積木塊系列汽輪機轉子與汽缸找中心方法探究

王昆

摘 要：文章從實際檢修過程中出現的情況入手，對機組透平轉子與缸體中心線出現的偏移情況進行分析，通過打表計算解決轉子與氣缸找中心的問題。

關鍵詞：轉子；汽缸；找中心；位移；調整量；百分表；專用工具

中圖分類號：TK266 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）03-0077-03

神華寧煤集團煤化工分公司烯烴公司丙烯壓縮機組是由德國西門子公司設計制造的SST-600（EHNK63/80）型透平驅動，它屬于積木塊系列抽汽凝汽式的汽輪機（反動式），額定功率為49 283 kW，額定轉速3 202 rpm，主蒸汽正常供汽壓力9.3 MPa、溫度515 ℃。其驅動的壓縮機是為低溫甲醇洗單元與MTP單元提供制冷量的關鍵設備，它的運行狀況對烯烴裝置的運行影響重大。

1 設備運行中存在的問題

經過三年多的運行，透平轉子軸向位移達0.510 mm，輪室壓力達0.58 MPa，止推軸承606 ZT5101B溫度達到110 ℃，以上指標都超過了正常運行值。

為徹底消除機組運行過程中可能存在的隱患，決定對機組停車進行了為期12 d的檢修。

通過檢修發現推力軸承溫度高的原因是轉子除電裝置沒有起到除電作用，轉子帶電運行造成了對瓦塊的磨損（電化學腐蝕），即造成了轉子位移超標和推力瓦溫度高。但在對轉子與汽缸復查中心時發現轉子與氣缸偏差值較大，需要重新進行調整。

2 機組轉子與氣缸中心偏移原因分析

2.1 檢修不當

①由于此次檢修時間緊、任務重，故在汽缸和速關閥法蘭螺栓拆除過程中，沒有按照要求進行拆除，造成了汽缸下沉。即：沒有將速關閥法蘭螺栓先行拆除，而是先將兩側高壓缸螺栓拆除，主蒸汽管線給了速關閥應力，造成了整個下缸的下沉，致使轉子與汽缸中心發生位移。

②在對下缸頂絲頂緊時，百分表讀數不正確。在對下缸頂絲進行頂緊時，在兩側貓爪各架設一塊百分表，先頂一側擰動頂絲待百分表讀數≤0.01 mm時，擰緊頂絲背帽即可；待頂完一邊，觀察另一邊表的讀數，并按同樣的方法進行作業即可。但實際是百分表讀數沒有問題，螺栓拆除順序有一定的影響。

2.2 原始安裝或機組運行過程中出現問題

通過查閱機組資料的原始安裝記錄和咨詢西門子駐現場技術服務人員，安裝時數據符合機組運行要求，可以排除。

機組運行過程中如發生變化，機組貓爪間隙亦會有變化，貓爪間隙設計要求值為0.17～0.27 mm，原始安裝值為東側0.18 mm，西側0.22 mm，但實際貓爪間隙值（初始值）為東側0.15 mm，西側0.10 mm，較原始值小許多。故可能是由于機組在運行過程中受管線應力和自身應力影響使得轉子與氣缸中心發生了變化。

3 調整方法的探究

透平轉子與氣缸找中心即是為汽封洼窩中心調整打好基礎，是汽輪機安裝檢修中的一項重要工序，其施工質量直接關系到后續汽封間隙調整的工作效率，從而影響到汽輪機熱效率。

所以，轉子在缸體內找正要以前后軸封室為基準，使轉子軸線與靜子軸線同心，測量位置應光潔，每次測量須在同一位置。下面著重介紹針對丙烯機組透平轉子無法吊出的一個找中心方法。

3.1 打表計算轉子與汽缸的不對中值

專用工具架設如圖1所示，在高壓側轉子軸端汽封上架設好專用轉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，先逆時針盤車180 ？觷，在0 ？觷、90 ？觷和180 ？觷，分別在三個位置記錄讀數，如圖2所示。測量位置及原始安裝值如圖3所示。

3.2 按照要求進行調整

開啟頂軸油泵整個轉子表值上升了0.28 mm（中心0.14 mm），逆時針旋轉一圈后測得的數值（表值）為：a=0、b=0.17 mm、c=-0.14 mm，順時針旋轉后：a=0.05 mm、0.15 mm、c=-0.14 mm，按照廠家提供的冷態對中要求轉子與氣缸同心度≤±0.03 mm。故在左右兩側貓爪上方，轉子軸端汽封兩側各架設一塊百分表，松開下缸右側頂絲背母，慢慢頂右側下缸頂絲，待貓爪表值為0.30 mm時，c表值為0，在此同時由于a值為正值，左側下缸頂絲需要下降，松開頂絲后左側貓爪表值顯示為0.07 mm時，a值為0，此時背緊頂絲背母。注：在頂下缸體頂絲時應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，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，松開頂絲對整個下缸還有一個壓力，可以使整個下缸下沉0.01～0.03 mm左右，故最終偏差值也符合≤±0.03 mm的要求。聯軸器端亦是按照同樣的方法進行調整，確保符合原始安裝的要求和同心度偏差要求，聯軸器端要求如圖5所示。

3.3 貓爪位置的調整

高壓缸貓爪位置的調整如圖6所示，中心符合要求后吊入上缸，這時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，之后進行汽缸支撐轉換，在上貓爪由球面墊圈（14）墊實的情況下，松開下貓爪頂起螺釘（19），使汽缸由頂起螺釘支撐轉換到由球面墊圈螺紋支座支撐，汽缸支撐轉換時，用千分表在汽封洼窩處進行監測，若轉換后汽缸中心下移，則通過調整螺紋支座（15）使千分表讀數恢復到原有示值并將螺紋支座鎖緊（16），接著在汽缸前、后汽封洼窩處進行測量，轉子——汽缸中心符合要求的情況下，在汽缸測量環處作一下測量并作好紀錄，作為以后復校中心的基準。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下，配作調整墊片（12）的厚度，使件12與件10的間隙S3符合機組說明書要求。

3.4 軸承座位置的調整

3.4.1 前軸承座位置的調整

轉子與汽缸找中是通過調整氣缸來完成的。在機組說明書中，R1、R2和r1、r2分別是前后軸承座找中心的實測數據，因為在汽輪機的裝配要求當中，軸承座的定位要兼顧各種調整要求，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往往只做參考用，用以判斷軸承座中心線是否與轉子中心線平行，在裝配過程中若R1、R2和r1、r2與汽輪機找水平、轉子找中心不協調時，首先要保證轉子與汽缸對中及軸承座接觸良好，而此項工作往往需要與轉子汽缸穿插進行。

如確實需要調整，方法同上，用內六方扳手擰動（31）即可調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之內即可。軸承座與汽缸的橫向對中采用與如圖8所示類似的結構形式，在前軸承座下半底面的兩只導向搭子中裝有調整組件，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，與前述汽缸調整組件不同的是，由于軸承座是鑄鐵件，所以調整組件中壓蓋（21）與導向搭子之間不是點焊防松，而是用止動塊（20）定位防松。

3.4.2 后軸承座位置的調整

后支座中的軸承座有兩種不同的結構形式，一種是軸承座下半是獨立部件，另一種是軸承座下半與排缸下半鑄為一體。當采用前一種結構時，軸承座與排缸的裝配關系，如圖9、圖10所示。裝配在排缸下半安裝面上的調整組件（20）不僅支承軸承座而且用以調整軸承座的高低位置，偏心導柱（19）的榫頭插裝在排缸安裝面的橫向槽中，利用偏心導柱可調整軸承座的軸向位置，兩只對稱配置的（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整、定位結構與前軸承座相同，排缸與支座的連接、定位與前述相同。當排缸下半與軸承座是整體構件時，它們之間也就沒有連接、調整件，軸承座與汽缸的同心靠加工保證。在這種結構的軸承座中可配裝除油渦輪之外的各種盤車機構。

4 效果與總結

通過幾次檢修，我們對該積木式汽輪機的轉子與靜子的同心度按設計要求進行了檢查，發現了存在的問題，制定了調整措施，并進行了有效調整。檢修后實現一次開車成功，設備各項運行指標正常，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有效的，值得總結并在同類設備中推廣應用。

參考文獻：

[1] SH/T 3519-2002，乙烯裝置離心壓縮機組施工技術規程[S].