻須測取部分數值作監視,當發現異常情況時才須全部測量。每次大修時均要測量的點,應固定下來。不過第一次大修時,應對各點全部測量,這便于今後檢修作測量比較。
2  轉子上各部件端面跳動量
       (即瓢偏度)的測量
1.       測量目的
檢查汽輪機轉子的零部件(如推力盤、葉輪、聯軸器等)的端平面與軸線的垂直情況。當端面跳動量超過允許值時會引起推力盤的磨損、動靜部分的摩擦、聯軸器中心找正及連接的困難。
2.       測量位置
測量位置如圖2-6所示,其編號仍采用類似測量徑向跳動量的編號辦法。轉動轉子,分别記錄兩隻百分表在各點的指示值。爲了記錄和計算方便,兩百分表初始指示值應相同。當轉動轉子回到初始位置時,兩百分表指示值也應相
.18.19頁
同,說明所測數據可信。如兩百分表數值不同,說明數據不可信,需查明原因後重新測量。
3.       測量方法及注意事項
8                     測量端面跳動量時,爲消除軸向移動引起誤差,采用兩隻百分表同時測量,如圖2-6所示。兩測點在同一直徑上,距離邊緣10~15毫米,測量杆與端面垂直。
13)               所測部件端面應平整光潔,測量過程中百分表指針應平穩變化,不應有大的跳動。端面跳動量的允許值見表2-4。
 
 
                                                        圖2-6 用兩隻百分表測量端面跳動量
端面跳動量數據的記錄表格如表2-5,數據整理見2-7。整理測量數據的方法是,将表2-5中A列的數值記在一個圓的外圈,把表2-5中B列的數值記在其内圓(見圖2-7a)。這些數據是轉子轉一圈後、内、外圈各測得的8個數值。然後,将同一位置上的兩個數據相加除2,即得該位置的平均值,記入另一圈的外圈(見圖2-7b),再求出同一直徑上兩數值之差。把這差值記到第三圓的外圈(見圖2-7c),此差值即是不同的端面跳動值,上例中端面跳動量爲0.08毫米,其計算方法見表2-5。       《20頁》
         表2-4    汽輪機轉子各端面跳動量允許值
測量部位
允許端面最大跳動量
(毫米)
推力盤端面
≤0.02
輪緣端面
≤0.03
葉輪輪緣端面
<0.15
聯測器法蘭外面端面
≤0.02       ≤0.03
(功率不大于 (功率大于
12000)     12000)
 
 
 
圖2—7  端面跳動量記錄及計算舉例
          (單位1/100毫米)
百分表讀數; b)平均值;c)差值。      (21頁)
  表2-5    端面跳動量(瓢偏度)測量舉例
                       (單位1/100毫米)
位置編號
A
B
A-B
端面跳動量
1-5
50
50
0
2-6
55
48
+7
3-7
52
51
+1
4-8
49
54
-5
5-1
48
56
-8
6-2
46
55
-9
7-3
45
54
-9
8-4
42
51
-9
1-5
48
48
0
    注:用列表計算與圖2-7完全一緻。(22頁)
3  推力盤平度的測量
     推力盤平度不合格會影響推力瓦的安全運行。用圖2-8所示方法将平尺靠置于盤表面,用塞尺檢查平尺與盤面間的間隙,若0.02毫米塞尺不入即認爲合格。推力盤表面光潔應達?8,如不符合要求,可進行打磨及抛光。
4  軸頸橢圓度及柱度的測量
     大修時爲了監視軸勁磨損變化情況,對軸勁的橢圓度和柱度,采用外徑千分尺進行測量。
橢圓度的測量方法,是在軸頸同一橫載面用外徑千分尺測量各處直徑數值,所測得的最大直徑和最小直徑差即是橢圓度。也可用百公表指在軸頸處進行測量。此時轉子支持在軸頸處,以避免其軸向竄動,然後轉動轉子一周,讀取百分表最大值和最小值,最大值與最小值之差即是橢圓度。
     柱度是在軸頸全長上不同斷面所測得的最大直徑與最小直徑之差。(23頁)
軸頸的橢圓度及柱度不得大于0.02毫米。
五、軸頸揚度的測量
軸頸揚度測量的目的,在于檢查汽輪機轉子的各個支承點在高度上是否有變化,爲檢測分析軸承支座有無變形,下沉,汽缸内部件有無摩擦,軸瓦有無磨損,聯軸器中心有無變化,以及基礎有無均勻下沉等異常情況作參考
測量軸頸揚度,目前普遍使用A61—1型光學合象水平儀,其結構如圖2—9所示。它的主要技術數據包括:
(1)   刻度盤分劃值0.01毫米/米;
(2)   最大測量範圍±5毫米/米;
 
 
圖29  光學合象水平儀外形圖
1—微調螺杆;   2—刻度盤;   3—刻度板;
4—V型工作面;    5—放大鏡;    6—水準器;
7—光學系統。
(3)示值誤差:±毫米/米範圍内,±0.01毫米;全部測量範圍内,±0.02毫米/米
(4)工作面平面性誤差0.003毫米;
(5)儀器淨重1.7公斤。
合象水平儀的讀數通過刻度板和刻度盤讀出。是否可以讀數,通過放大鏡觀察兩橫向汽泡象是否重合而定,如圖2—10所示。在圖2—10a中,兩汽泡象1和1′未重合時,不能讀數;旋轉微調螺杆1使這兩汽泡重合,如圖2—10b,此時可讀數。
 
 
9
 
a                                          b      
 
圖210   讀數時汽泡象情況
1.1′—汽泡象;             2—放大鏡。
儀器的零位調整是這樣進行的,将合象水平儀放在平穩的平台上,轉動刻度盤,使兩汽泡象重合,得第一個讀數±a;然後将儀器轉動180°,仍放在原位,重新轉動刻度盤,使兩汽泡象重合,得第二個讀數爲±b,這時1/2(a?b)即爲該儀器的零位偏差。松開度盤上的三個支承螺釘,用物輕輕壓住滾花調節節帽(汽泡象仍保持在重合位置),轉動度盤,使計算得到的零位偏差值與指針線對齊,再将螺釘固。一       24—25頁
般使用不必調整。
2.操作步驟及注意事項
(1)測量前,将水平儀刻度板及刻度盤指針對零。
(2)将被測的軸頸表面和水平儀底部擦拭幹淨,然後将水平儀放置在軸頸中部,使水平儀的V型工作而與該軸軸向貼合良好,用兩手手指輕壓水平儀對角,水平儀應絲毫不動。
(3)旋轉微調螺杆,通過放大鏡觀察汽泡象,當兩汽泡象重合時記下讀數。然後,将水平儀調頭,以同樣方法測量記錄第二次讀數。調頭測量的目的是消除水平儀的零點誤差。兩次讀數之差的二分之一即爲轉子軸頸揚度值。
(4)讀數時先察看刻度板的刻線位置,然後按刻度盤正負方向的刻度值讀出。爲了避免讀數出錯,可一邊旋轉微調螺杆,一邊記住旋轉的圈數,每轉一圈(即刻度盤100格)相當于刻度板刻線移動1毫米。
(5)水平儀的微調螺杆調節方法是:首先,使刻度盤和刻度板刻線都對零。然後,将水平儀放于測軸頸處。此時水準器汽泡象在微動螺杆側(即水準器“-”號側),表示微動螺杆側高,微動螺杆按端面旋向箭頭“+”的方向旋,直到從放大鏡中觀察汽泡象重合方可讀數,此時讀數值爲“+”。如水準器汽泡在“+”號側,表示微動螺杆側低,大鏡中觀察到汽泡象重合方可讀數。注意此時在刻度盤上讀數時不能按盤面數字,而應爲負(100-盤面數字),前面的“-”號表示微動螺杆側低。如刻線指在96處,則表示-(100-96)=-4格,再注意刻度板數字,如刻度板刻線此時對準1~2之間,那總的數值爲(100+4)=104格。
3.計算舉例
揚度計算舉例如圖2—11所示。
 
 
圖211    揚度計算舉例
爲了避免計算與讀數正、負號搞錯(這是初次使用者容易出錯的地方),可假定嶄頸向前揚起爲正,測量的頸揚度時,第一次将微動螺杆側放置在假定爲正的方向,揚度值如下式計算:
 
某汽輪機軸軸頸揚度按上述方法測量得到如下數值:
前軸頸第一次量得爲+14格,第二次量得爲-10格。
後軸頸第一次量得爲-3格,第二次量得爲-1格。
 
所用合象水平儀刻度盤分劃值爲0.01毫米/米。則前軸頸處揚度:(26—27頁)
δ前=(+12)×0.01毫米/米=+0.12毫米/米。
後軸頸處揚度爲:
δ後=(—1)×0.01毫米/米=—0.01毫米/米。
式中:“+”表示前揚,“-”表示後揚。
由此可能看出,前軸頸向前揚起0。12毫米/米,後軸頸向後揚0.01毫米。
中小型汽輪機軸頸揚起方式,通常是将汽輪機後軸承座與發電機的前軸承座安放在同一水平面内,如圖2—12。
 
圖212   單缸汽輪機轉子與發電機轉子軸頸揚度情況
1—汽缸;   2—發電機定子。
如果在這種狀态下,汽輪機轉子後軸頸的揚度與發電機的轉子前軸頸的揚度相等,均爲零。這種安裝方式的優點在于,由于轉子重量所産生的軸向分力,幾乎互相抵消,汽輪機推力軸承可以認爲主要承受轉子蒸汽壓差産生的軸向推力。因此,單缸汽輪機大都采用這種方式。
一般檢修時,将汽輪機後軸頸揚度調至±0.03毫米/米,即認爲合格。
6、  套裝輪盤間隙的測定
套裝的輪盤之間,爲防止運行中輪盤因熱膨脹,輪盤與定位環之間留有間隙,在整個圓周上的間隙應相等,端面就平行。大修中就測定間隙大小,并要清除隙縫中的堵塞物。間隙值約爲0.2~0.25毫米。
大修中,還應對套裝葉輪的鍵槽進行定期聲波探傷監測,以便及時發現可能出現的裂紋。
3          汽輪機通流部分間隙的測量及調整
汽輪機通流部分轉子與靜體之間的間隙,對機組的效率和安全運行都有重要影響,通流間隙,分爲徑向間隙與軸向間隙兩種,其中,汽封齒的徑向間隙、動葉頂部的徑向間隙、動葉與噴嘴之間的軸各間隙都應調整适當。如間隙太大會使漏損失增加,如間隙太小,機組運行工況變化時以易産生動靜部分的摩擦,引起事故。因此在大修前、後,在機組解體過程中,以及扣大蓋之前,都必須測量通流部分間隙,檢修前的測量目的,在于掌握各種部件相對位置的變化情況,以便及時發現問題,好在檢修時處理;而檢修後測量的目的,主要是最後檢察檢修裝配質量如何,是否符合設計要求。同時作好記錄,經便以後檢修時查核。
汽輪機通流間隙測量,調整内容包括;
(1)汽輪機輪盤與噴嘴(或隔板)的軸向間隙。其中隔板噴嘴出口與輪盤上葉片進口邊的間隙叫級前間隙;輪盤上葉片出口與下一級隔板間的間隙叫級後間隙。
(2)汽封齒與汽封槽間的軸向間隙。[2829頁内容]
 
(3)汽封齒的徑向間隙和葉頂汽封(又稱阻汽片)的徑向間隙。
對于上述各種汽輪機汽缸内部的動、靜部分之間的間隙,實際檢修時,其測量方法、調整原則基本上是一樣的,因此我們在這一節一并予以論述。
通流間隙的測量通常在下汽缸内進行,将汽輪機轉子和隔板都放置在工作位置,然後在汽缸水平結合面的兩側分别進行測量。速度級測量部位如圖2-13所示,測量點在圖中用塗黑方塊表示(本節圖中測量點均用此法表示)。其中徑向間隙測量部位用 表示,其餘部位爲軸向間隙測量部位。圖中軸向間隙測量部位是葉頂軸向間隙、葉根軸向間隙和葉輪級前軸向間隙。
 
     圖2-13 速度級通流間隙測量部位示意圖
1           通流部分軸向間隙的測量
2           測量工具和測量部位
軸向間隙常用塞尺、楔形塞尺等測量工具測量。楔形塞尺如圖2-14所示。(30頁
 
          圖2-14  楔形塞尺
 除速度級外,其它各級軸向間隙測量部們如圖2-15~圖2-17所示。
 
                                            圖2-15 葉頂處級前軸向間隙測量部位示意圖
 
           圖2-16 葉根及輪盤級前軸向間隙測量部位示意圖
 
        圖2-17 級生軸向間隙測量部位示意圖  31頁
 
2           測量方法及注意事項
3                     測量通流部分軸向間隙時,汽輪機轉子應按制造廠要求推向一頭,使推力盤貼向指定的推力瓦塊。如制造廠沒有指明要求,可将推力盤貼向非工作瓦塊。這是因爲,沖動式汽輪機動葉與本級噴嘴或隔板之間的軸向間隙(級前間隙)較小,面動葉與下級隔板之間的軸向間隙(級後間隙)較大。當轉子巾向非工作瓦塊時測得的級前間隙是所有情況中最小的數值,此數值合乎标準,則偏向安全。
4                     在測量間隙的位置上,不應有凹痕及附着物。
5                     通常從危急遮斷器向上和水平(或聯軸器上作出的記號)出發,在汽缸平面左右兩側分别測定二次通流間隙值,當發現所測的左右數值或第一次與第二次測量數值相差較大時,應及時複查找出原因。每次大修測量部位應該相同,以利分析比較。
6                     測量軸向間隙時,應注意輪盤上的突出部件(如封口葉片的鉚釘頭等)的軸向間隙是否最小。
7                     隔板不應有松動,确定隔板與輪盤間是否因隔板變形面使軸向間隙不合格。
8                     塞尺及楔形塞尺測量時用力應适中。測量人員應采取措施,切實防止測量時塞尺及楔形塞尺墜入汽缸内。
9           軸向間隙的調整
     通流部分軸向間隙,在制造廠裝配及現場安裝過程中,已按設計要求數值調整好,一般情況下,在大修中僅需測量數值以作比較,不必調整。但當隔板變形、更換隔板、偶然
(32頁)
事故或者确系安裝誤差較大時,也應作适當調整。
     調整方法及注意事項如下:
4                     對通流間隙需要調整的各級,經核實無誤,并找出變化的原因後,才能決定調整方案。
5                     當大多數級需要向同一方向調整時,可采取移動整個轉子相對位置的辦法。通過改變推力軸承前後齒形定們環的厚度,或者是推力瓦塊支持環及調節環及調節環的厚度,可相應改變轉子相對位置。定位環、支持環或調節環都應經磨削加工,厚度誤差應在0.02毫米以下。用此法調整時,汽輪機轉子相對于靜體部分整個有一們移,因此要考慮汽封的軸向間隙和聯軸器間距離的變化。
6                     部分級需調整時,可移動隔板或隔板套。對于有隔板套的機組,當隔板套内的大部分隔板須向同一方向調整時,用移動隔板套來調整。調整方法是,隔板或隔板套輪緣的前後端面一側減薄多少,另一側則加厚多少。當在進汽側加厚時,可采用加銷釘或局部補焊的辦法,這兩種辦法分别适用于生鐵隔板和鋼隔板,所加銷釘數量,每半塊隔板需4~5個,銷釘安裝如圖2-18所示。定位銷伸出的長度L=A-B-a,(a=0.1毫米),定位銷端面與H面不平行度不大于0.02毫米,銷釘直徑10毫米左右。當在出汽側加厚時,因系承力密封面,不宜用職銷釘或局部補焊的辦法,而應用加整圈墊環或全部補焊的辦法。但加整圈墊環不方便,全部補焊隔板,又容易變形。因此,中小型汽   
 
 
                                   圖2-18
               隔板軸向定位銷       (33頁)
         輪機在現場檢修時,也往往用加銷釘和局部補焊來代替整圈墊環,使用時安全上沒有問題。
47                 如果隻是複環處軸向間隙不足時,可以用車削複環邊緣的辦法達到。對于小型轉子可以直接在車床上進行加工,對于中型轉子可以在汽缸平面上裝置刀架,轉動轉子進行加工。此時應用專用裝置使轉子軸向串動控制在0.02毫米以内,刀架安裝如圖2-19所示。刀架與汽缸平面成一斜度,刀具反裝,這樣便于加工。
 
 
 
               圖2-19   轉子加工示意圖
1— 轉子;2—刀架;
2— 支架;4—汽缸。
52                 當隔板體與葉輪間軸向間隙過小時,可車削隔板體來調整。但加工量不應過大,并算出減薄後的強度及撓度數值,看是否在允許範圍之内。
        汽封齒的軸向間隙比較大,一般情況下不會發生故障。對于後幾級隔板汽封齒、低壓汽封齒、某些機組的低壓側擋汽圈,應注意保持一定的軸向間隙,以便汽輪機運行中即使出現相對膨脹的極限情況時,也不緻于發生摩擦。
     制造廠已明确規定了軸向最小間隙和最大間隙的标準。最小間隙關系機組安全,一定要嚴格符合要求。最大間隙的限制,主要是從機組效率考慮的。
     當軸向間隙的測量調整,通過上下隔板進行時,軸向位置能夠由上下隔板間的定們鍵控制,使之處于同一垂直軸線    34頁
的平面内,因此,可測量汽缸平面兩側處的軸向通流間隙作爲軸向間隙。當兩側處此間隙符合要求,則可知上隔板上部和下隔板下部通流間隙也都符合要求。但是,當發現隔板有變形、錯位或更換隔板時,應檢查上下隔板中分面上的定位鍵配合情況。檢查方法比較簡單,将下隔板裝入下汽缸内,不放入轉子,将上隔板合上,用塞尺檢查結合情況,用直尺檢查隔板端面是否錯位,同時檢查定位鍵及定位鍵槽是否磨損。當發現錯位時需調整。調整方法是将磨損的定位鍵槽重新加工,再重配定位鍵。如果僅僅是定位鍵磨損,更換新鍵即可。如果是鍵槽錯位,應查明錯位原因,是否因隔板變形引起,此時可考慮配異形定位鍵和加工隔板端面。
對于裝有回轉隔板的機組,其回轉輪與半環形壓板之間的軸向間隙也應予保證,以便回轉輪能靈活轉動。檢修時軸向間隙應符合制造廠規定,一般爲0.4~0.8毫米。此間隙應在檢修過程中試調整好,最後組裝好後再複查一次。汽輪機扣大蓋前必須進行動作試驗,并調整好其位置。
3           徑向間隙的測量
徑向間隙的測量包括葉頂徑向間隙的測量和汽封齒徑向間隙的測量兩個部分。
1.       葉頂徑向間隙的測量
葉頂徑向間隙的測量是采用塞尺在汽缸水平結合面兩側進行的,此時汽輪機轉子和隔板等都應處于工作狀态,其測量部位如圖2-20所示。(35頁)
 
心,如出現一側間隙大,别一側間隙小,這可在汽缸找中心時調整隔板。也可能是葉頂汽封的汽封片松動,使徑向間隙減小,此時應改專用工具将汽封片複位,再重新脹緊,必要時可考慮将葉頂汽封片與隔板體點焊起來,點焊部位要盡可能小,如無法複位時,應更換新的汽封片。對新更換的葉頂汽封片,如兩側間隙同時過小,則需重新加工。所以當發現葉頂汽封片徑向間隙變小時,應仔細分析,确定原因後,再作處理。
2.       汽封齒工徑向間隙的調整
徑向間隙小時,可直接把各圈汽封塊弧段裝夾于一個簡單的專用夾具上(如圖2—21所示)。将汽封圈的尺寸ФA和ФB适當車大些。還可設法用扁鏟在圖2—22中的尺寸a的兩側端面3處撚打。使其形成凸肩,凸肩凸出高度應爲間隙所需增大的值。但此法調整量有限,還應注意防止引起汽封弧段失去彈性壓縮量。
   
          圖2-21   修複汽封圈夾具
1-   汽封弧段; 2-夾具。
徑向間隙過大時,可在車床上用專用夾具适當車大圖
 
          圖2-22   間隙調整方法示意圖
           1、2—調整軸向間隙時(向右調)車削及補焊處;
           3—擴大徑向間隙撚打處。(38頁)
 
 
     2—21中的尺寸фC。同時還應将端面修磨掉一定量,其值爲фC尺寸的增大值與圓周率的乘積,使汽封塊拼合後的圓周與要求的尺寸相一緻。
     對于用黃銅或其它塑性較好的材料制作的汽封片,可用撚齒的方法使汽封齒伸出,以減小徑向間隙。
 
     對于帶有調整墊片的汽封,可調整墊片厚度,調整時應注意使汽封塊有足夠的彈性壓縮量。
     對于各種汽封的徑向間隙,制造廠都有規定。汽封裝配要求,取決于汽封齒處的轉子直徑、測試升降的速度、轉子軸的剛度以及運行中動、靜部件在徑向可能出現的相對位移等因素。汽封徑向間隙大小(△),一般規定如下:高壓側△=0.30~0.50毫米;低壓側△=0.35~0.6毫米;柔性軸與剛性軸相比在其它條件一樣時,間隙應取大一些,通常使上半間隙比下半間隙大0.10毫米左右。
                  第四節   軸瓦間隙、緊力的測量及調整
     汽輪機的軸承和推力軸承兩種,多數汽輪機又将推力軸承與支持軸承制成一體結構,稱綜合推力軸承。
     汽輪機檢修中,軸承檢修是必不可少的一個項目,而軸瓦間隙、緊力的測量調整,又是保證軸承檢修質量優良的關鍵。
     檢修中,軸瓦的測量工作要進行兩次,一次是檢修開始後解體時的測量。這是爲了盡早測出軸瓦各間隙、緊力是否符合要求,從中發現軸瓦的缺陷,以便檢修。另一次是裝複時的測量,叫檢修後的測量。這是爲了檢查軸瓦裝複質量是否合乎要求,調整是否恰當,同時也爲下次檢修提供可靠的(39頁)
數據資料。檢修前後兩次測量都應作好詳細記錄。
     軸瓦的測量工作包括:軸瓦頂部間隙的測量,軸瓦側方間隙的測量,推力軸承的推力間隙測量和軸瓦緊力的測量。
1、  支持軸瓦頂部間隙的測量及調整
1.       圓筒瓦和橢圓瓦頂部間隙的測量
中小汽輪機中用得較多的支持軸瓦型式是不帶襯瓦的圓筒瓦和橢圓瓦,其頂部間隙(筒稱頂隙)的測量多采用壓鉛絲的方法進行。根據軸瓦頂部間隙數值,選用#25~#20、直徑約爲0.5~1毫米的軟鉛絲(即保險絲),截取50~80毫米長的二段,分别放置在軸瓦兩端對應的軸頸上,如圖2—23所示。放置軟鉛絲時,應注意避開上瓦中間油溝。注意選好軟鉛絲號數(或其直徑),所選軟鉛絲的直徑應比要測量的軸瓦頂隙大0.2~0.3毫米。尺寸太大會軸承合金面壓出凹槽,出現頂隙很大的假象。軟鉛絲放好後蓋上上軸瓦,均勻對稱地緊好結合面螺栓,用0.02毫米塞尺檢查軸瓦結合面,以塞尺不能插入爲宜。然後白拆卸螺栓,吊開上軸瓦,取出壓扁的軟鉛絲(注意不要将前、後放置的軟鉛絲位置搞錯)。分别測量每根壓扁的軟鉛絲的厚度。對圓筒瓦    (40頁)
   
應取中間最厚處作爲測量厚度。對于橢圓瓦,應取中間最薄處作爲測量厚度值。此兩個數值分别是軸瓦前、後兩端的間隙值,這兩個數值應相同,并符合廠家要求。如無廠家要求時,一般可按表2—6選取。
          表2—6    軸瓦頂部間隙、側方間隙選取值
 
頂部間隙
倒方間隙
圓筒瓦
(1.5/1000~2/1000)D
各爲頂部間隙的一半
橢圓瓦
(1/1000~1.5/1000)D
單側爲
(1.5/1000~2/1000)D
     ·D-爲軸頸尺寸(大于100毫米),較大比例用于較小軸頸。
··   與按橢圓比計算的側隙數值相近。
      在現場測量時,有人将前、後軟鉛絲測量數值平均作爲軸瓦頂隙,這是不可取的。因爲這樣可能出現一端頂隙過大,一端頂隙過小,而平均值卻合格的異常情況,這時軸承合金可能因頂隙小而燒損。
     2.軸瓦頂隙的調整
      軸瓦頂隙的調整,通常是在上軸瓦上進行的。調整前,需對測量數據進行核實,分析形成偏差的原因,再進行調整。當前後端頂隙不均時,将頂隙小的一端軸承合金面進行研刮,使其頂隙與大端數值相同。研刮的方法是先在特刮端的軸承合金面上,按照要研刮的量,在瓦正中刮出二小塊,用深度遊标尺測量深度應符合要求,然後在軸瓦頂隙小的一端表面塗上紅丹,在軸頸上研合、修刮,直到先刮的二小塊同(41頁)
軸瓦的其它部位在軸頸全長上都有接觸爲止。圓筒瓦接觸角爲60°,橢圓瓦接觸角不大于30°。當研刮量較大時,可先将研刮的表面塗上薄薄的紅丹,再用刮刀均勻地刮去一層(約0.01毫米)。經粗刮後,然後再到軸頸上檢查,直到前、後端頂隙相同。
對頂隙大的軸瓦,其頂隙調整,最好是将上瓦中分面在銑床上加工,銑去頂隙超過的量。加工的方法是将軸瓦放置在夾具上,用百分表校準,使軸瓦中分面四角處于同一平面上,用銑床的微動裝置進刀,銑去需要去掉的厚度。當頂隙超過的數值太小不便于加工時,可用研刮中分面的辦法來達到。經這樣處理的軸瓦,與瓦枕的配合緊力将減小。爲使軸瓦緊力不變,中分面要加工多少,應在上瓦中部調整墊鐵的下方,墊等厚的墊片。這樣調整對側方向間隙影響不大,可忽略。
3.支持軸瓦頂隙的測量及調整
目前小汽輪機支持軸承的軸瓦帶有襯瓦,這種軸瓦頂隙的測量及調整,比上述軸瓦要麻煩一些,應注意采用正确的測量和調整方法。
測量帶有襯瓦的支持軸承頂隙時,墊片與軟鉛絲的放置如圖2-24所示。在軸瓦體的中分面上放置等厚墊片,在襯瓦中分面上放置軟鉛絲,在軸頸上放置二根長50~80毫米軟鉛絲(注意放置時,應避開上部油溝)。蓋上上蓋,均勻緊固水平中分面螺栓,檢查軸瓦體中分面墊片是否壓緊,然後松開螺栓,吊開上蓋(注意軟鉛絲不要掉落),用外徑千分尺測量墊片及壓扁軟鉛絲厚度。此時襯瓦中分面軟鉛絲的厚度應與軸瓦中分面墊片厚度相同,如不相同應對襯瓦中分面進行處理。當襯瓦中分面軟鉛絲厚度大于軸體中分面墊片厚度時,可在襯瓦中分面墊一墊片,其厚度爲軸瓦中分面墊片厚度與襯瓦中分面軟鉛絲厚度之差。當軟鉛絲兩端厚度一緻,然後再考慮墊墊片。帶有襯瓦的支持軸承頂部間隙值,此時爲軸頸處軟鉛絲的厚度,減去軸瓦體中分面墊片厚度。如頂隙過大,可采用不帶襯瓦的支持軸承頂隙調整辦法;如頂隙過小,可在軸瓦與襯瓦中分面同時墊鋼墊片,其厚度是頂隙需要加大的數值。當然,采用中分面墊墊片,不是理想的辦法,最好是研刮上瓦軸承合金。不過實際上在中分面墊墊片,方法十分簡單,運行實踐完全可行,中分面墊片引起的軸瓦潤滑油的漏流很小,完全可以滿足要求。這種方法同樣适用于不帶襯瓦的軸瓦頂隙的調整。
現舉例如下:有一組測量記錄數據,如圖2-25所示。考慮到襯瓦中分面軟鉛絲測量數值兩端不等,将上襯瓦中分面研刮到前端不等,将上襯瓦中分面研刮,按後端去掉0.06毫米的斜面研刮至前端,使其襯瓦中分面所放軟鉛絲壓緊後都達到前端0.30~0.31毫米數值,再在襯瓦中分面
    圖2-24   墊片、軟鉛絲放置示意圖                 圖2-25    軸瓦頂隙測量記錄
1—等厚墊片; 2—軟鉛絲;                         (單位1/100毫米)
3—襯瓦;     4—軸瓦體。
(42、43頁)
兩側同時墊一鋼片,其厚度爲(30+31)/2-15=15.5毫米(墊0.15毫米墊片)。此時軸瓦頂隙前端爲0.52-0.15=0.37毫米,後端頂隙爲0.53-0.15=0.38毫米。
在現場實測中,還可能出現更麻煩的情況,此時要綜合靈活地考慮好頂隙和襯瓦調整情況,随進決定如何進行适當調整。同時要注意襯瓦中分面所加墊片不要伸出結合面,以免影響轉子運轉。
4.三油楔軸瓦的測量及檢查
因三油楔軸瓦與橢圓軸瓦、圓筒瓦不同,不能用壓鉛絲的方法來确定其頂隙。在檢修時,隻對油楔形狀進行檢查,看其是否符合制造廠加工圖紙的要求。檢查的方法是,以軸瓦兩端阻油邊爲基準,将直尺沿軸線平靠在兩端阻油邊上,先用塞尺檢查油楔外深度,再用内徑千分尺檢查該外兩端阻油邊的直徑,看其是否磨損,綜合考慮這兩個數據,判斷油楔及阻油邊形狀變化情況。三油楔軸瓦的油楔及阻油邊間隙如圖2-26所示,也可以按此圖制作樣板來檢查三油楔軸瓦。
 
圖2-26    三油楔軸瓦阻油邊間隙   (44頁)
 一般檢修都不修刮油楔,僅對油楔情況變化進行測量監視。如發現油楔形狀變化過大,可以進行局部補焊軸承合金,然後按阻沿邊和油楔形狀樣板分别進行修刮。
               二、軸瓦兩側間隙的測量及調整
       軸瓦側方間隙的測量,目的是檢查

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