高压汽轮机上缸支承结构、汽封间隙的调整

1、高压汽轮机上缸支承结构、汽封间隙的调整文章出处：天津陈塘热电有限公司 曹家祥   发布时间：2006-03-12 高压汽轮机的汽缸尽管在汽缸结构上各不相同，但其支承不外乎下列两种：一种是采用猫爪结构，另一种是直接坐落在基础台板上。除了汽轮机的排汽室外，汽缸的支承多采用猫爪。 汽缸猫爪支承结构又分下汽缸猫爪支承和上汽缸猫爪支承二种。下汽缸猫爪支承方式，汽缸猫爪的支持平面低于机组的中心线，则运行时猫爪温度将高于轴承座的温度。使缸内汽封洼窝中心抬高，造成汽封下部间隙减小，甚至产生碰磨。（结构如图一）   猫爪支承处轴封洼窝中心抬高的数值大小跟猫爪的尺寸、猫爪的

2、温度和支持形式有关。假如猫爪高度H为150m/m，猫爪平均温度为250，相应这部分轴承座的温度为80，线膨胀系数取=1.2×10-5/。 则轴封洼窝中心的抬高值为： H=Ht=1.2×10-5×150×（250-80）=0.31m/m 即轴封洼窝下部间隙将减少0.31m/m，而上部间隙将增大0.31m/m。因此缺内汽封洼窝将随时发生变化，危及机组安全经济运行为了克服上述之不足，大型机组（如国产200MW、125MW、300MW机组）都采用了上汽缸支承结构，即汽轮机正常工作时是由上汽缸伸出的猫爪来支承，称工作猫爪。下汽缸由水平法兰螺栓拧紧在上汽缸上，在机组

3、安装检修过程中，当上汽缸未组装前。下汽缸靠自已伸出的猫爪来支承，这个猫爪称为安装猫爪。它下部有一垫片称安装垫片。（结构如图二）  在上缸组合好后，就不起支承作用，可将安装垫片抽出保存。这种结构正常运行时，支承面是法兰中分面，并与汽缸中心线一致，在运行中不会因猫爪温度升高所产生的热膨胀使汽缸中心线抬高，改变轴封洼窝中心，对安全经济运行起了重要的保证作用，但给检修安装带来了很多不便，对检修工艺、工序及质量标准提出了新的要求。 我们知道，汽轮机的通流部分是由逐级配置的静叶和动叶所组成。由于转子与静子之间有相对转动，故必然有间隙，也就必然会引起漏汽。这种漏汽恶化了级内的流动过程，相应地降低了

4、级的效率。另外汽轮机转子两端伸出处也同样具有间隙，同样会有外漏汽，而使汽轮机效率下降。为了尽可能地减少漏汽损失，毫不例外地都采用密封结构。特别是大型机组由于初压很高，汽封处的直径亦很大，因而漏汽也很大，严重地影响了汽轮机的效率。同时，对于高参数、大功率、多缸机组来说，胀差情况比较复杂，胀差的绝对值又比较大，如果汽封间隙取的不当，就可能产生动静部分碰磨，造成重大事故。因而汽封间隙的调整是检修安装工作的重要环节，是汽缸部分检修的重要工作项目，是确保机组安全经济运行强有力的控制手段。 下面以杨柳青厂四号汽轮机组（125MW）高压缸汽封间隙的调整为例，简述上汽缸猫爪支承结构汽封间隙的调整。 一、揭高压

5、外上缸、内上缸前，必需先加装安装垫片。其安装垫片加装后，监测汽测上下变化情况，为化量一般不超过0.05m/m，超过此标准，要在检修测量时考虑此因素。 1）  高压外缸安装垫片加装厚度： 固侧前部猫爪安装垫片厚度 4.40m/m 装后百分表起 0.01m/m 固侧后部猫爪安装垫片厚度 4.95m/m 装后百分表起 0.00m/m 扩侧前部猫爪安装垫片厚度 4.20m/m 装后百分表起 0.01m/m 扩侧后部猫爪安装垫片厚度 4.68m/m 装后百分表起 0.11m/m 2）  高压内缸安装垫片加装厚度： 固侧前部猫爪安装垫片厚度 5.00m/m 装后百分表起 0.045m/

6、m 固侧后部猫爪安装垫片厚度 6.72m/m 装后百分表起 0.10m/m 扩侧前部猫爪安装垫片厚度 6.43m/m 装后百分表起 0.015m/m 扩侧后部猫爪安装垫片厚度 6.62m/m 装后百分表起 0.04m/m 二、测量检修状态（揭外缸、内缸后）  PII 测量点分别为： （1）、（2）为高压后汽封，（3）为高压内缸隔板第六级后，（4）、（5）为高中压前汽封，（6）为高中压缸内隔板中压14级后，（7）为中压后汽封。（位置详见后附图3） 测点 扩 下 固 转子偏向 1 4.02 4.75 2.22 0.901.63 2 4.46 4.35 2.38 1.040.93 3 2.

7、60 0.52 0.35 1.1250.96 4 7.40 5.30 4.90 1.250.85 5 5.0 3.03 2.35 1.3250.65 6 5.05 2.37 1.75 1.651.03 7 3.92 2.41 1.26 1.330.18 三、测量扣上内缸（外缸不扣）汽缸洼窝  PIII 此状态为上内缸隔板未装，热紧1/3螺栓，结合面为0.05m/m塞尺不入。 测点 扩 下 固 转子偏向 3 4.40 3.19 2.04 1.000.21 4 3.46 1.75 1.09 1.190.53 5 3.80 2.22 1.29 1.250.32 6 3.85 1.42 0.

8、83 1.510.92 四、测量待运行状态（扣上内、外上缸）汽缸洼窝  PIV 此状态为内缸上隔板未装，紧1/2螺栓，结合面间隙0.05m/m不入，未拆安装垫片。 测点 扩 下 固 转子偏向 1 5.42 6.00 4.00 0.711.29 2 5.75 5.43 3.92 0.920.60 3 5.30 4.15 3.34 0.980.17 4 7.53 5.95 5.29 1.120.46 5 4.50 2.92 1.95 1.280.31 6 4.00 1.96 1.05 1.480.565 7 4.20 2.87 1.73 1.250.095 五、测量待运行状态（拆去外缸前

9、部两个安装垫片）汽缸洼窝  PV 测点 扩 下 固 转子偏向 1 2.46 2.89 0.78 0.841.27 4 7.68 6.00 5.20 1.240.44 7 11.40 9.84 8.80 1.300.10 六、找出检查状态与待运行状态汽缸洼窝变化规率，（以做为调整汽封间隙的依据）即计算出检修状态与待运行状态汽缸洼窝中心差值：PII-PIV。 测点 检修状态 待运行状态 中心变化值 1 1.63 1.29 -0.34 2 0.93 0.60 -0.33 3 0.96 0.17 +0.79 4 0.85 0.46 +0.39 5 0.65 0.31 +0.34 6 1.03

10、 0.56 +0.47 7 0.18 0.09 +0.09 上述数据表明：待运行位置（扣上内、外上缸后）较检修状态测点（1）、（2）汽缸向下移动0.34m/m、0.33m/m，测点（3）、（4）、（5）、（6）、（7）汽缸分别向上移动0.79m/m、0.39m/m、0.34m/m、0.47m/m、0.09vm/m。检修中可以此数据对汽封径向间隙进行调整。 七、找出检修状态与单扣上内缸状态汽缸洼窝变化规率，即检修状态与扣上内缸后汽缸洼窝中心差值： 测点 检修状态 待运行状态 中心变化值 3 0.96 0.21 +0.79 4 0.85 0.53 +0.32 5 0.65 0.32 +0.33 6

11、 1.03 0.92 +0.11 上述数据表明：扣上内缸后较检修状态测点（3）、（4）、（5）、（6）汽缸分别向上移动0.79m/m、0.32m/m、0.33m/m、0.11m/m。检修中心此数据对内缸汽封间隙进行调整。 八、找出拆装安装垫片对汽缸洼窝的影响，即待运行状态（未拆外缸安装垫片）与拆掉安装垫片的待运行状态汽缸洼窝中心差值：PIV-PV 测点 待运行位置 拆安片后待运行位置 中心变化值 1 1.29 1.27 +0.02 4 0.46 0.44 +0.02 7 0.095 0.10 -0.005 上述数据表明：扣上内、外上缸后拆与不拆安装垫片，在冷态其汽缸洼窝中心变化不大，可不做考虑

12、。 九、假轴与汽封转子挠度差值。 为了检修方便，测量洼窝中心，我们都用的是假轴进行测量（200MW用的是激光准直仪，这里不作介绍），因此必需掌握假轴与汽机转子静挠度差值，方可对汽封进行准确地调整。 测点 转子 假轴 挠度差 高压后汽封 0.27 0.47 0.20 高8级后 0.43 0.13 0.30 高5级后 1.11 0.80 0.31 高1级后 1.41 0.95 0.46 中9级后 1.70 1.21 0.49 中13级后 2.01 1.46 0.33 中压汽封1 1.07 0.72 0.35 中压汽封2 0.90 0.70 0.20 由上述数据可以看出：假轴挠度值大于转子挠度值，检

13、修测量调整时进行考虑。 十、对汽缸洼窝中心差值及转子假轴挠度差值修正。 考虑到汽缸、转子的不平均变形，我们所测量的一些误差，为了更安全准确地运用上述数据对汽封进行调整，我们对汽缸洼窝中心变化值及转子假轴挠度差值进行了微小的修正。此修正后的数据供我们每次大修调整依据，已经过数次大修实践，是较安全实用的。修正后数值如下： 1）待运行位置较检修状态： 测点（1）、（2）汽缸均下移0.30m/m 测点（3）、（4）、（5）、（6）、（7）汽缸分别上移0.55mm、0.30mm、0.30mm、0.35mm、0.15m/m。 2）假轴与转子挠度的差值为： 高压后汽封 高8级后 高1级后 中13级后 中压汽

14、封 0.12 0.15 0.27 0.33 0.20 十一、利用掌握的检修状态与待运行状态汽缸洼窝中心变化量及转子与假轴挠度差值，对汽封径的间隙进行如下控制调整。 使用假轴调汽封洼窝应掌握：转子偏上（隔板偏下）实际相对汽机应+挠度值。转子偏下（隔板偏上）实际相对汽机应-挠度值。 汽封间隙要求隔板汽封间隙为：0.700.75，即三层橡皮膏接触。前、后轴封：0.450.50，即二层橡皮膏接触。结合前述检修状态与运行状态洼窝中心的变化及假轴所测洼窝中心与转子测洼窝中心存在的挠度差，汽封磨印应按下部掌握： 1）下汽缸汽封磨印（不扣内、外缸） 1 高、中压前汽封下部 4层橡皮膏虚接触 两侧3层 2 高压

15、1.2.3.4级隔板下部 4层橡皮膏虚接触 两侧3层 3 高压5.6级隔板下部. 5层橡皮膏虚接触 两侧3层 4 高压7.8级隔板下部. 4层像皮膏虚接触 两侧3层 5 中压9.10.11.12.13.14级隔板下部. 4层橡皮膏虚接触 两侧3层 6 中压15.16.17.18级隔板下部 4层橡皮膏硬接触 两侧3层 7 高压后汽封下部 1层橡皮膏虚接触 两侧2层 8 中压后汽封下部 3层橡皮膏硬接触 两侧3层 2）上汽缸汽封磨印： 1 高、中压前汽封顶部 3层橡皮膏虚接触 两侧3层 2 高压1.2.3.4级隔板顶部 3层橡皮膏虚接触 两侧3层 3 高压5.6级隔板顶部. 3层橡皮膏硬接触 两侧3层 4 高压7.8级隔板顶部. 3层像皮膏虚接触 两侧3层 5 中压9.10.11.12