淺談汽輪機發(fā)電機組的聯(lián)軸器找中方法及應用

陸旭明

（南京汽輪電機（集團）有限責任公司 ，江蘇南京 210037）

0 引言

汽輪機聯(lián)軸器找中心是其安裝過程中及其重要且難度較大的環(huán)節(jié)。如果汽輪機聯(lián)軸器中心偏差超標，會為機組運行埋下眾多安全隱患甚至會引起運行事故，主要體現(xiàn)在聯(lián)軸器端面張口值及圓心偏差值超標引起的支持軸承負荷過重，軸瓦油溫升高，機組產(chǎn)生振動等。為使汽輪機安裝達到規(guī)程規(guī)范要求并能正常投產(chǎn)運行，安裝過程中必須進行聯(lián)軸器找中心，通過此項使汽輪機各轉(zhuǎn)子的軸系連成一條連續(xù)光滑的曲線，并將軸系的揚度調(diào)整到設(shè)計要求，本文主要探討汽輪機聯(lián)軸器找中心的方法及步驟。

1 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)

聯(lián)軸器又稱靠背輪，是用來連接汽輪機轉(zhuǎn)子和發(fā)電機轉(zhuǎn)子的重要部件，通過它把汽輪機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動扭矩傳遞給發(fā)電機轉(zhuǎn)子。中、小汽輪機與發(fā)電機轉(zhuǎn)子采用剛性聯(lián)軸器連接，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 汽輪機、發(fā)電機轉(zhuǎn)子連接示意圖

汽輪機與發(fā)電機聯(lián)軸器連接可分為剛性、半撓性和撓性三種，中、小汽輪機與發(fā)電機聯(lián)軸器是剛性聯(lián)接，在運行中兩個聯(lián)軸器之間不允許有相對位移。因此，在機組安裝時，務必使兩軸嚴格找中，就是圓和開口必須嚴格控制在設(shè)計要求范圍內(nèi)。否則會造成兩軸殘留的相對傾斜度和不同軸度，運行時將在被連接的軸和軸承中引起附加載荷，一般會造成軸承瓦面的磨損，嚴重時引發(fā)機組的振動，影響機組的正常安全運行。

因此，聯(lián)軸找中心的目的是:

1）使汽輪機的轉(zhuǎn)動部件與靜止部件在運行中，其中心偏差不超過規(guī)定的數(shù)值，以保證轉(zhuǎn)動與靜止部件在徑向不發(fā)生觸碰。

2）使汽輪發(fā)電機組各轉(zhuǎn)子的中心線能連接成為一根連續(xù)的曲線，以保證各轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器連接成為一根連續(xù)的軸，從而在轉(zhuǎn)動時，對軸承不致產(chǎn)生周期性交變作用力，避免發(fā)生振動。

2 聯(lián)軸器找中心注意事項

1）檢查軸瓦安裝的正確性及各軸瓦在洼窩內(nèi)的坐落和接觸是否良好，以保證轉(zhuǎn)子在軸瓦內(nèi)不致左右擺動。

2）檢查擋油環(huán)和汽封等各部分的間隙，確信轉(zhuǎn)子未壓在擋油環(huán)和汽封齒上。

3）對于長度較大的半撓性的波紋聯(lián)軸器，應按制造廠的規(guī)定，在每次測量時，用千斤頂將該聯(lián)軸器預先抬高一定的數(shù)值，以補償其下垂。

4）對于帶軟軸的聯(lián)軸器，應使用專用卡子將聯(lián)軸器與軸臨時固定，

并使聯(lián)軸器外圓周的晃動度小于0.03 mm。在聯(lián)軸器正式組合好后，才允許拆除卡子，以防因聯(lián)軸器連接止口松動使兩半聯(lián)軸器不同心。

5）對于某些形式的機組，還應按照制造廠的要求，在一些特殊的條件下進行聯(lián)軸器的中心測量工作，如在凝汽器內(nèi)灌水等。

6）在測量時，兩半聯(lián)軸器間不許有任何剛性連接。如需用銷子臨時連接兩半聯(lián)軸器以便能同時盤動兩轉(zhuǎn)子時，每次測量前，必須用手檢查銷子是否蹩勁。若用吊車盤動轉(zhuǎn)子，鋼絲繩也應稍微松開，不許吃勁，保證轉(zhuǎn)子不因受扭力而發(fā)生位移。

7）測量記錄上應注明專用卡子固定在哪側(cè)聯(lián)軸器上。

3 聯(lián)軸器找中心產(chǎn)生誤差的原因

1）軸瓦轉(zhuǎn)子安裝方面。如翻瓦調(diào)整墊片后重新裝入的位置與原來位置不同，軸頸在軸瓦以及軸瓦在洼窩內(nèi)的座落和接觸不良或軸瓦兩側(cè)墊鐵有間隙，使轉(zhuǎn)子位置不穩(wěn)定等。

2）測量方面。如測量時，由于盤動轉(zhuǎn)子的鋼絲繩未松，臨時連接的銷子蹩勁等，使轉(zhuǎn)子受扭力而發(fā)生微量移動;用百分表測量時，百分表固定不牢靠，盤動轉(zhuǎn)子時位置改變;百分表測量桿接觸的表面不平，聯(lián)軸器錯位;讀表誤差等;用塞尺測量時，工作人員經(jīng)驗不足，塞入力量和深度不一致造成誤差。

3）調(diào)整墊片方面。墊片數(shù)目過多，墊片不平，有毛刺或?qū)挾冗^大，結(jié)果使墊鐵卡住引起誤差。

4）軸瓦垂直方向移動量過大引起的誤差。由于調(diào)整墊鐵具有一定的寬度，在軸瓦向上（或向下）移動時，兩側(cè)墊鐵上端所需增加（或減少）墊片厚度的數(shù)值跟上述按中心線計算所得數(shù)值有一定的偏差，它不但會使兩側(cè)墊鐵接觸變壞，也會使調(diào)整中心工作產(chǎn)生誤差。

4 找中的數(shù)值計算和調(diào)整

在聯(lián)軸器找中心工作中，以汽輪機轉(zhuǎn)子中心為基準，找正發(fā)電機轉(zhuǎn)子中心，可按如下方法計算軸瓦移動量的。

a）端面距離差值即開口的計算

如圖2所示，保持圓周差C不變，先算出為消除端面差b，3號軸瓦和4號軸瓦所需要的移動量K'及J'，即轉(zhuǎn)子中心線將移動至水平位置。

圖2 轉(zhuǎn)子中心線移動位置

根據(jù)三角形相似原理，有

從圖中看出，K'及J'與b的方向是一致的，即b為上張口時，兩軸瓦向上抬并定為正值;b為下張口時，兩軸瓦向下落并定為負值。

b）圓周向差值即圓的計算

平移轉(zhuǎn)子，消除圓周差C，因轉(zhuǎn)子中心線的偏差為圓周差之半，故當轉(zhuǎn)子中心線偏高時定為正值，兩軸瓦就下落C/2，偏低時定為負值就上抬C/2。

要綜合起來消除b及C所要求的兩軸移動量，便是所求的軸瓦移動量K及J，可列出如下兩式:

b及C按上面規(guī)定的正、負號代入以上兩式中，計算出的軸瓦移動量K及J為正值時軸瓦上抬，為負值時軸瓦下降。為了便于記憶，同樣可按字母代表的意義，將以上兩式并成一個式子，即:

軸瓦移動量=軸瓦至聯(lián)軸器端面距離×b/Φ—C/2

c）軸承墊塊的實際調(diào)整

對于3號軸瓦，可以通過改變下半軸瓦上三塊調(diào)整墊鐵內(nèi)的墊片來移動軸瓦位置。對于4號軸瓦，可以通過在軸承座與基礎(chǔ)臺板間加減墊片來改變軸瓦垂直方向的位置，將軸承座左右移動來改變軸瓦水平方向位置，加減墊片的厚度及左右移動的數(shù)值，與計算的軸瓦移動量相等。

d）調(diào)整量的計算

由于兩側(cè)調(diào)整墊鐵的中心線夾角一般小于90°，致使墊片厚度的調(diào)整值與要求的軸瓦移動量不相等，兩者之間的關(guān)系由圖3可知:

1）垂直方向移動xb時，下部墊鐵墊片加減值與軸瓦移動量xb相同，兩側(cè)墊鐵墊片厚度同時加（或減）xbcosα

2）水平方向移動xa時，下部墊鐵不動，兩側(cè)墊鐵片加（或減）xasinα 。

若軸瓦同時需在垂直及水平方向移動時，兩側(cè)墊片厚度調(diào)整值應為上述兩項的代數(shù)和。

圖3 軸承墊塊調(diào)整圖

e）調(diào)整時的注意事項

1）聯(lián)軸器的找中工作應在汽輪機的轉(zhuǎn)子中心找中和扣蓋完畢后才進行，必須保證汽輪機后軸承處軸頸水平，即揚度為零。此時是以汽輪機端的靠背輪為基準，通過移動發(fā)電機轉(zhuǎn)子來達到要求。

2）測量一組端面瓢偏和徑向晃度數(shù)據(jù)，據(jù)此判斷發(fā)電機靠背輪的誤差方向，通過調(diào)整發(fā)電機轉(zhuǎn)子的前、后軸承座的上下和左右位置來校正發(fā)電機靠背輪與汽輪機靠背輪端面的瓢偏值。

3）在聯(lián)軸器找中心測得兩靠背輪外圓數(shù)值時，上下外圓數(shù)值之和應等于左右外圓數(shù)值之和。如不相等，則表明測得的數(shù)值有誤差，應重新測量。

4）發(fā)電機的前后軸承處必須要落實，接觸良好，如底部接觸不良，在轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子時，必然造成轉(zhuǎn)子晃動，也會造成測量誤差。發(fā)電機軸頸必須在前后軸承處與軸承接觸良好，瓦口兩側(cè)間隙均勻，如兩側(cè)間隙不均勻或軸瓦傾斜，也會造成測量誤差。當通過調(diào)整后軸承座位置未達到找中目的時，需調(diào)整軸瓦球面座下三個方向的調(diào)整墊片，增加或減少墊片時，要經(jīng)過計算，按比例增減，不能相同。

5）當聯(lián)軸器找中結(jié)束后，穿上靠背輪螺栓，并緊固后，可在發(fā)電機前軸承軸頸處加一塊百分表，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子。觀察軸頸處圓周徑向跳動，如為零，則說明聯(lián)軸器找中結(jié)果真實可靠。

5 結(jié)語

在現(xiàn)代化的電廠中，為了提高汽輪發(fā)電機組的安裝品質(zhì)和速度，在安裝過程中，可能會采用更加先進的儀器進行聯(lián)軸器找中，但隨著我國汽輪發(fā)電機組出口廣大發(fā)展中國家的數(shù)量日益增長，在國外當?shù)噩F(xiàn)場技術(shù)力量較弱，安裝設(shè)備受到條件限制的情況下，上述的聯(lián)軸器找中方法簡便、易行、實用，能夠確保汽輪機發(fā)電機組的正常運行。

［1］И.И.基利諾夫，B.A.伊凡諾夫，A.И.基利諾夫著，王中森，黃慶元，孫鰲翻譯，汽輪機及汽輪機裝置［M］，（內(nèi)部交流）.杭州:杭州工業(yè)汽輪機研究所，1995，5.

［2］趙永民.汽輪機設(shè)備及運行［M］.北京:水利電力出版社，1982.

［3］潘漢軍，劉婭.聯(lián)軸器對中調(diào)整的分析與計算［J］.湛江師范學院學報，2004，30（3）:37-43.