汽轮发电机轴系找中心动平衡

提要:文中介绍宝钢电厂的两台3万千瓦汽轮发电机组在大修期间有关轴系找中心和现场动平衡方面的一些特点和经验。

主题词:汽轮发电机轴系找中心动平衡

一、轴系投中心特点

()总的要求’

轴系中心总的要求是,汽轮机高低压转子,发电机励磁机转子的各对轮连接后,各转子中心的连线在运行状态下应是一条光滑连续的曲线,转子及对轮不应产生剪力和弯矩,转子轴向各部位应当罔单转子自由状态下一样。励磁机转子由于是单支点,同发电机连接后局部产生弯矩无法避免,但应将附加的不合理弯矩消除。轴系中心线的偏差,不但会破坏各轴承负载的分配,引起轴振动,而且会使轴承受每周一次的交变应力,甚至产生疲劳裂纹,因此在静态找中心阶段必须从严把好质量关。图1为机组轴承中心标高示意图。

 

这个轴承标高只是设计计算值,实际安装和检修中调整中心时,韭不是按照轴承标高来调整,而是按照对轮中心来调整,这样,机组经过几次大修后,各转子扬度和轴承标高,可能发生变化,但轴系中心线仍然是一条连续光滑的曲线。

()低压转子真空位移补偿

汽轮机凝汽器为刚性支承,喉部与低压排汽缸用波形节连接,凝汽器满水与否对转子中心无影响。但低压转子轴承座不是落地式,而是与低压下缸连为一体,监向凝汽器内部延伸,类似一个悬臂结构(2)汽轮机拉真空时,低压上缸外部受到的大气压作用力高达200t,柞用在轴承崖上,使轴承座向下位秽,因此在找中心时,要求预先补偿这个位移质量。

 

具体要求如图3所示。根据日方资料,不同型号的机组,这个补偿量也不相同,见表

 

 

 

()大修时找中心要求和允许偏差范围

大修时找中心同安装时找中心有所不同。汽轮机解体初期,各部件尚未充分冷却,因此这时的中心记录只能作为参考。只有经过充分冷却后测得的中心记录,才能作为正式的判断依据。如果检修复测发现,转子对轮间偏心量比设计值变化±O10ram以内,张口量(两对轮的不平行度)比设计值变化±0021111"11以内,只要修前运行实绩良好,轴振动和轴承温度都无异常,就无需调整。超出这个范围,就要重新诃整中心也就是说,大修时对轮允许一定范围的偏差,我们在检修中正是按照这个要求做的,实践证明没有问题

()对轮连接精度

相邻转子的对轮连接以后,要测量对轮连接精度。这个工作国内机组一般不做。l测量方法如图4所示对轮连接前,先分别测量两个转子的幌度,做好记录。连接对轮后,用两只百分表再同时测量两只对轮的幌度变化。要求是,每只对轮连接前幌度一一(0A)与连接后幌度(OB)之燕(AB)<0025mm

 

影响对轮连接精度的因素,是对轮的飘偏,(包括中问垫片的飘偏),以及列轮全用螺栓紧固力矩的均匀性。连接精度偏差超越限额,会使连接后的对轮受到一个方向固定的附加弯矩,因此必须确保连接精度不超差。机组每次大修后,各转子连接精度会有变化。大修后对轮再次连接时,要求其对轮一一幌度差(OD)与上次修后列轮幌度差(0C)一的偏蔗(CD)也不得超出0025arm

()励磁机转子曲摇摆试验

励磁机转子是单支点,它的约一半重蕞通过前端嗣轮传递到发电机’6瓦上。励磁机与发电机中心调整好,刘轮连接后,必须傲摇摆试验,以确认对轮全周螺栓紧力均匀,转子没有附加弯矩。具体做法参见图5。先将临时轴瓦套在励磁机7瓦的油封挡下部,用钢丝绳和行车吊钩将临时轴瓦垂直吊起,同时在转子下部搭一只百分表。百分表一动,说明励磁机转子重量已由临时轴承承受,这时将‘7瓦下瓦翻出,然后在轴颈左右两侧各水平架设两只百分表,将轴颈沿周向分成8等分。试验时,从’5瓦一端按运行转向盘动发电机转子,记录两只百分表读数。质量要求是,两个百分表读数的蕞大差值,不得超过010ram,即单侧摆动不大于005ram,若发现轴颈上某一点的摆动超差,例如说偏向左侧,则用力矩扳手增紧对轮右侧螺栓,然后再盘转子,、删量,再调整。一直到转子旋转中朝任一侧摆动都小于O05ram为止增紧对轮螺栓时,应防止超过紧周力矩的额定上限。为此,在对轮刚开始连接时,各螺检一般只紧到额定力矩的下限,为后边的调整留下余地。

()、影响中心变化的因素

我厂机组在安装和大修中,都发现过低压缸与发电机之间对轮中心容易漂移,常常是晚上加班找好的中心,第二天上午又变了发电机中心词接又特别费事,因此使现场工作人员大伤脑筋通过多次大修和与日方交流,我们对影响中心变化的几个主要因素有了初步的认识和掌握。

 

1.环境温度的影响

汽轮发电机基础这个庞托的混凝土框架,由于材质和载荷的不均匀,当环境温度变化时各部分出现膨胀羞,影响到LPGEN中心,尤其是在气温变化较大的春秋季节,更为明显。

2.潮汐影响

上海市控制地面沉降的实践袭明,地下水位对地面标商的影响不可忽视。我厂濒临长江入海n,潮差达2以上,汽轮发电机基础在这个巨大水体的影响下发生的位移尽管微小,反映到转子中心上的变化却很显著。一气温和潮汐的影响,是检修找中心时数据漂移的主要原因。1982年我们曾在I号机LPGEN对轮上架设百分表连续监测24小时,发现转子中心高低变化量达O10mm以上,就是两者综合作用的结果后来的大修中又多次碰到此类问题。日方专家说,这种情况在他们那里也常碰到。处理的原则是,只要一次找中心合格就签字验收,对后来的漂移不予理会。我们照此办理,投有出过问题。

3.基础不均匀沉降的影响

我厂汽轮发电机基础底部靠密排布置的钢管桩与外周土层间的摩擦力支承,逐年有缓慢的下沉,由于各部位载荷不均匀,下沉量也不均匀。机组两侧布置了基础沉降测点每年定期测量沉降量。图6给出了l号机到1989年为止的累积沉降量数据从图6中可以看出,1980年到l989年累积沉降蹙平均达到39ram,各测点沉降量差值蕞大达到74arm,由于受锅炉基础下沉的影响,B侧沉降量大于A侧。又由于发电机端载荷大于汽执端,因此G端沉降大于T端这些不均匀沉降,是机组两次大修之间转予中心线变化的原因之一,靠重新调整中心来解决。

二机组振动和现场动平衡的特点

()一般情况

汽轮机,发电机分别由三菱重工长崎造船厂和三菱电机神户制造厂制造各转子出厂前都进行了仔细的高速动平衡。热跑试验在运行转速和模拟额定负荷温度场工况下,高低压转子实测蕞大振动值分别为0013ram-~li0018mmj发电机转子除单独作了高速动平衡外,还与励磁机转子连接起来进行了平衡。过临界转速时蕞大振动为0027m1113000转/分蕞大振动0022ram。各转子和轴系的临界转速(转/分)如下:

轴系转子计算值造娶

1stG ENIst 920 900 980

2irdH PIst 1480 Iti00~1950

3rdLP1St 1580

4thEXCISt 2070 2150 2170

8thGEN2nd 2S50 2470 265O27O

6th H P2nd25'40

 

 

()轴系振动监测

测振一次元件采用三菱电机生产的TV3E度型接触式振动检出器拾振器顶端是一个镶有乌垒的滑块,上接传振杆。测掇端与固定端之间用一弹簧钢片连接,测振头靠上下两个弹簧板和中间的压缩弹簧压紧在轴上,测振头的乌金滑块与轴颈接触,靠轴承边缘的回油由流润滑,磨损量微小(7)。拾振器输出的电信号在振动控制箱内经积分放大,输入CRT记录仪等用户,显示双振幅轴振。·1~’7轴承各有一个测点,在高压转子前端的“0速度检出器盘上有一戢口,旁边装设固定的磁阻发讯器,.它输出妁脉冲信号接入控制室内振动控制柜里这缺口与轴系各对轮连接的钢印,以及各个加重面上1号平衡螺孔全部对齐,作为振动调整时的转速信号源和振动相位的基准0。。这个相位信号对振动的监测和诊断十分重要,但不知什么原因,国内后来引进的几台三菱机组都投有这个相位测点。各测点的轴振动信号经积分放大后,输入在线记录仪,指示表、CRT以及报警、聪扣装置。见图8

另外还有一路振动信号,与相位信号一道,输入到专门的接口装置上,专供备种试验仪器如磁带仪,X-Y记录仪示渡器、动平衡仪等使用,给在线振动监测诊断和现场动平衡带来很大方便。

 

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