汽轮机轴承箱抽真空状态下的下沉量测量

2014-11-28王杨

机械工程师 2014年6期

王杨

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨 150046）

0 引言

火力发电厂的汽轮机组在运行前需抽真空，在抽真空过程中，由于内外压力差会使机组汽缸发生局部变形，当这种变形传递到轴承箱时将导致转子的中心发生变化。由于转子在装配时参考的是制造厂为保证通流间隙的装配数据，而抽真空状态与制造厂装配状态工况不同，因此在抽真空状态下转子中心较制造厂装配时下沉，从而使得转子部分汽封与静子汽封存在刮磨的可能。若可以测量出抽真空状态下轴承箱的下沉量，便可根据实际下沉量调整转子的中心，避免刮磨。对于结构尺寸较大的机组，由于低压部分刚度差，在抽真空后轴承箱变形较为明显，第一次启机时转子与静子汽封刮磨很难避免，三百门电厂、泰州电厂等功率达百万千万的机组均出现转子与静子汽封刮磨。为此，寻找一种有效可行的测量方法来对汽轮机轴承箱在抽真空状态下的下沉量进行测量迫在眉睫。

所谓轴承箱在抽真空状态下的下沉量就是轴承箱在抽真空前后相对于机组基础在高度方向上的位移量，对这个位移量测量可转化为对轴承箱某个基准相对于基础的高度变化量。为此，我们可以选取轴承箱的水平中分面作为轴承箱的基准，在基础上在放置相对稳定的平面，测量抽真空前后轴承箱的水平中分面与基础平面的距离变化即可。

1 测量设备及工具的选择

由于汽轮机整体结构尺寸较大，使用常规量具很难测量上述数据，因此可选用便携式空间尺寸测量仪器，如关节臂测量机、白光测量仪、激光跟踪仪等，在仪器选用上可根据施工部门资源进行选择。目前在电力设备制造行业，激光跟踪仪使用较为普遍，因此以激光跟踪仪为例制定测量方案。

电厂汽轮发电机组的基础是台板，而台板被锚固板及预埋件固定至厂房水泥基础上，因此水泥基础可视为机组的基础。由于水泥地面的平面度较差，若直接测量水泥地面误差较大，因此需在每个轴承箱附件设置若干个金属材质的基础平面，金属材质的基础平面的向上平面的平面度应在0.02 mm 以内，在测量过程中需相对于水泥地面保持稳定。

为保证抽真空前后轴承箱上测量点的一致性，需在轴承箱上固定靶球转站座，在抽真空前后将靶球置于转站座上进行测量，这样就消除了轴承箱本身平面度对测量的影响。

2 测量前的准备

按图1 所示布置基础平面及靶球转站座。靶球转站座可以用可熔性胶固定在轴承箱水平中分面法兰上，对各转站座进行变化，以便测量过程中方便记录。在测量区域外围设置简易围栏，以防止测量过程中有非测量人员干扰。

图1 测量示意图

连接激光跟踪仪并接通电源。仪器需预热15～20 min，在预热期间检查激光跟踪仪的激光是否能覆盖各内圆表面，若不能则需调整激光跟踪仪的位置。待预热完毕后利用TrackerCal 软件对仪器进行校准，校准时靶球相对于激光头的方向应与汽缸相对于激光头的方向基本一致。当前视后视检查中回转和俯仰角误差小于5‰时方可进行测量工作，否则需进行QVC 校正。

3 测量方法（以有2 个低压缸的机组为例）

1）利用激光跟踪仪对基础平面及轴承箱下半水平中分面（扣上盖前）进行采点测量，分别拟合平面，检查两平面夹角，利用垫片等调整基础平面，使其与轴承箱水平中分面平行度在0.03 mm 以内。

2）合并轴承箱上下半，并按要求把紧螺栓。

3）抽真空前将激光跟踪仪分别放置于低压1#缸调端轴承箱测量点附近，保证激光可以打到该轴承箱测量点及与测量点最近的基础平面，固定激光跟踪仪位置。

4）对最近的基础平面进行采点，并拟合为平面，对测量点进行采点，并测量点到平面的距离，记录。

5）关闭激光跟踪仪控制箱的伺服电机，在不断电的状态下将激光跟踪仪移动至下一个测量点附近，重复上述工作。

6）在完成各测量点的测量工作时可开始抽真空工作。

7）抽真空后重复抽真空前的测量工作，测量各测量点到基础平面的距离，计算该距离的变化量。

4 应用实例

沁北电厂5#机组在首次试运行时发生过刮磨现象，该机组属于超超临界百万千瓦机组，结构尺寸较大，根据现场刮磨位置初步判断是因为转子中心调整不当所致。为此，利用本文介绍的方法对沁北电厂进行抽真空状态下轴承箱下沉量测量，测得各轴承箱测点在真空度92%时的下沉量为0.097～0.192 mm，根据各轴承箱的下沉量调整了转子的中心，重新启机后未发生刮磨现象。