積木塊系列汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與汽缸找中心方法探究

王昆

摘 要：文章從實(shí)際檢修過程中出現(xiàn)的情況入手，對(duì)機(jī)組透平轉(zhuǎn)子與缸體中心線出現(xiàn)的偏移情況進(jìn)行分析，通過打表計(jì)算解決轉(zhuǎn)子與氣缸找中心的問題。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)子；汽缸；找中心；位移；調(diào)整量；百分表；專用工具

中圖分類號(hào)：TK266 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）03-0077-03

神華寧煤集團(tuán)煤化工分公司烯烴公司丙烯壓縮機(jī)組是由德國(guó)西門子公司設(shè)計(jì)制造的SST-600（EHNK63/80）型透平驅(qū)動(dòng)，它屬于積木塊系列抽汽凝汽式的汽輪機(jī)（反動(dòng)式），額定功率為49 283 kW，額定轉(zhuǎn)速3 202 rpm，主蒸汽正常供汽壓力9.3 MPa、溫度515 ℃。其驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)是為低溫甲醇洗單元與MTP單元提供制冷量的關(guān)鍵設(shè)備，它的運(yùn)行狀況對(duì)烯烴裝置的運(yùn)行影響重大。

1 設(shè)備運(yùn)行中存在的問題

經(jīng)過三年多的運(yùn)行，透平轉(zhuǎn)子軸向位移達(dá)0.510 mm，輪室壓力達(dá)0.58 MPa，止推軸承606 ZT5101B溫度達(dá)到110 ℃，以上指標(biāo)都超過了正常運(yùn)行值。

為徹底消除機(jī)組運(yùn)行過程中可能存在的隱患，決定對(duì)機(jī)組停車進(jìn)行了為期12 d的檢修。

通過檢修發(fā)現(xiàn)推力軸承溫度高的原因是轉(zhuǎn)子除電裝置沒有起到除電作用，轉(zhuǎn)子帶電運(yùn)行造成了對(duì)瓦塊的磨損（電化學(xué)腐蝕），即造成了轉(zhuǎn)子位移超標(biāo)和推力瓦溫度高。但在對(duì)轉(zhuǎn)子與汽缸復(fù)查中心時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子與氣缸偏差值較大，需要重新進(jìn)行調(diào)整。

2 機(jī)組轉(zhuǎn)子與氣缸中心偏移原因分析

2.1 檢修不當(dāng)

①由于此次檢修時(shí)間緊、任務(wù)重，故在汽缸和速關(guān)閥法蘭螺栓拆除過程中，沒有按照要求進(jìn)行拆除，造成了汽缸下沉。即：沒有將速關(guān)閥法蘭螺栓先行拆除，而是先將兩側(cè)高壓缸螺栓拆除，主蒸汽管線給了速關(guān)閥應(yīng)力，造成了整個(gè)下缸的下沉，致使轉(zhuǎn)子與汽缸中心發(fā)生位移。

②在對(duì)下缸頂絲頂緊時(shí)，百分表讀數(shù)不正確。在對(duì)下缸頂絲進(jìn)行頂緊時(shí)，在兩側(cè)貓爪各架設(shè)一塊百分表，先頂一側(cè)擰動(dòng)頂絲待百分表讀數(shù)≤0.01 mm時(shí)，擰緊頂絲背帽即可；待頂完一邊，觀察另一邊表的讀數(shù)，并按同樣的方法進(jìn)行作業(yè)即可。但實(shí)際是百分表讀數(shù)沒有問題，螺栓拆除順序有一定的影響。

2.2 原始安裝或機(jī)組運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題

通過查閱機(jī)組資料的原始安裝記錄和咨詢西門子駐現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)人員，安裝時(shí)數(shù)據(jù)符合機(jī)組運(yùn)行要求，可以排除。

機(jī)組運(yùn)行過程中如發(fā)生變化，機(jī)組貓爪間隙亦會(huì)有變化，貓爪間隙設(shè)計(jì)要求值為0.17～0.27 mm，原始安裝值為東側(cè)0.18 mm，西側(cè)0.22 mm，但實(shí)際貓爪間隙值（初始值）為東側(cè)0.15 mm，西側(cè)0.10 mm，較原始值小許多。故可能是由于機(jī)組在運(yùn)行過程中受管線應(yīng)力和自身應(yīng)力影響使得轉(zhuǎn)子與氣缸中心發(fā)生了變化。

3 調(diào)整方法的探究

透平轉(zhuǎn)子與氣缸找中心即是為汽封洼窩中心調(diào)整打好基礎(chǔ)，是汽輪機(jī)安裝檢修中的一項(xiàng)重要工序，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)汽封間隙調(diào)整的工作效率，從而影響到汽輪機(jī)熱效率。

所以，轉(zhuǎn)子在缸體內(nèi)找正要以前后軸封室為基準(zhǔn)，使轉(zhuǎn)子軸線與靜子軸線同心，測(cè)量位置應(yīng)光潔，每次測(cè)量須在同一位置。下面著重介紹針對(duì)丙烯機(jī)組透平轉(zhuǎn)子無法吊出的一個(gè)找中心方法。

3.1 打表計(jì)算轉(zhuǎn)子與汽缸的不對(duì)中值

專用工具架設(shè)如圖1所示，在高壓側(cè)轉(zhuǎn)子軸端汽封上架設(shè)好專用轉(zhuǎn)子與汽缸找中心工具，觸頭與缸體汽封安裝位置接觸，開啟頂軸油泵，先逆時(shí)針盤車180 ？觷，在0 ？觷、90 ？觷和180 ？觷，分別在三個(gè)位置記錄讀數(shù)，如圖2所示。測(cè)量位置及原始安裝值如圖3所示。

3.2 按照要求進(jìn)行調(diào)整

開啟頂軸油泵整個(gè)轉(zhuǎn)子表值上升了0.28 mm（中心0.14 mm），逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一圈后測(cè)得的數(shù)值（表值）為：a=0、b=0.17 mm、c=-0.14 mm，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)后：a=0.05 mm、0.15 mm、c=-0.14 mm，按照廠家提供的冷態(tài)對(duì)中要求轉(zhuǎn)子與氣缸同心度≤±0.03 mm。故在左右兩側(cè)貓爪上方，轉(zhuǎn)子軸端汽封兩側(cè)各架設(shè)一塊百分表，松開下缸右側(cè)頂絲背母，慢慢頂右側(cè)下缸頂絲，待貓爪表值為0.30 mm時(shí)，c表值為0，在此同時(shí)由于a值為正值，左側(cè)下缸頂絲需要下降，松開頂絲后左側(cè)貓爪表值顯示為0.07 mm時(shí)，a值為0，此時(shí)背緊頂絲背母。注：在頂下缸體頂絲時(shí)應(yīng)注意打在軸端汽封上的兩塊百分表的變化如圖4所示。

此時(shí)，專用工具上的小表顯示值為：a=0、b=0.09 mm、c=0，按照要求偏差值要≤±0.03 mm，而此時(shí)的偏差值為0.045 mm，由于考慮到上缸體還未扣上，扣缸之后貓爪落到位，松開頂絲對(duì)整個(gè)下缸還有一個(gè)壓力，可以使整個(gè)下缸下沉0.01～0.03 mm左右，故最終偏差值也符合≤±0.03 mm的要求。聯(lián)軸器端亦是按照同樣的方法進(jìn)行調(diào)整，確保符合原始安裝的要求和同心度偏差要求，聯(lián)軸器端要求如圖5所示。

3.3 貓爪位置的調(diào)整

高壓缸貓爪位置的調(diào)整如圖6所示，中心符合要求后吊入上缸，這時(shí)汽缸仍由下貓爪頂起螺釘支撐（19），配入定位銷，汽缸中分面螺栓間隔一只擰緊，之后進(jìn)行汽缸支撐轉(zhuǎn)換，在上貓爪由球面墊圈（14）墊實(shí)的情況下，松開下貓爪頂起螺釘（19），使汽缸由頂起螺釘支撐轉(zhuǎn)換到由球面墊圈螺紋支座支撐，汽缸支撐轉(zhuǎn)換時(shí)，用千分表在汽封洼窩處進(jìn)行監(jiān)測(cè)，若轉(zhuǎn)換后汽缸中心下移，則通過調(diào)整螺紋支座（15）使千分表讀數(shù)恢復(fù)到原有示值并將螺紋支座鎖緊（16），接著在汽缸前、后汽封洼窩處進(jìn)行測(cè)量，轉(zhuǎn)子——汽缸中心符合要求的情況下，在汽缸測(cè)量環(huán)處作一下測(cè)量并作好紀(jì)錄，作為以后復(fù)校中心的基準(zhǔn)。注：安裝過程中為保證貓爪間隙符合要求，需先將兩只碟形彈簧（11）反裝，在碟形彈簧不受力的狀態(tài)下，配作調(diào)整墊片（12）的厚度，使件12與件10的間隙S3符合機(jī)組說明書要求。

3.4 軸承座位置的調(diào)整

3.4.1 前軸承座位置的調(diào)整

轉(zhuǎn)子與汽缸找中是通過調(diào)整氣缸來完成的。在機(jī)組說明書中，R1、R2和r1、r2分別是前后軸承座找中心的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，因?yàn)樵谄啓C(jī)的裝配要求當(dāng)中，軸承座的定位要兼顧各種調(diào)整要求，加上軸承座的加工存在各種差異。

因此在軸承座氣缸找中時(shí)往往只做參考用，用以判斷軸承座中心線是否與轉(zhuǎn)子中心線平行，在裝配過程中若R1、R2和r1、r2與汽輪機(jī)找水平、轉(zhuǎn)子找中心不協(xié)調(diào)時(shí)，首先要保證轉(zhuǎn)子與汽缸對(duì)中及軸承座接觸良好，而此項(xiàng)工作往往需要與轉(zhuǎn)子汽缸穿插進(jìn)行。

如確實(shí)需要調(diào)整，方法同上，用內(nèi)六方扳手?jǐn)Q動(dòng)（31）即可調(diào)整軸承座的水平中心，如圖7所示，（31）由（32）鎖緊，前軸承座中心符合要求后，修正定距螺栓（28）的定距尺寸，使S3的間隙要求在0.04～0.05 mm之內(nèi)即可。軸承座與汽缸的橫向?qū)χ胁捎门c如圖8所示類似的結(jié)構(gòu)形式，在前軸承座下半底面的兩只導(dǎo)向搭子中裝有調(diào)整組件，它們呈鞍形與前座架立鍵相配合來保持軸承座橫向中心不走動(dòng)，與前述汽缸調(diào)整組件不同的是，由于軸承座是鑄鐵件，所以調(diào)整組件中壓蓋（21）與導(dǎo)向搭子之間不是點(diǎn)焊防松，而是用止動(dòng)塊（20）定位防松。

3.4.2 后軸承座位置的調(diào)整

后支座中的軸承座有兩種不同的結(jié)構(gòu)形式，一種是軸承座下半是獨(dú)立部件，另一種是軸承座下半與排缸下半鑄為一體。當(dāng)采用前一種結(jié)構(gòu)時(shí)，軸承座與排缸的裝配關(guān)系，如圖9、圖10所示。裝配在排缸下半安裝面上的調(diào)整組件（20）不僅支承軸承座而且用以調(diào)整軸承座的高低位置，偏心導(dǎo)柱（19）的榫頭插裝在排缸安裝面的橫向槽中，利用偏心導(dǎo)柱可調(diào)整軸承座的軸向位置，兩只對(duì)稱配置的（19）是軸承座的軸向定位件，通過件（15～18）將軸承座緊固在排缸上。軸承座的橫向中心調(diào)整、定位結(jié)構(gòu)與前軸承座相同，排缸與支座的連接、定位與前述相同。當(dāng)排缸下半與軸承座是整體構(gòu)件時(shí)，它們之間也就沒有連接、調(diào)整件，軸承座與汽缸的同心靠加工保證。在這種結(jié)構(gòu)的軸承座中可配裝除油渦輪之外的各種盤車機(jī)構(gòu)。

4 效果與總結(jié)

通過幾次檢修，我們對(duì)該積木式汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子與靜子的同心度按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)了存在的問題，制定了調(diào)整措施，并進(jìn)行了有效調(diào)整。檢修后實(shí)現(xiàn)一次開車成功，設(shè)備各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)正常，檢修前存在的問題也得到了有效處理。證明我們的處理方法是科學(xué)有效的，值得總結(jié)并在同類設(shè)備中推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] SH/T 3519-2002，乙烯裝置離心壓縮機(jī)組施工技術(shù)規(guī)程[S].