某型壓氣機IGV 驅動機構的安裝分析

鄭 慶，杜曉嬌

（東方汽輪機有限公司，四川 德陽 618000）

隨著經濟的高速發(fā)展，我國能源需求不斷增加。 在保護綠水青山的大背景下，國家對清潔能源的需求越來越大，越來越多的燃氣輪機發(fā)電機組投入運行。 壓氣機是燃氣輪機的一個重要組成部分，而進氣導流葉片 （In1et Guide Vane，IGV） 又是壓氣機的重要組成部分。IGV 主要有兩方面作用[1-2]：一是在燃氣輪機啟動和停機的低轉速過程中防止壓氣機發(fā)生喘振； 二是在聯(lián)合循環(huán)機組部分負荷運行時，通過調節(jié)IGV 的角度，減小進氣流量，使燃機的排煙溫度保持在較高水平，以提高聯(lián)合循環(huán)機組的總體熱效率。 所以在現(xiàn)有的燃氣輪機中，無一例外地都包含有IGV 驅動機構。 機組不同，需求不同，機組的IGV 驅動機構數(shù)量也不同，本文所介紹的壓氣機只有1 組IGV 驅動機構。

1 IGV 驅動機構簡介

該型壓氣機IGV 驅動機構主要由IGV、 操縱環(huán)、 滾輪、 墊塊、 桿端關節(jié)軸承等組成，結構簡單，使用方便，但安裝調試復雜，見圖1。 IGV 驅動機構是一個環(huán)形結構，以水平中分面為界，分為上、 下兩半，安裝時須分別進行，之后將上、 下兩半通過螺栓進行連接。 由于IGV 安裝在壓氣機缸上的過程十分簡單，在這里就不做介紹。 以下將采用自進氣側向出氣側的順序對IGV 驅動機構的安裝進行介紹。

圖1 IGV 驅動機構

2 壓氣機IGV 驅動機構的安裝

2.1 IGV 與墊塊、 擺臂的安裝

墊塊、 擺臂均與IGV 葉柄小間隙配合，為保證轉動平順，不發(fā)生卡澀，在擺臂與墊塊、 墊片與套筒之間均加有潤滑脂。 墊片配做，厚度由H-h 決定，見圖2。

圖2 IGV 與墊塊、擺臂的安裝示意圖

2.2 桿端關節(jié)軸承的安裝

鑒于桿端關節(jié)軸承的特殊性，總裝前先將其兩兩連接，調節(jié)中間連桿與螺母，使兩軸承中心距離達到設計值L，見第125 頁圖3。

圖3 桿端關節(jié)軸承的安裝示意圖

當操縱環(huán)與螺柱安裝完成后，將桿端關節(jié)軸承的一端安裝在螺柱1 上，另一端安裝在螺柱2 上，見第125 頁圖4。

圖4 桿端關節(jié)軸承與IGV 驅動機構的連接示意圖

2.3 操縱環(huán)的安裝

操縱環(huán)的運動是依靠滾輪實現(xiàn)的，其與滾輪是錐形配合，見圖5。 安裝時需將兩組錐面調整到互相接觸，達到設計要求的范圍，同時，要保證滾輪頂部與操縱環(huán)底部留有一定間隙l，防止卡澀，間隙l 依靠偏心軸的旋轉進行調節(jié)。

圖5 操縱環(huán)的安裝示意圖

驅動機構的運轉是靠操縱環(huán)的旋轉來達到的，IGV 運動的準確性與操縱環(huán)安裝的準確性密不可分。 最初安裝時依靠滾輪來調節(jié)操縱環(huán)同心度，但檢查時發(fā)現(xiàn)依靠滾輪的調整無法達到設計要求，會存在偏心。 滾輪安裝在偏心軸上，即使操縱環(huán)與滾輪精準配合，由于偏心軸的轉動角度不同，也會導致操縱環(huán)偏心。 為保證安裝時操縱環(huán)與氣缸同心，又能旋轉順暢，在氣缸的適當位置沿周向加工3～6 個小平面，每個平面與氣缸中心距離R 相等，見圖6。 操縱環(huán)上下半把合以后，通過調節(jié)滾輪，使操縱環(huán)與幾個小平面的距離相登，即F1=F2=F3=F4，這樣，就可保證操縱環(huán)與氣缸的同心。

圖6 操縱環(huán)與氣缸的同心安裝示意圖

2.4 IGV 初始安裝角的測量

IGV 的角度對機組的效率及安全性影響很大，故測量IGV 角度的準確性變得尤為重要。 由于IGV的轉動是通過連桿機構進行調節(jié)，各零件之間的配合間隙及安裝公差均會對葉片角度產生影響，故安裝完成驅動機構后，如何正確測量每支IGV 的初始角度就顯得尤為重要。 結合實際工程安裝經驗，筆者專門設計了一個測量角度的工裝，其結構見圖7，其中角度α 為初始角度設計值，b 面在測量時緊貼氣缸進氣側端面。 此時只要c 面與IGV 葉柄上的平面 （圖2 中A 面） 貼合，說明IGV 初始安裝角度正確，見圖8。 若未能達到初始安裝角度，需對IGV 進行調節(jié)，調節(jié)合格后再進行后續(xù)安裝。

圖7 測量工裝

圖8 IGV 安裝角測量

3 結束語

IGV 驅動機構是壓氣機的重要組成部分，其安裝精度直接決定了IGV 的轉動精度，對機組的效率及安全性至關重要。 筆者根據實際安裝經驗，對易發(fā)生問題的地方提出了具體的解決方法，希望對日后類似機組的安裝有所幫助。