1、單軸承支撐軸系介紹
上海汽輪機有限公司引進西門子HMN型百萬千萬機組汽輪機采用一只高壓缸、一只中壓缸和二只低壓缸串聯布置,高壓缸、中壓缸整缸總裝出廠,低壓缸散件供貨現場拼裝。汽輪機高壓、中壓、低壓I、II轉子分別由五只徑向軸承來支承,其中高壓轉子由兩個徑向軸承支承,其余三根轉子,即中壓轉子和兩根低壓轉子均只有一只徑向軸承支承(簡稱單軸承支承)。這種支承方式不僅是結構比較緊湊,減小主廠房結構尺寸,同時可以減少基礎變形對于軸承荷載和軸系對中的影響,使得汽機轉子能平穩運行。與哈汽、東汽百萬機組的四缸四排汽機型相比,上汽引進西門子汽輪機的軸向總長要短8~10m,軸系特性簡單,廠房結構投資可明顯下降。1號軸承至5號軸承之間總跨距為26.4m,其轉子支承方式(連帶發電機及勵磁機)見圖1所示:
單軸承支承汽輪機軸系找中放在汽機扣蓋后、靠背輪連接前。同樣分軸系初找中,在頂軸油未投用情況下,采用機油精盤轉子進行;頂軸油正式投用了,為軸系終找中心。單軸承支承汽輪機軸系找中心必須高中、中低、低低轉子靠背輪統一考慮,并從高中壓轉子靠背輪開始順序進行。在找中心時需將靠背輪臨時連接,便于盤動轉子,測量端面開口F值時,必須確認臨時螺栓是松動的,確保測量數據準確。
2、兩軸三軸承軸系找中
2.1 兩軸四軸承找中
兩軸四軸承汽輪機,每根轉子由兩個軸承支撐的示意圖如下圖,轉子 I 已經找中完畢。
測量時用到測量夾具及塞尺,下面是測量方法的示意圖:畫出一個坐標系統圖來更好地表示每個測量點,填入測量值。

這可以表示出轉子相對于已經對中的轉子徑向實際需要的調整量,調整值就是對點測量值之差的一半,例如:
假設a = 3600mm , b = 3000mm , c = 500mm,以下是本例中進行靠背輪檢查時的數值:
靠背輪徑向檢查的結果是要求轉子II 在軸承平面 A 和 B 上進行調整, 使之向上移動 0.4mm 向左移動 0.1mm,這樣徑向位置就可以精確對中了。前面已經多次提到過,經過對徑向及軸向測量值計算后需要重新再進行一次對中操作,這樣就可以保證徑向調整已經按箭頭記號的方向及量完全調整到位。
注:軸向間隙的測量通常是在汽輪發電機靠背輪直徑最小的地方進行。
軸向間隙的計算及對軸承座位置的調整按以下方法進行:
假設在轉子示意圖中有一個 X 支點,支在直徑較小的靠背輪上,根據杠桿傾斜定率,得出以下的關系式:
k/c = B/a , k/c = A/(a – b) , B = k×a/c , A = k×(a – b)/c;
k 是每次測得的間隙值,它等于所測兩個面的測得值之差。
在本例中,為上開口,可以得到 A 的值為:
A = k×(a – b)/c = 0.50 × (3600-3000)/500 = 0.6mm;B 的值為: B = k×a/c = 0.50 × 3600 / 500 = 3.6mm;這意味著A 就當抬高 0.6mm 而 B 應抬高 3.6mm。這樣就可以消除上開口了。
對于橫向間隙也可以用同樣的方法進行,根據靠背輪測得數值表在左邊有0.3mm 開口。
因此:
A = k×(a – b)/c = 0.30 × (3600-3000)/500 = 0.36mm; B = k×a/c = 0.30 × 3600 / 500 = 2.16mm。 為了消除這個間隙,軸承 A 及 B 分別向左移動 0.36mm 及 2.16mm。
所有的移動調整值用數值及方向列成表格,軸承的實際調整量就是兩個方向上的幾何疊加值,表示如下:

2.2 兩軸三軸承的找中比較簡單,因為如果靠背輪平面的對中達到絕對準確,徑向檢查就可以分開進行。這樣的軸系布置中,已經校中的轉子用兩個軸承按慣例支撐。在要進行對中的第二根轉子的自由端,用一個找中工具或其它工具輔以靠背輪螺栓按常規方法支撐轉子,下面是這樣裝配的轉子的草圖:
把轉子 II 相對于轉子 I 進行對中,也就是把只用一個軸承支撐的轉子相對于用兩個的軸承支撐的轉子進行對中。如果做好的找中裝置已經裝入,轉子II 就可以放入該裝置中,使得其自身的靠背輪能有一個支撐。如果沒有這樣的找中裝置,則應當在靠背輪區域裝入一個臨時支撐軸承(俗稱假瓦)。這個工藝保證了轉子的撓曲曲線,如果順利地完成后,可以使得轉子的靠背輪連接沒有力矩。
舉例說明:假設a= 3600mm ,c=600mm,軸向靠背輪檢查得到
圖中數據表明,靠背輪上方有 0.8mm開口,左邊有0.4mm開口,現在要調整以消
除這些間隙。上開口的調整量如下:
B=0.8×3000/600=4.0mm, 左開口的調整量為:B=0.4×3000/600=2.0mm。結果為:
,同樣這里也需要進行再次測量以保證測量準確。
3、N1000~27/600/600型汽輪機單軸承支撐軸系找中心
3.1 找中心準備
(1)檢查轉子中心的位置:檢查轉子與汽缸徑向間隙,確保不碰撞。用專用的壓板將高壓轉子頂住,以防止轉子在盤動過程中出現軸向竄動。
(2)假瓦安裝:因中壓轉子只有單只軸瓦支承,無法正常盤動,需要在找中心前在中壓轉子汽機側安裝一只假瓦。靠背輪臨時連接:用4顆臨時螺栓和1顆臨時銷,將靠背輪拉攏。
(3)找中心工具準備:用刀口尺檢查外圓,用內徑量表檢查張口。
3.2 找中心
3.2.1 軸系初找中
(1)軸系初找中心在頂軸油未投用情況下進行,盤動轉子時必須在軸瓦內加入由廠家提供的專用油脂或機油精;
(2)靠背輪連接拉攏前,用刀口尺檢查靠背輪外圓是否一致,一般小于0.05mm,安裝臨時螺栓、頂開螺栓。拉攏時必須監測轉子跟汽缸之間的軸向間隙,汽缸必須同步進行位移,確保汽缸內部動靜間隙不相碰撞;
(3)在確保靠背輪間距0.50mm左右的情況下,臨時螺栓松開的情況下測量靠背輪端面開口值F1;
(4)徑向間隙基本一致的情況下,盤動轉子90°,在確保靠背輪間距0.50mm左右的情況下,臨時螺栓松開的情況下測量靠背輪端面開口值F2;
(5)重復以上第三步、第四步測量其他兩個位置的端面開口值F3、F4;
(6)確認測量數值準確可靠,根據數據綜合考慮,包括轉子軸頸揚度等,通過調軸瓦墊片進行調整,調整后軸瓦接觸必須符合要求。重新進行對輪找中心,直至軸系中心符合要求。(注意:在調整軸瓦墊片時,應絕對保證調整量不超過汽缸內部動靜部套間最小徑向間隙,如果墊片調整量過大,則應事先適當地調整汽缸,確保缸內動靜部套間的徑向間隙滿足軸瓦墊片的調整量。)
3.2.2 軸系終找中
(1)軸系最終找中心在聯軸器鉸孔完成后頂軸油投用情況下進行;
(2)軸系最終找中心方法與軸系初找中心相同。
3.3 注意事項
(1)靠背輪拉攏前,外圓一定要好;(2)盤轉子前,靠背輪螺栓一定要完全緊固;(3)盤轉子前,靠背輪拉攏后,假瓦需下放;(4)靠背輪“0”位沒有特殊要求;(5)靠背輪的調整看整個軸系中心情況綜合考慮進行。