论文部分内容阅读
[摘 要]以华能玉环电厂上汽西门子1000MW汽轮机机型为基础，结合以往汽轮机轴系找中、靠背轮连接的研究经验，对西门子1000MW机型汽轮机轴系找中连接的整套工序进行了论述，并在现场安装工作中取得良好的效果。
[关键词]汽轮机；轴系找中心；靠背轮连接
Abstract: According to HuaNeng YuHuan power plant’s shanghai Electric Corporation Siemens 1000MW Steam Turbine,integrated the experience in Find a center shaft and connecting couplings,treats the subject that the Find a center shaft and connecting couplings,and has obtained the good effect in the on-site installation work
Keywords: Steam Turbine; Find a center shaft; connecting couplings
1．引言
国产1000MW等级机组正在日趋成为今后国内火力发电的主力机型。其中，上汽西门子机型由于独特的单轴承N+1支撑方式，在国际、国内，该机型在容量、参数及业绩方面均处于领先地位。
我们在总结了多年施工经验的基础上，抓住单轴承支撑方式和以往双轴承支撑方式在轴系找中连接过程中的一些共性和关键点，以我公司承建的玉环电厂#1、#3机组为基础，编制了一套上汽西门子1000MW汽轮机轴系找中心及靠背轮连接的施工方法，并在往后的百万千万工程中不断完善，使施工方法和工艺趋于规范化、标准化和程序化，进而形成了一套专门针对上汽西门子1000MW汽轮机机型，具有实用价值、带有一定规律性和指导性的现场安装工艺。
2．结构特点
华能玉环1000MW机组采用一只高压缸、一只中压缸和二只低压缸串联布置。汽轮机四根转子分别由五只径向轴承来支承，除高压转子由两个径向轴承支承外，其余三根转子，即中压转子和两根低压转子均只有一只径向轴承支承，五个轴承均为椭圆瓦，2号轴承为径向推力联合轴承，分别位于五个轴承座内，所有的轴承座支撑在基础上。整个轴系总跨度仅27m，比亚临界四缸600MW机组还短近7m。
靠背轮螺栓采用液压超紧配联轴螺栓，两端带有内外螺纹，中间是一根带有锥度的螺杆，螺杆上配有一个内径带有相同锥度的膨胀套管，和另外两个螺母组成一套联轴螺栓。
3．施工工艺流程及操作要点
3.1施工工艺流程
高压-中压转子靠背轮找中心→中压-低压Ⅰ转子靠背轮找中心→低压Ⅰ-低压Ⅱ转子靠背轮找中心→靠背轮临时连接→临时连接后晃动度、同心度检查→靠背轮绞孔→靠背轮螺栓套管精加工→靠背轮正式连接→连接后晃动度、同心度检查。
3.2操作要点
3.2.1轴系初找中心
1、轴系初找中心在顶轴油未投用情况下进行，盘动转子时必须在轴瓦内加入由厂家提供的专用油脂或机油精，找中前应连续盘动转子2小时以上。
2、各转子靠背轮找中顺序按高压-中压转子靠背轮找中心→中压-低压Ⅰ转子靠背轮找中心→低压Ⅰ-低压Ⅱ转子靠背轮找中心进行。
3、三支撑轴承转子找中示意图见图3.2.1-A、图3.2.1-B。
4、由于厂家在设计时已充分保证该三轴承支撑的转子径向找中要求,因此在靠背轮找中时可免去径向找中,同时为保证两靠背轮连接能顺利拉拢，应首先用刀口尺检查两靠背轮外圆是否一致，一般要求外圆偏差应小于0.05mm，如不满足要求,可对找中工具或临时支撑轴承进行调整,以满足该要求.
5、当两靠背轮外圆符合要求后,安装临时螺栓、顶开螺栓。然后通过紧固临时螺栓慢慢拉拢两靠背轮，注意拉拢时必须监测转子跟汽缸之间的轴向间隙，汽缸保持同步轴向移动，确保汽缸内部动静部件不相碰撞。
6、当两靠背轮间距0.50mm左右的情况下，松开临时螺栓，用塞尺或塞块测量靠背轮端面在0°位置下的开口值F1。
7、拉拢靠背轮并紧固临时螺栓，在确保汽缸与转子间径向间隙基本一致的情况下，盘动转子90°，松开临时螺栓，用顶开螺栓将两靠背轮间距调整至0.50mm左右，用塞尺或塞块测量靠背轮端面开口值F2。
重复以上3、4步骤测量在180°、270°两个位置的端面开口值F3、F4。
8、确认各测量数值准确可靠，并根据F1、F2、F3、F4四次测量结果计算最终的平均端面开口值。
9、根据数据综合考虑，包括转子轴颈扬度等，通过调轴瓦垫片进行调整，调整后轴瓦接触必须符合要求。调整完成后应重新进行对轮找中心，直至轴系中心符合要求。
3.2.2 轴系调整
下面，举例说明轴系调整的方法，找中示意图参见图3.2.1-A、图3.2.1-B。
1、据相似原理，轴系调整的计算公式如下（公式1）：
B=k×a/c ---------- 公式1
B-----轴承调整量（mm） k------端面开口值（mm）
a-----靠背轮端面至轴承间距 c------靠背轮直径（mm）
2、假设a=3000mm，c=600mm，根据轴系找中测量所得的端面开口平均值如图3.2.2（单位mm）：
图3.2.2 端面平均值
图中数据表明，该两靠背轮间端面有上开口0.8mm，左开口0.4mm。现通过调整轴瓦（调整轴瓦垫片）来消除该端面开口间隙，计算如下：
上开口调整量： B=0.8×3000/600=↑4.0(mm)
左开口调整量： B=0.4×3000/600=←2.0(mm)
注意：在调整轴瓦垫片时，应绝对保证调整量不超过汽缸内部动静部套间最小径向间隙，如果垫片调整量过大，则应事先适当地调整汽缸，确保缸内动静部套间的径向间隙满足轴瓦垫片的调整量。
3.2.3临时连接后,靠背轮晃动度、同心度检查
1、初找中心符合厂家要求并验收合格后，应对两靠背轮用不少于四颗的工艺螺栓连接，进行靠背轮晃动度、同心度检查测量。
2、靠背轮临时连接下的靠背轮晃动度、同心度要求应尽可能的满足靠背轮晃动度0.02mm，同心度0.03mm的要求，不符合时应通过调整工艺螺栓的紧固值或数量进行调整，如仍不符合要求，应与有关人员协调解决。
3.2.4靠背轮绞孔
1、用至少四只工艺螺栓对称位置拉拢各对靠背轮。
2、在轴瓦内加入由厂家提供的专用油脂或机油精，手动盘转子，复测各对靠背轮晃动度及同心度符合厂家要求。
3、根据靠背轮螺栓编号分别测量靠背轮螺栓孔内径及相对应的靠背轮螺栓套筒的外径，先对对称位置上的四只靠背轮螺栓孔进行铰孔，然后测量靠背轮螺栓孔直径。根据螺栓孔直径精加工套筒外径。所有铰孔及套筒精加工工具由厂家提供。在这过程中，一般应在厂家工代现场指导下进行,如碰到问题应立即停止绞孔工作，并研究讨论处理方案后方可继续。
4、按3.2.6安装铰孔并加工好的四只靠背轮螺栓。
5、测量四只正式靠背轮螺栓连接下的靠背轮晃动度及同心度，若不符合厂家要求，需重新对此四螺栓孔进行铰孔。
6、拆除临时螺栓，继续进行其他位置螺栓孔的铰孔及套筒精加工工作。
7、按3.2.6安装其他靠背轮连接螺栓。
8、测量所有螺栓连接下的靠背轮晃动度及同心度应符合要求。
注意事项：绞孔前靠背轮晃动度、同心度一定要符合厂家要求；四颗正式螺栓连接后的靠背轮晃动度、同心度若不符合要求，需解除后重新进行绞孔。
3.2.5 轴系终找中心
1、轴系最终找中心在联轴器铰孔完成后顶轴油投用情况下进行。
2、轴系最终找中心方法与3.2.1同。
注意事项：靠背轮拉拢前，外圆同心度应符合厂家要求；盘转子前，靠背轮螺栓一定要完全紧固；盘转子前，靠背轮拉拢后，假瓦需下放；靠背轮“0”位没有特殊要求；靠背轮的调整看整个轴系中心情况综合考虑进行。
3.2.6安装靠背轮螺栓
1、靠背轮螺栓的最终安装在轴系终找中心完成后进行。安装前检查螺栓套筒外径是否满足安装需要。
2、彻底清理靠背轮连接螺栓、螺母及套管，清理螺栓孔，将套筒及螺栓放入螺栓孔内，安装靠背轮螺栓紧固用的液压装置。
3、用规定的套筒膨胀压力紧固靠背轮螺栓，使套管膨胀并与螺栓孔紧紧结合。
4、在螺栓两端安装螺母，用规定的螺栓拉伸压力拉伸靠背轮螺栓，使螺栓达到设计的伸长量。
5、安装靠背轮螺栓保险，并安装螺栓端部的盖板。
注意事项：正式连接过程中，套管必须按厂家要求先胀紧，后拉伸螺栓。
4．效益分析
华能玉环电厂＃1、＃3机组通过本工艺的实施，使汽轮机轴系调整连接的安装效率明显提高，按平均每台机较常规轴系找中心的方法减少一次计算，每台机组可缩短汽机安装这条工程施工关键路径6天的施工工期，使得电厂新建机组能前6天发电，从而产生客观的经济效益。
参考文献
[1]上海汽轮机厂N1000-26.25/600/600型汽轮机本体安装说明书
[2]上海汽轮发电机有限公司1000MW汽轮发电机安装说明书
[3]《火电施工质量检验及评定标准》（汽机篇）电力部:98版
作者简介：
吴仁斌（1980.8—），男，浙江杭州市人，东南大学热能动力工程本科毕业，工程师，从事火电机组汽轮发电机组安装工作，
[关键词]汽轮机；轴系找中心；靠背轮连接
Abstract: According to HuaNeng YuHuan power plant’s shanghai Electric Corporation Siemens 1000MW Steam Turbine,integrated the experience in Find a center shaft and connecting couplings,treats the subject that the Find a center shaft and connecting couplings,and has obtained the good effect in the on-site installation work
Keywords: Steam Turbine; Find a center shaft; connecting couplings
1．引言
国产1000MW等级机组正在日趋成为今后国内火力发电的主力机型。其中，上汽西门子机型由于独特的单轴承N+1支撑方式，在国际、国内，该机型在容量、参数及业绩方面均处于领先地位。
我们在总结了多年施工经验的基础上，抓住单轴承支撑方式和以往双轴承支撑方式在轴系找中连接过程中的一些共性和关键点，以我公司承建的玉环电厂#1、#3机组为基础，编制了一套上汽西门子1000MW汽轮机轴系找中心及靠背轮连接的施工方法，并在往后的百万千万工程中不断完善，使施工方法和工艺趋于规范化、标准化和程序化，进而形成了一套专门针对上汽西门子1000MW汽轮机机型，具有实用价值、带有一定规律性和指导性的现场安装工艺。
2．结构特点
华能玉环1000MW机组采用一只高压缸、一只中压缸和二只低压缸串联布置。汽轮机四根转子分别由五只径向轴承来支承，除高压转子由两个径向轴承支承外，其余三根转子，即中压转子和两根低压转子均只有一只径向轴承支承，五个轴承均为椭圆瓦，2号轴承为径向推力联合轴承，分别位于五个轴承座内，所有的轴承座支撑在基础上。整个轴系总跨度仅27m，比亚临界四缸600MW机组还短近7m。
靠背轮螺栓采用液压超紧配联轴螺栓，两端带有内外螺纹，中间是一根带有锥度的螺杆，螺杆上配有一个内径带有相同锥度的膨胀套管，和另外两个螺母组成一套联轴螺栓。
3．施工工艺流程及操作要点
3.1施工工艺流程
高压-中压转子靠背轮找中心→中压-低压Ⅰ转子靠背轮找中心→低压Ⅰ-低压Ⅱ转子靠背轮找中心→靠背轮临时连接→临时连接后晃动度、同心度检查→靠背轮绞孔→靠背轮螺栓套管精加工→靠背轮正式连接→连接后晃动度、同心度检查。
3.2操作要点
3.2.1轴系初找中心
1、轴系初找中心在顶轴油未投用情况下进行，盘动转子时必须在轴瓦内加入由厂家提供的专用油脂或机油精，找中前应连续盘动转子2小时以上。
2、各转子靠背轮找中顺序按高压-中压转子靠背轮找中心→中压-低压Ⅰ转子靠背轮找中心→低压Ⅰ-低压Ⅱ转子靠背轮找中心进行。
3、三支撑轴承转子找中示意图见图3.2.1-A、图3.2.1-B。
4、由于厂家在设计时已充分保证该三轴承支撑的转子径向找中要求,因此在靠背轮找中时可免去径向找中,同时为保证两靠背轮连接能顺利拉拢，应首先用刀口尺检查两靠背轮外圆是否一致，一般要求外圆偏差应小于0.05mm，如不满足要求,可对找中工具或临时支撑轴承进行调整,以满足该要求.
5、当两靠背轮外圆符合要求后,安装临时螺栓、顶开螺栓。然后通过紧固临时螺栓慢慢拉拢两靠背轮，注意拉拢时必须监测转子跟汽缸之间的轴向间隙，汽缸保持同步轴向移动，确保汽缸内部动静部件不相碰撞。
6、当两靠背轮间距0.50mm左右的情况下，松开临时螺栓，用塞尺或塞块测量靠背轮端面在0°位置下的开口值F1。
7、拉拢靠背轮并紧固临时螺栓，在确保汽缸与转子间径向间隙基本一致的情况下，盘动转子90°，松开临时螺栓，用顶开螺栓将两靠背轮间距调整至0.50mm左右，用塞尺或塞块测量靠背轮端面开口值F2。
重复以上3、4步骤测量在180°、270°两个位置的端面开口值F3、F4。
8、确认各测量数值准确可靠，并根据F1、F2、F3、F4四次测量结果计算最终的平均端面开口值。
9、根据数据综合考虑，包括转子轴颈扬度等，通过调轴瓦垫片进行调整，调整后轴瓦接触必须符合要求。调整完成后应重新进行对轮找中心，直至轴系中心符合要求。
3.2.2 轴系调整
下面，举例说明轴系调整的方法，找中示意图参见图3.2.1-A、图3.2.1-B。
1、据相似原理，轴系调整的计算公式如下（公式1）：
B=k×a/c ---------- 公式1
B-----轴承调整量（mm） k------端面开口值（mm）
a-----靠背轮端面至轴承间距 c------靠背轮直径（mm）
2、假设a=3000mm，c=600mm，根据轴系找中测量所得的端面开口平均值如图3.2.2（单位mm）：
图3.2.2 端面平均值
图中数据表明，该两靠背轮间端面有上开口0.8mm，左开口0.4mm。现通过调整轴瓦（调整轴瓦垫片）来消除该端面开口间隙，计算如下：
上开口调整量： B=0.8×3000/600=↑4.0(mm)
左开口调整量： B=0.4×3000/600=←2.0(mm)
注意：在调整轴瓦垫片时，应绝对保证调整量不超过汽缸内部动静部套间最小径向间隙，如果垫片调整量过大，则应事先适当地调整汽缸，确保缸内动静部套间的径向间隙满足轴瓦垫片的调整量。
3.2.3临时连接后,靠背轮晃动度、同心度检查
1、初找中心符合厂家要求并验收合格后，应对两靠背轮用不少于四颗的工艺螺栓连接，进行靠背轮晃动度、同心度检查测量。
2、靠背轮临时连接下的靠背轮晃动度、同心度要求应尽可能的满足靠背轮晃动度0.02mm，同心度0.03mm的要求，不符合时应通过调整工艺螺栓的紧固值或数量进行调整，如仍不符合要求，应与有关人员协调解决。
3.2.4靠背轮绞孔
1、用至少四只工艺螺栓对称位置拉拢各对靠背轮。
2、在轴瓦内加入由厂家提供的专用油脂或机油精，手动盘转子，复测各对靠背轮晃动度及同心度符合厂家要求。
3、根据靠背轮螺栓编号分别测量靠背轮螺栓孔内径及相对应的靠背轮螺栓套筒的外径，先对对称位置上的四只靠背轮螺栓孔进行铰孔，然后测量靠背轮螺栓孔直径。根据螺栓孔直径精加工套筒外径。所有铰孔及套筒精加工工具由厂家提供。在这过程中，一般应在厂家工代现场指导下进行,如碰到问题应立即停止绞孔工作，并研究讨论处理方案后方可继续。
4、按3.2.6安装铰孔并加工好的四只靠背轮螺栓。
5、测量四只正式靠背轮螺栓连接下的靠背轮晃动度及同心度，若不符合厂家要求，需重新对此四螺栓孔进行铰孔。
6、拆除临时螺栓，继续进行其他位置螺栓孔的铰孔及套筒精加工工作。
7、按3.2.6安装其他靠背轮连接螺栓。
8、测量所有螺栓连接下的靠背轮晃动度及同心度应符合要求。
注意事项：绞孔前靠背轮晃动度、同心度一定要符合厂家要求；四颗正式螺栓连接后的靠背轮晃动度、同心度若不符合要求，需解除后重新进行绞孔。
3.2.5 轴系终找中心
1、轴系最终找中心在联轴器铰孔完成后顶轴油投用情况下进行。
2、轴系最终找中心方法与3.2.1同。
注意事项：靠背轮拉拢前，外圆同心度应符合厂家要求；盘转子前，靠背轮螺栓一定要完全紧固；盘转子前，靠背轮拉拢后，假瓦需下放；靠背轮“0”位没有特殊要求；靠背轮的调整看整个轴系中心情况综合考虑进行。
3.2.6安装靠背轮螺栓
1、靠背轮螺栓的最终安装在轴系终找中心完成后进行。安装前检查螺栓套筒外径是否满足安装需要。
2、彻底清理靠背轮连接螺栓、螺母及套管，清理螺栓孔，将套筒及螺栓放入螺栓孔内，安装靠背轮螺栓紧固用的液压装置。
3、用规定的套筒膨胀压力紧固靠背轮螺栓，使套管膨胀并与螺栓孔紧紧结合。
4、在螺栓两端安装螺母，用规定的螺栓拉伸压力拉伸靠背轮螺栓，使螺栓达到设计的伸长量。
5、安装靠背轮螺栓保险，并安装螺栓端部的盖板。
注意事项：正式连接过程中，套管必须按厂家要求先胀紧，后拉伸螺栓。
4．效益分析
华能玉环电厂＃1、＃3机组通过本工艺的实施，使汽轮机轴系调整连接的安装效率明显提高，按平均每台机较常规轴系找中心的方法减少一次计算，每台机组可缩短汽机安装这条工程施工关键路径6天的施工工期，使得电厂新建机组能前6天发电，从而产生客观的经济效益。
参考文献
[1]上海汽轮机厂N1000-26.25/600/600型汽轮机本体安装说明书
[2]上海汽轮发电机有限公司1000MW汽轮发电机安装说明书
[3]《火电施工质量检验及评定标准》（汽机篇）电力部:98版
作者简介：
吴仁斌（1980.8—），男，浙江杭州市人，东南大学热能动力工程本科毕业，工程师，从事火电机组汽轮发电机组安装工作，