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文档简介
汽轮机汽缸一、汽缸作用将汽轮机的通流部分与大气隔开,以形成蒸汽热能转换为机械能的封闭汽室。
汽缸内装有:喷嘴室、喷嘴(静叶)、隔板(静叶环)、隔板套(静叶持环)、汽封等部件。
汽缸外连接有:
进汽、排汽、回热抽汽等管道以及支承座架等。
汽缸的结构形式
根据进汽参数的不同
按每个汽缸的内部层次
按通流部分在汽缸内的布置方式
按汽缸形状
高压缸、中压缸和低压缸
单层缸、双层缸和三层缸
顺向布置、反向布置和对称分流布置
有水平接合面的或无水平接合面的圆筒形、圆锥形、阶梯圆筒形和球形等等
低压内缸汽缸
汽缸损伤主要以结合面漏汽和裂纹两种形式出现。导致汽缸结合面漏汽的原因很多。从根本上讲源于它的变形,法兰螺栓紧力松弛或预紧力不足,结合面涂料质量不良也会导致漏汽,目前基本用MF-3,质量还是不错的。小的漏汽通道一旦生成,在高速汽流的冲刷下,通道面积和漏汽量将逐渐增大。涂料质量问题较易处理,加大法兰螺栓预紧力或更换螺栓则应慎重行事,经过严格的论证核算和主管批准方能实施。汽缸是一个几何形状十分复杂的大型部件。铸造汽缸如高,中压缸的变形可因铸件人工时效不足,铸造应力在运行中逐渐释放而发生,也可因其支承负荷不均匀或进、抽汽管道的作用等外力因素引起。焊接汽缸如低压缸刚性较差,更容易变形。对于低压转子的轴承座落在排汽缸上的机组,低压缸变形往往是引起轴系用振动的重要原因之一。汽缸的裂纹主要是由其自身的缺陷如微裂纹,气孔、夹渣等,或铸造、焊接应力未能完全消除,在多次低周循环热应力作用下发生的。如不及时发现处理,裂纹将随运行时间的增长而扩展,造成严重后果。汽缸结合面漏汽的处理(1)确定汽缸是否变形及间隙的部位和大小紧三分之一法兰螺栓检查结合面的严密性。如果间隙分布较均匀,则应优先考虑螺栓紧力和涂料质量问题。如果间隙只出现在局部,则应标记间隙的部位,吊开上缸,清净结合面,用长平尺和塞尺或深度尺,在下缸结合面上特别是有标记的那一段仔细测量,以确定平尺与法兰平面之间隙的形状和大小。用长平尺和塞尺测量下缸法兰平面可能出现两种情况:一是间隙均匀且成规律性分布,如沿轴向两端小中间大(反映下缸静垂弧),则可肯定结合面间隙是由上缸的变形造成的;二是确实存在局部凸凹,此时应作好间隙的图形和尺寸记录。在前种情况下,只需处理上缸法兰平面的变形。无论一二种情况,都应将上缸翻转清净,作与下缸同样的测量和记录。(2)确定法兰平面变形的处理方法对上述测量记录进行分析.对于变形大因而间隙面隙大的汽缸,应进行结合面研刮;对于局部变形或凹坑较深的法兰平面,一般采用先刷镀或喷涂,然后研刮的办法处理。(3)法兰结合面的研刮先用长平尺或大平板和刮刀对上缸法兰结合面进行研刮,直到该平面符合质量标准,再以合格的上法兰平面为基准对下缸法兰平面进行研刮。方法简介如下:在下缸法兰结合面上均匀地涂一层很薄的红丹,扣上缸并小距离来回拖动,让上下法兰面对研。吊开上缸,根据着色情况修制下法兰面上的高点。当应刮去的金属厚度>0.2mm时,可先用抛光机或平面打磨机打磨,并用平尺跟踪检查间隙变化,然后用细油石将打磨过的表面磨光洁,清净表面,再用上缸法兰进行着色研磨,直到凸点刮平,间隙消失。研磨质量标准:任取的1cm2平面内有1~2个红丹斑点且无沟痕等损伤即为合格。(4)结合面法兰刷镀刷镀也称涂镀,系应用电镀原理和电焊工艺在法兰面上涂镀一薄层金属。该法简单易行,质量可靠,适用于面积不大而凹坑较深的平面修理,镀层厚度可在0.01~1.5mm范围内根据平面变形情况控制。涂镀后的结合面仍需进行研刮,以修去凸出点,故涂镀层应比原法兰平面高出0.01~0.02mm。后续工序及要求与(3)所述相同.刷镀已广泛用于汽缸结合面的修复,但需有专用设备并由专业人员操作才能实行。(5)结合面法兰喷涂喷涂是利用专用喷枪喷出的高温气体,将置于其中的金属丝熔化并吹成雾状,喷涂于经过特殊处理的法兰面凹入部位。这种工艺的特点是汽缸受热量少,不会发生变形,涂层与法兰面结合紧密且具有一定孔隙度,利于压实密封。喷涂前,划定的法兰面应清除杂质,油污和氧化层,再进行电火花拉毛处理,将该处表面拉成粗糙的毛面,以便涂层与法兰母材金属的牢固结合。喷涂后按(3)所述方法研刮法兰结合面。由于涂层的密度为其材料本身的85~95%,故喷涂面最终应高于原法兰平面0.03~0.05mm,以便压实后保持结合面的严密性。喷涂工作有相当的技术难度,故也应由有专门经验的人员进行。(6)加焊密封带当间隙面积不大,有较明显的汽流痕迹时,可在与漏汽流垂直的方向用电焊堆成一条或两条宽约8~10mm的密封带,连接间隙图形的两边,修平后进行研刮.完工后扣空缸检查应无间隙。此法简单易行,但需慎重行事,以防施得操作不当产生裂纹。当汽缸材料为合金钢时更应注意采取必要的防范措施。(7)在间隙部位垫钢丝布或在涂料中加铁粉。此法仅适用于缸内外压差不大(如中、低压缸)间隙小于0.1mm,且变形面积不大的结合面漏汽处理。(8)在发电任务紧,不允许长时间停机等特殊情况下,作为应急措施,可在漏汽段的结合面上、下汽缸之间施一薄层密封焊
。(9)汽缸结合面检修验收标准验收方法:未加结合面涂料时,按冷紧要求紧固1/3螺栓,用塞尺检查。合格标准:①高压缸:0.03mm塞尺自内外两侧检查均不得塞入。②中压缸:0.05mm塞尺自内外两侧检查,一般不得塞入;个别塞入部分不得超过汽缸法兰密封宽度的1/3。③低压缸:0.05mm塞尺不得塞通;在法兰同一断面处,从内外两侧塞入长度总和不得超过汽缸法兰宽度的1/3。2、汽缸裂纹的处理汽缸裂纹多出现在下列部位:截面积突变处,如调节级汽室内外、抽汽口周围、静叶槽等;汽缸内外拐角过渡区及机器出厂前的原补焊区;汽缸的各结合面。(1)汽缸裂纹的检查和鉴定首先凭肉眼和放大镜对疑似区进行外观检查。发现裂纹后,将其周围约100毫米范围的表面打磨光洁,用探伤仪器确定裂纹的边界,再用钻孔法或测深仪确定裂纹的深度。对较大或较深的裂纹及出现裂纹的原补焊区,还应进行酸浸和进一步的仪器检查,以确定裂纹有无扩展,裂纹区内有无气孔、夹渣等隐蔽缺陷。必要时还可采用金相分析、光谱分析、硬度测量等方法对裂纹及其附近区域、原补焊区、热影响区作裂纹和母材的性质鉴定。(2)确定裂纹处理方案根据检查鉴定结果,对不同的裂纹情况可采用不同的处理方案:深度小于壁厚五分之一的小裂纹,可以不补焊,但必须在裂纹两端钻比裂纹深度深3~5mm的止延孔,防止裂纹扩展;深度小于壁厚三分之一且经缸壁强度核算保证安全的裂纹,也可不补焊,但必须用砂轮机将裂纹全部打磨干净,并经酸浸检验或仪器探测,确认其完全消除。打磨出的凹槽两端和底部必须是光洁的圆弧过渡,不留任何应力集中隐患。汽缸内加强筋和定位键的焊缝裂纹,铸造连接部的裂纹,凡深度大于5mm的,必须进行开槽补焊;深度小于5mm的可以不补焊,但必须用砂轮机打磨干净(3)汽缸裂纹的补焊补焊方法有两种:热焊和冷焊。热焊需要对汽缸补焊部位进行工频感应加热,施焊、锤击、跟踪回火三道工序紧凑衔接,完成一层焊缝。冷焊则可连续施焊。热焊工作量大、技术要求高、工时也较长,但焊接质量好,易于控制,适用于裂纹较深、补焊量大的情况;冷焊可在常温下进行,工艺简单、工作量小,只要方法正确、操作得当,也可得到满意效果,适用于裂纹较小的情况。①开槽打坡口不论热焊冷焊,都应先在裂纹处开槽并打出坡口。先在裂纹两端沿其深度方向钻孔,然后沿裂纹在母材上加工出如图所示的带坡口的槽。a-条形槽横断面;b-条形槽纵断面;c-方形槽横断面;d-原补焊区裂纹开槽长度图中α1=α3=10°~15°α2≮30°R1=R3=5~7mmR2≮5mm规范的槽和坡口是保证补焊质量的重要条件,切不可轻视。②热焊用工频感应加热保持焊接工作始终在300℃的高温下进行。施焊前,用头号火嘴中性火焰预热槽底母材,然后按连续施焊、锤击焊缝、跟踪回火三个工序不间断地进行,直至将槽道填平。焊条材质必须与母材适配,焊接电流不宜过大,每焊完一层都应仔细清理检查焊道表面。用碱性碳钢焊条在槽道焊缝表面敷焊一层厚度为3~4mm的表面退火层,锤击焊缝周围,并对焊缝及其两侧热影响区进行跟踪回火。补焊完后,仍需在300℃左右对焊接区加热4个小时才能切断工频感应电源,然后在不拆除保温的情况下自然冷却。待补焊区温度降至室温时,用砂轮将退火层彻底打磨干净,然后用砂布将焊缝及其周围打磨光。③冷焊用头号火嘴将槽道局部预热到150~170℃,然后在槽底及其四周敷焊一层厚度约5mm的不会淬火的奥氏体铜合金作为过渡层,不破药皮立即保温。待其冷却至室温后,清理药皮并仔细检查,确认无裂纹后即可进行槽道补焊。以后的焊接工作都应在室温下进行,母材温度应低于70℃(手可耐受),如温度过高,可采用间断施焊法。焊缝只需略高于缸体表面,与母材的过渡应当平滑,不能有咬边。补焊工作全部结束,清理完毕后,应对焊缝和补焊区作全面的质量检查,主要内容有:外观检查和仪器探测:不允许裂纹、气孔、夹渣、咬边、未焊透等缺陷存在。补焊区及周围金属硬度应低于HB300,其金相组织不应有马氏体和贝氏体。汽缸不应有明显的残余变形。3、汽缸水平测量和负荷分配汽缸水平测量是在空缸状态下,用合象水平仪在下缸法兰结合面的特定位置(刻有明显的仪器位置标志,每次测量时仪器都应放置在那些标志内)上,测量汽缸的纵、横向水平值,并与上次大修后同一点的记录比较,以便发现缺陷,消除陷患。汽缸负荷分配则是实测汽缸前后左右四个猫爪施加给相应猫爪横销的负荷,或汽缸施加给猫爪横销/台板的负荷,并根测量值调整猫爪工作垫块的厚度,使汽缸重量均匀地分配在它的支承上。负荷分配应按制造厂规定的方式进行,通常有测力计法,猫爪垂弧法和猫爪抬差法。(后两者实质上是同一种方法。)负荷测量时是空缸还是实缸由制造厂规定。负荷分配的值应符合设计要求。一般规定:采用测力计法时,汽缸中心线两侧对称位置的负荷差应不大于两侧平均负荷的5%;采用猫爪垂弧法时,汽缸中心线两侧对称位置的垂弧值差不大于0.10mm。汽轮机隔板、隔板套和静叶环、静叶持环
为了适应结构上的需要,冲动式汽轮机在汽缸上装有支承隔板的隔板套,而反动式汽轮机在汽缸上装的是支承静叶环的静叶持环。隔板将汽缸内的空间分成许多个小空间,每一个小空间都是一个独立的做功体,人们将每一个独立的做功体都叫做一级。根据机组蒸汽参数的不同,其隔板的结构也不尽相同。冲动式汽轮机的蒸汽只在喷嘴内膨胀做功,故设有隔板和隔板套,隔板装在隔板套内,隔板上装有喷嘴。反动式汽轮机的蒸汽不仅在静叶片内膨胀做功,同时在动叶片中也膨胀做功。静叶片直接组装在汽缸上。由于大功率汽轮机结构上的限制,因此高压缸多采用内、外缸和平衡鼓式结构。而庞大的低压缸大多是采用低压外缸、1号低压内缸、2号低压内缸和静叶环的四层结构,隔板隔板套静叶环静叶持环喷嘴、静叶环、静叶持环喷嘴和静叶环的常见缺陷有下列几种:汽道的积垢和高温部分的氧化;静叶损伤,如裂纹、卷边、缺口;焊缝、铸件裂纹,连接松动;静叶环结合面漏汽;静叶环变形;静叶环中心变动,等等。这些缺陷,大多可通过检修消除或改善。但当汽机发生过动静磨擦,静叶环出汽边整圈磨损严重,或大部分汽叶被严重腐蚀时,就只能更换新喷嘴或静叶环了。1、静叶锈垢的清理常用的方法有以下几种:手工法、喷砂法、化学法、高压水清洗法。手工法:用钢丝刷、砂布、刮刀等工具去除零件表面的结垢和氧化层。此法简单易行,但工效较低,常作为其他方法的必要补充。喷砂法:用压缩空气挟带经过严格筛选的细砂喷扫有锈垢的零件表面,然后用清洁的压缩空气将残砂吹净。此法工效高、清理较彻底,但如掌握不当(风压、砂粒直径、喷枪与零件表面距离等),可能损伤静叶。化学法:用热苛性钠溶液浸煮静叶环,待锈垢层软化后再用清水冲净。此法适用于前述方法难以去除的二氧化硅垢和高温氧化皮,一般由专业人员实行。高压水清洗:它是目前广泛使用的一种方法。锈垢清理的质量标准是:零件表面锈垢完全消失,显露出金属光泽,但无损伤痕迹。2、静叶损伤的处理静叶的损伤多发生在其出汽边上。小裂纹、小缺口可用什锦锉锉成浅圆槽或修出圆角;裂纹较长时,应在裂纹端部钻出Φ2mm左右的止延孔;对较深的裂纹和较大的缺口均应做补焊处理。小的卷边或局部变形,通常在冷态下敲击即可校正。出口卷边严重时应做热校正,方法是:按汽道形状制作一块斜垫铁,用大火嘴将卷边的静叶加热到其材料允许的高温,将垫铁敲进汽道,贴住汽叶,再用榔头校正之。不论用哪种方法,静叶损伤处理完毕后,均应用有效的探伤方法或探测仪器检查处理部位,确认没有裂纹,并且变形在允许范围内,方可告竣工。3、静叶环裂纹的处理焊接静叶环的焊缝裂纹或未熔合缝多出现在其主焊缝上。发现缺陷后,先作探伤检查,确定裂缝的长度和深度,然后用砂轮机将裂缝打磨干净,测量其深度。裂缝深度小于5mm时可以不补焊;凡深度大于5mm或其长度超过圆周长度1/6的裂缝均应进行补焊。4、静叶环变形的处理静叶环变形一般发生在高温区的几个级中。从大修解体、通流部分间隙测量数据的对比分析,不难找出可能发生了变形的静叶环。对它们进行变形测量,即可确定其变形量的大小。静叶环变形总体形式是内环向出汽侧突出,主要是因其两则压差超限和材料高温蠕变造成的。当静叶环最大变形量小于0.5mm时,由于高中压前面级的轴向最小间隙的允许偏差值为±1mm,故可不作处理,但必须相应调整机组启停时的胀差控制值,以免磨擦发生。当静叶环最大变形量小于2mm且变形均匀时,可用调整静叶环轴向位置的办法处理:车削静叶环轴向定位凸缘的进汽侧,车去的厚度应保证本级动静间隙符合规定值,同时在其出汽侧加两个相同厚度的半圆环垫,并铆死在上下静叶环上。半圆环垫的两面与静叶环及汽缸(或静叶持环)槽的轴向支承面均应进行研刮,以保证其汽密性。变形量过大或变形不规则的静叶环必须更换。5、静叶环水平结合面漏汽处理上下两半静叶环的结合面和静叶环合缝漏汽会降低级的热效率。在排除了静叶环变形、挂耳和结合面密封键膨胀间隙不合格等原因时,应研刮结合面。要求结合面接触面积在75%以上,接触点均匀分布,每25×25mm2面积上有3~5个接触点。合格标准是:紧螺栓用塞尺检查结合面间隙,高压缸<0.03mm;低压缸<0.05mm。中压缸不紧螺栓0.05mm塞尺塞不进。6、静叶环和静叶持环膨胀间隙的调整汽轮机运行时,静叶环不能因膨胀间隙过大而抖动或过小而膨胀受阻。因此应按制造厂的要求,留好静叶环的膨胀间隙。下面介绍静叶环和静叶持环间隙的调整方法。(1)间隙a的测量用深度尺测量上半汽缸(静叶持环)和静叶环上半凹槽的深度e和f,设静叶环下半与汽缸(或静叶持环)下半中分面高低的差值为±Δ,则间隙为a=f-e±Δ。
静叶环的支承静中环膨胀间隙a的调整1-静叶环上半;2-静叶环下半;3-上汽缸1-静叶环上半;2-静叶环下半;3-上汽缸(或静叶持环);4-静叶环下半;5-挂耳;(或静叶持环);4-静中环下半;5-挂耳
6-垫片;7-压板6-垫片;7-压板当静叶环中分面高于汽缸(或静叶持环)中分面时,Δ取正值,反之取负值。若a值为负,则在合缸后,静叶环中分面将出现间隙而漏汽。因此,对a值应按照制造厂要求的间隙进行修正。一般可修锉压板7,使之如图所示压板形状。(2)间隙b的测量如图所示:b值测量可先量出挂耳高出下汽缸平面(或静叶持环)的数值h和上汽缸平面至压板表面距离g,则间隙b值为:b=g
-h。间隙b不符合要求时,可用修锉或补焊压板的办法,使b值合格。(3)径向膨胀间隙的测量静叶环下半的膨胀间隙d,可用塞尺在静叶环外圆与汽缸之间进行测量,底部也可用压铅块测量。静叶环上半的膨胀间隙d,可在上半汽缸内吊入静叶环,测出静叶环中分面低于汽缸中分面的数值δ,δ与静叶环下半中分面高出汽缸中分面的数值Δ之差即为d=δ-Δ。对于间隙d,若局部过小时可用砂轮打磨;若整圈过小,则应送至修配厂进行车削。静叶环膨胀间隙经调整后,还需将装有静叶环上半的内上缸和上静叶持环,与其下半部装合作如下检查:内上缸与静叶持环上半能否自由落在下半汽缸的各个中分面上,有否卡涩或接合面处产生间隙等现象,直到缺陷全部消除为止。制造厂对各部分膨胀间隙的要求为:a=0.1~0.12mm;c>2mmb=0.1~0.12mmd=2.0~2.5mm7、静叶环中心的调整静叶环位置的调整,是根据所测中心数据,并结合静叶环中分面与汽缸中分面的高低综合进行的。其目的是使静叶环的中心与转子中心在机组运行时趋于一致。检查静叶环放置的水平情况,可利用深度尺测量静叶环中分面的高度差。如图左所示:如果ΔD=ΔE,则静叶环中分面与汽缸中分面平行。对于下半在中分面处为挂耳支吊,底部为纵销定位,如图右所示的静叶环,调整横向位置时,可修补纵销的两侧面来达到要求。纵销修补后,仍应保持原来要求的间隙值(两侧总间隙0.04~0.08mm).
检查静叶环中分面和汽缸中
用改变两侧挂耳高度调整静叶环分面平等情况1-假轴;2-套箍;3-可调螺丝;
1-汽缸(或静叶持环);2-静叶环4-静叶环;5-汽缸(或静叶持环)静叶环高低位置的调整,可通过修补下挂耳承力面来达到。当下挂耳与承力块间有调整垫片时,则可用加减垫片厚度来加以调整。滑销系统作用为了保证汽缸定向自由膨胀,并能保持汽缸与转子中心一致,避免因膨胀不均匀造成不应有的应力及伴同而生的振动,必须设置一套滑销系统。在汽缸与基础台板间和汽缸与轴承座之间应装上各种滑销,并使固定汽缸的螺栓留出适当的间隙,以保证汽缸自由膨胀,以能保持机组中心不变。
(1)滑销系统的组成
汽轮机滑销系统组成部件按照功能不同大致可分为以下几种
(1)各滑销的作用立销用于引导汽缸垂直方向位移纵销用于引导汽缸、轴承箱水平轴向位移横销用于引导汽缸、轴承箱水平横向位移猫爪横销保持汽缸与轴承箱之间的轴向位置不变,同时引导汽缸水平横向膨胀。角销用于限制轴承箱与台板脱离死点纵销中心线与横销中心线的交点形成整个汽缸的膨胀死点。在汽缸膨胀时,该点始终保持不动,汽缸只能以此点为中心向前、后、左、右方向膨胀。(a)纵销或横销;(b)立销(固定于轴承座);(c)立销(固定于汽缸上);(d)猫爪横销;(e)角销1—汽缸;2—猫爪压销;3—猫爪横销各滑销的构造示意图(2)典型汽轮机滑销系统
国产300MW机组滑销系统
“H”形定中心梁(高、中压外缸两端各一个)死点:
纵销中心线与横销中心线的交点形成整个汽缸的膨胀死点。在汽缸膨胀时,该点始终保持不动,汽缸只能以此点为中心向前、后、左、右方向膨胀。
猫爪横销:
该厂的高、中压缸的支撑属于下猫爪支撑,4个猫爪下都有横销与前轴承座、低压外缸(调速器端)的轴承座相连,用来固定汽缸在轴承座之间的位置。当汽缸温度变化时,高、中压缸在沿自己的猫爪横销作横向伸缩时,同时推动轴承座在轴向与汽缸一起前后移动,以保持转子与汽缸的轴向相对位置不变。滑销位置如下:
横销:
位于发电机侧的低压缸的两侧,在汽缸支撑上及基础台板上铣有矩形销槽,横销装在基础台板的销槽中,横销垂直于主轴,距低压缸中心线300mm,其作用是保证汽缸在横向的正确膨胀和限制汽缸沿纵向的移动,以确定低压缸的轴向位置,保证汽缸在运行中受热膨胀时中心位置不会发生变化。
纵销:
在低压缸前后两端的纵向中心线上各有2个纵销,其作用是保证汽缸在纵向正确膨胀,并限制汽缸沿横向移动,以确定低压缸的横向位置。
H形中心推拉梁:
在高、中压外下缸前后两端各有一H形中心推拉梁(即工字销),通过螺栓、定位销等分别使高、中压缸与其前、后轴承座连接成一整体,用于传递汽缸胀缩时的推拉力,并保证汽缸相对于轴承座正确的轴向和横向位置。
前轴承座纵销:
在前轴承座下设有纵销,该销位于前轴承座及其台板间的轴向中心线上,允许前轴承座作轴向自由膨胀,但限制其横向移动。
发电机的滑销:
发电机的滑销比较简单,如图所示,由两个纵销和两个横销组成,分别控制发电机横向和纵向的膨胀。
滑销系统机组长期运行后,滑销和销槽表面可能发生部分锈蚀或积垢,高温部位的滑销表面还可能生成氧化层。这些因素使滑销间隙减小甚至消失,汽缸膨胀不畅,引发机组振动,汽体变形等不良后果。部分滑销位置隐蔽,不吊开下缸和轴承座无法检修,故常规大修只对一些外露的重要滑销进行检查、清理。下列滑销必须检修:高中压外缸的猫爪横销及其联系螺栓;高中压内缸猫爪和上下导销;前中轴承箱的角销和联系螺栓。低压缸和发电机运行温度较低,其纵、横销(发电机横向定位板除外)一般不需拆卸清理,仅用塞尺测量其间隙。但其联系螺栓则需逐一清理,测量调整间隙。1、检修方法简介测量原始间隙数据并作记录;拆卸滑销,去除表面锈垢、磨痕、毛刺、打磨光洁,检查其与销槽的接触面积(大于总面积的80%);调整配合面的间隙。间隙过小可研刮或磨削相应表面,间隙过大时必须更换;用改变垫圈厚度的办法调整联系螺栓间隙;用二硫化钼粉擦拭配合表面,直到发出乌黑亮光;装复并作记录。间隙值应符合标准,且两端同侧的间隙方向一致,误差不超过0.02mm,否则应返修。2、滑销间隙规范(1)猫爪横销承力面及滑动面,在两端用塞尺检查,0.05mm塞尺不入;a=0.25~0.3mm;螺栓与螺孔四周间隙满足热膨胀要求,一般取b=0.8~0.9mm;2c=0.2~0.4mm。(2)高中压内缸定位键用内外径千分尺测量,横向(扁身)定位键两侧间隙2a=0.08~0.16mm;轴向定位键间隙b=0.15~0.25mm。
猫爪联系螺栓间隙高中压内缸定位键
a-横向定位键;b-轴向定位键(3)前、中轴承座滑销
前、中轴承座纵销
前、中轴承座压销
前、中承座联系螺栓纵销间隙:用塞尺及千分尺测量,2a=0.04~0.08mm;b=3.2mm;c过盈0~0.02mm。角销间隙:a=0.08~0.18mm;b=c=5mm。联系螺栓间隙:a=0.08~0.18mm;b满足热位移要求。
(4)低压缸滑销
低压缸端部横向定位板
低压缸两侧纵向定位板端部横向定位板(纵销):用塞尺及千分尺测量;2a=0.04~0.08mm;b符合制造厂规定;c=6.5~7mm。两侧纵向定位板(横销):2a=0.04~0.08mm;b=24~28mm。定位螺栓:a=0.04~0.07mm。(5)发电机地脚螺栓螺母垫片与机座间隙用塞尺测量:a=0.03~0.25mm轴承径向轴承承受转子的静、动载荷,确定转子的径向位置——在刚性连接的轴系中则影响诸轴承的负荷分配;推力承轴承受轴系的轴向推力并确定其轴向位置,从而直接关系汽轮机动静间隙的变化。所以其安装检修要点可以概括为:定位、间隙、紧力三个方面。如果处理不当,轻则引起轴承超温、机组振动,重则导致烧瓦、磨坏轴颈、动静摩擦等严重事故。1、径向轴承轴承有的是可倾瓦轴承,有的为上半圆筒形瓦、下半可倾瓦结构;有的为标准的圆筒瓦结构、还有的椭圆瓦结构。它们的检修方法大致相同,现将主要程序和质量标准简述如下:测量轴承座上盖对轴瓦体的紧力并作记录;测量轴瓦下沉量和轴颈扬度并作记录;测量轴承间隙并作详细记录;检查上、下轴承体的结合面,如果有垫片,应取下并作记录,妥善保存;仔细测量轴承油挡洼窝中心并作记录,作为研刮垫块时轴承中心变化的依据。可倾瓦轴承上半的两块可倾瓦块工作时依靠球面垫块支承在轴承体上,两者间无连接件,故起吊上瓦前,需将上轴承体两个螺孔中的螺塞取出,装入并调整临时(固定)螺检,使上轴瓦与上轴承体暂时连接,一起吊装。(2)轴承的检查轴瓦乌金表面有无磨损、划痕、腐蚀、裂纹、脱胎、局部剥落等现象;轴瓦乌金表面与轴颈表面的接触情况;轴承体上下半结合面的间隙,圆筒形轴瓦两端阻油边水平和垂直方向的间隙及磨损情况;球形承力面有无磨损、腐蚀、锈斑;球面调整垫块与瓦块、轴承体或球形承力面的接触情况;可倾瓦块组装后能否在四个方向轻微自由摆动,各垫块下的垫片是否完好,等等。上述检查都应有详细记录,作为消缺和装复的依据。
(3)轴瓦间隙的测量与调整①圆筒形轴瓦间隙的测量a、两侧间隙:转子在下瓦上就位,用塞尺分别测量下瓦两侧两端阻油边与轴颈表面的间隙,记录各测点塞尺片的厚度和塞入深度。b、顶部间隙:有两种方法可供选用,一是压铅丝法,二是千分尺法。压铅丝法:将两条长约50mm、粗约1mm的铅丝平行于转子轴线置于轴瓦两端阻油边处轴颈顶部。扣上瓦,紧结合面螺栓,用0.02mm塞沿四周检查塞不进时,吊开上瓦,测量铅丝被压扁后的最小厚度即轴瓦该端顶部间隙。千分尺法:紧结合面螺栓、塞尺检查结合面合格后,用内、外径千分尺分别测量轴瓦两端阻油边处子午面的内径和同一位置轴颈的外径,两者之差即轴瓦该端的顶部间隙。②可倾瓦间隙的测量这种轴承的瓦块是活络支承在轴瓦体上的,因而不能用上述方法测量轴瓦间隙。常用的测量方法有两种:一是抬轴法,二是轴瓦提升法(也称深度千分尺法)。未设专门的轴承体测量中心孔,故可用抬轴法来测量。组装好可倾瓦轴承,在转子轴颈处和轴承体外圆上各架一只百分表,然后用抬轴架将轴略微提升。同时监视两只百分表,当轴承体百分表指针开始移动时,读出轴承上的百分表读数。将读数减去原始读数,再减去轴承体上的百分表指针移动数值,其结果除以
,即为轴瓦的油隙。设有轴承体测量中心孔,故可用轴瓦提升法和抬轴法测量其间隙,下面介绍用轴瓦提升法测量油隙。将可倾瓦轴承的所有部件组装好,紧固结合面的螺栓,并完全松开轴承上部瓦块的临时固定螺栓,用铜棒轻轻地敲击轴承,使轴承上半部的两块瓦块落到轴上。用一深度千分尺从轴承45°位置的轴承体上的中心孔穿入,测量轴瓦外垫片到轴承体上半部外表面的距离,记为B;均匀地拧紧瓦块的临时固定螺栓,要求每块瓦块上的两个临时固定螺栓的拧紧量保持一致,直到轴瓦外垫片与轴承体的内表面完全接触为止。这时,再用深度千分尺测量轴瓦外垫片到轴承体上半部外表面的距离,记为A。T。两次测量的差值T=B-A,即为可倾瓦在45°方向上的油隙。注意:两种测量方法的结果应基本相同,否则应查明原因或重新测量。必须指出的是:一、二号轴承上半可倾瓦块的中心都与水平(或中垂线)成45°夹角,用轴瓦提升法测间隙时,深度千分尺也与水平成45°夹角,因而测得的间隙必须换算成垂直方向的值才是轴瓦的油隙。换算方法很简单:轴瓦顶部间隙C=T。③轴瓦间隙的调整a、调整方法一般情况下,可倾瓦的油隙不予调整,轴瓦乌金亦不予研制。若测量结果与标准值相差过大或轴瓦位置必须变动时,可在制造厂家协助下进行调整。对分式轴瓦(包括圆筒形、椭圆形瓦)间隙的调整按常规方法进行:若顶部间隙偏小,应修刮上瓦顶部乌金;若间隙过大,可适当修刮轴瓦水平结合面。瓦结合面处的侧都间隙不应超过规定值,偏小时可修刮,达大时应予更换或补焊后修刮。(4)轴承紧力的测量与调整轴承紧力是工作状态下轴承座上盖对轴承体的压力。紧力过大可能导致轴承座盖、轴瓦体等另件变形或自位式轴承丧失自动调整作用;紧力过小则常是引起轴承振动的原因。同一台汽轮上的各个轴承的紧力因其结构和负荷性质不同而不相同:有的轴承的紧力为正值,即过盈;有的轴承的紧力为负值,即轴承盖与调整垫块的球形接触面之间留有的间隙。检修完毕后必须按验收标准或制造厂规定值验收。①轴承紧力的测量轴承紧力通常用压铅丝法测量,与测量轴瓦顶隙基本相同,差别在于:这里测量的是紧力,所以轴承座结合面螺栓还没紧到位,轴瓦体或调整垫块顶部与轴承盖之间的间隙已经消失。所以测量前除在轴瓦体或调整垫块顶部放置铅丝外,还应在轴承座结合面的四角靠近连接螺栓处对称地放置4张厚度和大小均相同的不锈钢或磷铜垫片。垫片厚度为顶部铅丝直径的60~70%。扣上轴承盖,均匀地紧连接螺栓并及时用塞尺监视结合面间隙。吊开轴承盖,分别测量垫片厚度a和被压扁了的铅丝最小厚度b,其差值c=a-b即为紧力值。当c为负值即b大于a时,表明存在间隙。②轴承紧力的调整紧力调整方法因轴承结构而异:轴承的轴瓦体通过调整垫块支承在轴承座的球面洼窝中,可用更换或增减垫块下垫片厚度的办法调整轴承紧力。一号轴承的轴瓦体直接座落在轴承座的洼窝中,两者系圆柱面接触。当紧力过小时,可在轴瓦体顶部加不锈钢垫片或磷铜垫片;当紧力过大时,可在轴承座结合面上加垫片。调整垫片厚度,即可得到需要的紧力。③调整垫块的研刮垫块外表面与轴承座洼窝内表面的接触情况关系轴承运行的可靠性,检修中必须仔细测量,不合标准时应进行着色研制。垫块研刮的质量标准:垫块与轴承座接触面积≥75%垫块表面积,且接触痕迹均匀分布。轴瓦体落座、不承受转子重要情况下,两侧垫块处0.03mm塞尺塞不进,底部垫块处有0.05~0.07mm间隙;转子就位后,各垫块与轴承座接触面用0.03mm塞尺均塞不进。垫块研刮应以轴承座油挡洼窝中心为参照,并与转子对轮中心调整同时进行。因为对轮找中心时要改变垫块下垫片的厚度,因而不可避免地引起垫块与轴承座接触状况的变化和油挡洼窝中心的变动。只有三者协调进行,才能收到事半功倍之效。2、推力轴承推力轴承检修的主要内容是推力瓦块和定位环、轴承外壳承力面的检测以及推力间隙测量调整、转子轴向定位。(1)推力瓦块的检查和修理①瓦块外观检查:表面光滑,无损伤,接触痕迹均匀。②渗油法或着色探伤检查:乌金无脱胎、裂纹、气孔、夹渣等隐蔽损伤。局部损伤可在铲除缺陷后补焊处理。③瓦块的厚度和平行度:用外径千分尺测量同侧各瓦块的厚度,其差值应≤0.02mm。瓦块厚度差超标时,应当更换或作如下处理:以最薄的瓦块厚度为基准研刮同侧其他瓦块,使它们厚度一致;或将最薄的瓦块补焊,然后研刮到达标厚度。瓦块的平行度可通过沿其纵横轴线方向的多点厚度测量来检验。④乌金表面楔形油囊的形状和深度应符合要求,否则应仔细修刮。⑤瓦块的测温元件和导线完好,计量检验合格。(2)平衡块、定位环、轴承外壳的检修①瓦块与平衡块之间局部接触的承力面应无明显的磨损和损伤,否则应联系厂家处理。②平衡块的承力面应光滑、无损伤。用外径千分尺沿周长测量平衡块和定位环各点厚度,差值应≤0.02mm。③定位环与外壳接触面积应≤70%(合格)或75%(优良)总面积。此指标合格后,用塞尺检查水平结合面处的局部间隙应≤0.05mm。不合标准的承力面、接触面应进行研制。(3)推力间隙的测量与调整推力间隙的测量与调整推力承轴解体前、装复后都应测量推力间隙。方法如下:将两只百分表固定在轴承座下部,调整其测杆使转子轴线平行,一支测杆抵在推力盘工作表面或其附近与轴垂直的光滑平面上,另一支测杆抵在轴承外壳近中分面处。盘动转子,同时用千斤顶或木杠顶住对轮或叶轮,使推力盘紧靠工作瓦表面,分别记录两只百分表的读数a和c。用同样的方法使推力盘紧靠非工作瓦表面,分别记录两只百分表的读数b和d。轴承的推力间隙A=(a―b)―(c―d)。300MW汽轮机推力间隙的标准值为0.25~0.50mm。如果A值不合标准,应参照解体前测得的推力间隙,结合轴系动、静间隙状况决定调整方案,通过改变前后定位环与轴承外壳间的垫片厚度使A值达标。(4)转子的轴向定位推力轴承的两侧装有定位机构,用于确定和调整轴承外壳—转子的轴向位置,保证汽轮机动、静部分之间的轴向间隙符合标准。汽轮机转子转子定义:汽轮机的转动部分总称转子
作用:担负着工质能量转换及扭矩的传递一、转子的一般分类汽轮机转子可分为:轮式转子
鼓式转子套装转子
整锻转子
焊接转子
组合转子
轮式转子高压排汽侧平衡活塞高中压缸前汽封#1轴承轴颈高压十二个反动式动叶片加平衡螺塞的工艺孔
调节级叶轮平衡孔调节级叶片高压进汽侧平衡活塞中压平衡活塞转子与静止部分的部件相比,转子的工作条件更加恶劣。在工作转速下,转子上的零件都承受巨大的离心力,并且在启、停过程中离心力是不断变化的。转子支承在轴承内一层很薄的油膜上、与静止部分保持很小的径向和轴向间隙,微小的质量失衡或变形、油膜工况恶化等因素都可能导致转子的异常振动。因此,对转子的形状和位置尺寸都有严格的要求。除检修方法外,本小节将着重介绍几顶转子的形位指标及其测量方法。1、主轴的检修(1)转子出缸前的测量为了解检修前转子及相关零部件的状况,以利于汽轮机缺陷的分析,为转子检修和装复时的调整提供参考,转子吊出汽缸前,在其原有工作位置上应作一系列的测量并详细记录。①测量项目高、中——低对轮及低——发对轮中心;各轴瓦间隙和轴承紧力;各缸通流部分的动静间隙及前、后轴封间隙;各轴承座油挡洼窝中心;转子各轴颈扬度及轴颈下沉量;轴颈的锥度和椭圆度;主轴的晃度和弯曲度;对轮端面的平面偏差;叶轮的瓢偏度和变形;对轮与对应轴承座端面间的距离。这些项目中,有的测量方法比较简单,在现场容易看懂,故这里只简要介绍几个常用重要项目的测量方法。
轴颈锥度和椭圆度的测量。轴颈锥度的测量方法是:先将转子全圆周分成8等份,并使危急遮断器飞锤击出的方向为1号,如图2-83所示。在同一纵断面内,采用外径千分尺测得A-A、B-B、C-C三个横断面的最大直径与最小直径之差,即为锥度。取四个纵断面内最大的锥度作为轴颈锥度。轴颈椭圆度通常采用下列两种方法测量:①将转子放置于轴承内,采用百分表测量轴颈的最大晃动度,即为轴颈椭圆度;②采用外径千分尺在同一横断面内测得的最大直径与最小直径差,即为轴颈椭圆度。在常规大修中,不要求测量轴颈锥度及椭圆度,但是,当汽轮机运行中振动较大、轴承合金剥落或检修中研磨轴颈时,则应测量轴颈锥度及椭圆度。轴颈锥度和椭圆度的测量b、轴颈下沉量轴颈下沉轴颈扬度及下沉量测量a、轴颈扬度将校验合格的精密水平仪如合象水平仪放在被测轴颈顶部中间位置,确信其平稳并在转子轴线正上方后进行测量。测两次:设第一次的读数为A,第二次在原位将仪器调头(转180°)测量,读数为B。则该轴颈扬度为(A-B)/2,方向为两次测量中大值的方向。为了消除轴颈自身表面缺陷(如锥度、椭圆度等)的影响,上述测量应在转子0°、90°、180°、270°位置各测一次,然后取四次扬度的平均值作为测定值。测轴颈扬度可以监视基础的纵向不均匀沉降、排汽缸和轴承座的变形以及转子静挠度的变化,为轴系对轮找中心提供参考。量可用桥规和塞尺测量。测量值与历史记录比较,可监视轴颈、轴瓦的磨损,以及轴瓦垫块的电化学腐蚀和垫片的破裂脱出等支承损伤。测量方法较简单。必须指出,轴颈下沉量测量结果与量具及其使用当否有直接关系,所以每次测量,求轴颈号、桥规号、桥规位置和方向,乃至塞尺塞入紧度等均一样,否则各次测量值将无可比性。(2)主轴检修汽轮机主轴常简称大轴,其主要损伤形式是裂纹、轴颈磨损、弯曲变形。对整锻式和焊接式转子而言,大轴与叶轮、对轮等是一个整体,构成汽轮机的核心部件。①大轴裂纹的检修大轴裂纹除其材质自身缺陷外,主要是由低周热疲劳、弯曲变形、多次超速或大幅度负荷变动引起的。裂纹可发生在转子外表面,也可发生在其中心孔表面。中心孔探伤由专人进行,倘发现裂纹,现场也无法处理。表面裂纹多出现在大轴应力集中部位(如轴封弹性槽)、最大弯曲或严重磨损部位。首先在危险区作仔细的外观检查,可疑处再作酸浸检查。发现裂纹后,应及时用探伤仪器测量裂纹的深度。由于转子的特殊重要性,对其裂纹的处理必须十分慎重,通常应根据裂纹长度和深度进行大轴的强度核算。当裂纹尚不严重,现场处理不危及大轴安全时,可将有裂纹的表面车去一层,或将裂纹彻底铲除并加工成圆滑过渡的凹面;当裂纹很深,作上述处理会明显削弱大轴强度时,必修返回制造厂修理或更换新转子。大轴上的裂纹一般不允许现场补焊。②轴颈检修轴颈损伤的原因主要有:润滑油不清洁(含有焊渣、缺屑、砂粒、水分等)或油质不良、轴瓦间隙不当等。慢性损伤造成表面的麻点、槽道,或出现锥度、椭圆度;意外严重损伤则可能导致重大事故。根据轴颈表面损坏程度,采用不同的检修方法。a、当轴颈上有轻微锈蚀、划痕时,可用10~15mm厚的毡子作研磨带,其长度应能在轴颈上绕两圈、宽度等于轴颈的长度。用00号氧化铝砂布涂汽轮机油或用纸板、柔软的皮子涂上研磨膏包在轴颈上,外面包上毡带,用麻绳绕一圈,在两侧用人拉绳子来回转动研磨。应定时更换氧化铝砂布或涂研磨膏,同时检查研磨质量,直到磨光为止。b、当轴颈损伤较重且存在锥度和椭圆度时,还要做专用工具进行研磨。c、当轴颈表面严重磨损,沟槽深到不能用研磨法消除时,必须先作大轴强度核算。如强度允许车去损伤层,则可在制造厂家的配合下,在汽缸或轴承座的下法兰面上装置刀架,启动盘车装置,用小进刀量逐层车削轴颈,并及时测量其锥度和椭圆度,直至将沟槽彻底消除。然后上光刀,再用上述方法研磨,使轴颈达到计算尺寸和合格光洁度。d、经强度核算,轴颈损伤已达到不能保证机组安全运行程度的大轴/转子,必须换新或交制造厂处理。推力盘和对轮端面平面偏差或损伤的处理方法与轴颈的基本相同。在车削其端面时,必须装设可靠的轴向定位装置,以严格限制加工过程转子的轴向窜动(通常要求窜动量<0.02mm。
③转子弯曲的校正(直轴)现场应用的直轴方法有下列几种:机械加压法;捻打法;局部加热法;局部加热加压法;应力松弛法。应力松弛法:应力松弛法是利用金属材料的松弛性能进行直轴。首先在轴的最大弯曲部位整个圆围上进行加热,加热温度比轴材的回火温度低30°~50°并需热透。在此温度下对轴的凸起部分施加外力,使其产生与原弯曲方向相反的一定程度的弹性变形,并保持恒温一定时间。这样金属材料在高温和应力作用下,随时间的增长将产生自发的应力下降(松弛)现象,使部分弹性弯曲变成塑性变形,从而把轴校直过来。采用此方法时必须注意以下几点:●轴的弯曲部分必须全周均匀加热,因此应尽可能采用工频感应加热法,即用线圈绕在需加热的部分,通过交流电所产生的涡流使金属受感应而发热。绕线圈前,应对所需的功率进行计算,以确定所需线圈的大小和匝数,同时还需对加热的轴表面进行绝缘保温,保温层厚度一般为20~30mm,保温材料可以采用玻璃布,电工用云母纸板,高压石棉板等。绕上线圈后,外表面也应进行保温;如需绕几层线圈,其相互间应用玻璃丝布隔开。●加压是在高温下进行,所须施加的压力应在直轴前计算好。●直轴前后均须进行回火处理。直轴前回火处理是防止在直轴过程中产生裂纹,回火后须测量一次弯曲值。直轴后进行稳定回火处理,是消除直轴过程中产生的内应力,防止在运行中再发生弯曲。应力松弛法直轴与其他方法比较有如下优点:●它适应任何直径的轴,而且不受弯曲程度的限制,适应范围广。●与局部加热法比较,轴校直后,残余应力更小,校直部分不易产生裂纹,在运行中不会出现回弯现象。●不受轴的材料限制,对合金钢主轴最为适合。(3)对轮找中心对轮(也叫联轴器或靠背轮)找中心不是单一转子的检修,而是找正轴系中相邻转子的关系,其目的是使轴系中诸转子的轴线在机组的子午面内连成一条连续光滑的曲线,而在水平面上的投影成一直线,并且各轴承的负荷符合设计要求。对轮找中心是一顶非常重要的工作。中心不正直接关系到转子及其支承系统工作的可靠性,轻则引起机组异常振动、轴承超温等故障,重则可造成对轮螺栓甚至大轴断裂等恶性事故。在下列情况下,必须进行对轮中心的测量和找正:汽轮机大修解体时,在半实缸状态下进行,以掌握检修前对轮中心状况;大修中调整隔板及前后汽封持环洼窝中心前;大修中修刮轴承垫块、调整垫片厚度后;本体部件装复后。此外,运行中机组振动过大需要查找原因、或轴承持续超温需要调整其负荷时,也常需复核对轮中心。汽轮机轴系中心的重要性:汽轮机中心在机组运行中起着具有致关重要的作用,如果轴系中心不正就无法保证机组正常的安全经济运行,因此对轴系中心的调整极为重要,下面就轴系中心不正对机组的危害进行一下探讨。l、转子和轴封磨擦,从而增大轴封间隙,隔板汽封间隙的增大不仅增加了漏汽损失,降低了效率,同时会造成轴向推力的增大,轴端汽封间隙的增大,增加了轴封的漏汽量,从而使泄漏的蒸汽入轴承室,导致润滑油中含水变质,除严重地影响轴瓦的润滑油膜的建立外,还会使调整部件产生锈蚀,产生卡涩现象。2、转子和静止部件的磨擦使磨擦部位发热,由于热膨胀的不均匀使轴发生弯曲变形,特别是在转子发生单侧局部磨擦时,最容易使轴产生弯曲变形,这时磨擦发热部位产生挤压应力,此应力若超过发热温度下的屈服极限时使用权转子发生永久变形,转子产生异常的振动。3、转子中心不正,是汽轮发电机常见的激振源之一,联轴器的张口将使转子弹性倾角发生变化,而错位将使转子动态挠曲值产生变化,引起这种缺陷的原因是联轴器两对轮加工装配不良或联接螺栓孔的配合不良,这将引起转子的附加力,从而引起振动,如果是由于找中心不正引起的,这时会引起各轴承的静负荷重新分配,如果某一轴承的静负荷减少时,很可能由于转子在此轴承油膜中的动力不稳定而激发起机组的低频自激振荡,即油膜激振荡,转子中心不正引起的振动也是常见的振动原因,同时还应考虑运行中影响中心不正的各种因素。总之汽轮机组的轴系的不正对机组安全运行危害是很大的。影响轴系中心的因素为了使运行时转子的轴瓦同汽封、隔板、油挡等部分的中心一致使汽封和油档四周间隙均匀,使运行时保持较小的间隙又不致造成磨擦,但是影响转子同静子的因素较多,安装检修运行状态都会影响转子和静子中心偏差。1.安装检修方面(1)安装检修过程中,中心的变化主要是由于汽缸安装状态不同,使汽缸垂弧发生变化所致。例如找中心时有只有下半缸而缸内无内缸、隔板或隔板套,有时虽然只有下半缸,但下半内缸、下半隔板套都已放入;有时在下半空缸再扣上半空缸;有时在半实缸上再扣合上半实缸;此外合窄缸及合实缸还有紧与不紧汽缸法兰螺栓的区别,在此不同状态下,汽缸的垂弧各不相同。所测得汽封凹窝中心值不同。垂弧变化有两面方面的原因:一方面是增加量后垂弧增加;另一方面是扣合上缸并拧紧法兰螺栓后,汽缸的横向断面变成圆,使汽缸体的刚度增加,垂弧减小。因此安装时必须对汽缸状态这一因素加以考虑汽缸垂弧的影响。为此要把汽缸相对于转子的中心适当放低,这样才能在加上大盖并拧紧螺栓后中心正好合适。对于不同类型的机组如果具体数值没有掌握,就要进行实际测定。汽缸及轴承座横向一般应处在水平状态,偏差不超过0.2m,汽缸各凹窝中心连线的纵向水平为转子找好中心后两轴颈扬度的代数平均值,轴承座的纵向水平与轴颈扬度基本相似,但由于水平结合面的加工误差及在安装时为了满足基础负荷分配要求其实际的水平值可能跟上述要求有所不同,特别是在结合面直接测出的汽缸纵向水平值跟汽缸凹窝中心连线之水平差别可能会更大,因此在检修时都是以安装记录作为基准,汽缸及轴承座水平值发生较大偏差时,说明汽缸及轴承座位置可能发生变化或产生变形位置发生变化主要是由于基础产生了不均匀下沉。(2)转子安装时轴颈的影响。安装汽轮机时,轴颈扬度都是参照制造厂的规定进行的,但是由于每次大修时中心关系不可能完全恢复到原来的状态,另外在长期运行中轴颈难免不遭受微量的磨损,被迫使用零号砂布打磨轴颈以保证轴颈表面质量合乎要求,因此实测的扬度值跟安装记录或前次大修记录相比,可能有较大出入,故只能从变化规律来大致判断转子位置的变化情况及分析是否符合一连续曲线的规律,在分析时,首先应注意各转子(包括发电机转子)中心线制造厂要求,若扬度零点位置偏移过大,说明各转子位置发生了较大变化,这会改变发电机空气间隙,增加调整各中心的工作,此外在一定程度上影响轴向推力,应在调整联轴器中心时一起考虑调整,当发现在联轴器两侧的轴颈扬度值相差太大或甚至扬起方向都朝着联轴器时,必须查找原因,因为这不符合各转子组成一连续曲线的要求。出现这种现象的原因主要是联轴器中心不正确,或轴颈圆柱度和轴颈表面直线度都存在较低大误差,是波浪形状,使其测出的扬度值不能代表转子中心的扬度,应该复查联轴器中心或检查轴颈表面状态。制造厂对转子和轴封凹窝一般要求同心布置,中心偏差不大于0.05mm但由于投入运行初期汽缸的少量变形及位置的变化,其中心关系会发生一定程度的偏差,因此在大修中分析中心状况时应以上次大修记录为依据,若在大修中,无法将联轴器中心和轴封凹窝中心同时调整合格,说明轴承座汽缸变形或位置发生变化,也可能是转子产生永久弯曲,如果转子对汽缸前后轴封存套凹窝中心在保证联轴器中心合格的前提下,同上次大修记录比较偏差较大,应结合汽缸水平及轴颈扬度来分析轴承座及汽缸位置变化的情况及产生的原因,并估计其可能发展趋势,以此判断对机组安全运行的威胁程度,由于滑销系统损坏所引起的位置变化,必须彻底处理,否则在运行中很可能突然严重破坏中心关系,发生严重事故。(2)油膜厚度的影响:转子静止时,轴颈沉于轴瓦底部,此时轴颈中心在轴瓦凹窝中心的正下方,当转子刚开始转动时,由于转速较低,还未形成油膜,轴颈和轴承之间为干磨擦,但是随轴颈的转动轴瓦内的润滑油受挤压从而使压力升高,此压力高到一定程度,即可把轴颈托起,在轴颈和轴瓦凹窝间形成一层油膜,在转速升高过程中,由于楔形油膜压力的作用,将使转子位移,这种油膜引起转子的位移将使转子的中心发生变化。对于圆筒形和椭圆形轴瓦,上述油膜对转子中心位置的影响可使转子沿旋转方向的横向位移量达0.1~0.3mm。因此转子按轴封凹窝找中心时,应适当加大轴封凹窝沿转子旋转方向的间隙,汽轮机转子一般为顺时针方向转动,故在转子按轴封凹窝找中心时应使左侧间隙大于右侧间隙(油楔轴承例外)。(3)凝汽器的影响:如果汽轮机的凝汽器跟低压缸排汽口多为刚性连接,凝汽器底部用弹簧支承,当在运行状态时凝汽器内水的重量作用在低压缸排汽口上使低压缸下沉,造成轴封上部间隙减小。(4)上下缸温差的影响:运行中由于上下汽缸的温差,造成汽缸拱背使前后轴封下部间隙减小。轴系中心调整与计算应注意的问题1.轴系中心测量调整前的注意事项(1)应注意检查各轴瓦安装位置的正确性以及各轴颈在轴承瓦内和轴瓦在凹窝内的座落和接触是否良好,以保证转子在轴瓦内不致左右摆动,一般在进行测量前,应连续盘动转子数圈将轴瓦压紧。(2)检查油档和汽封等各部分的间隙,确信转子未压在油档和汽封齿上。(3)对于较长的半挠性波形联轴器,应按制造厂的规定,每次测量前用千斤顶将该联轴器预先抬高一定的数值,以补偿其下垂。(4)对于带软轴的联轴器,应使用卡子将联轴器跟轴临时固定,并使联轴器对圆周的晃动度小于0.03mm。在联轴器正式组合好后,才允许拆下卡子,以防因联轴器连接止口松动使两半联轴器不同心。
(5)对于某些型式的机组,还应按照制造厂的要求在一些特殊条件下进行找中心的测量工作,如在凝汽器内灌水等。(6)在测晕时,两半联轴器不许有任何刚性连接,如需用销子临时连接两半联轴器,以便能同时盘动两转子,每次测量前,必须用手检查是否蹩劲,如有,可选择适当部位撬动转子使蹩劲消除,撬动时应防止用力过大,撬得过大,若用吊车盘动转子,钢丝绳也应稍微松开,不许吃劲保证转子不会因受扭力而发生位移,盘动转子最好制做专用工具,不用吊车较为安全可靠。(7)千分表架的固定应牢靠,千分表跳杆跟被测平面应垂直,表计指示正确,灵活,测点表面光滑,注意读数的大小指针的指示值。固定在两半联轴器上的专用卡子应标明在哪半联轴器上,若用塞尺测量,每次测量的插入深度、方向、位置及松紧程度应相同,塞尺片不应过多,一般以三片以内为宜,塞尺片不应有折纹(8)汽轮发电机找中心时,应考虑同运行状态相适应,如轴承膨胀大时,转子位置要抬高,所以找中心时低压转子应比高压转子稍高,发电机转应比低压转子稍高,并且处于上张口状态。(9)转子找中心是在轴瓦和轴承均已检修完毕,组装在工作位置时进行,为了调整中心而又不致引起轴瓦垫铁接触不良,当垫片调整数值超过0.10~0.20mm时,应检查垫铁接触情况,必要时进行刮研,待轴瓦垫铁刮研好时,应再次找中心。(10)联轴器找中心是在汽缸闭合下进行,多数情况是一个转子位置固定只需移动另一转子两个轴瓦。如系单缸汽轮机找中心应以汽轮机转子为基准,调整发电机转子的轴承,对于多缸汽轮机转子找中心应以低压转子为基准分别调整高压转子和发电转子的轴承,这时千分表架应装在基准转子侧,中心调整量过大将影响高压转子的汽封的间隙值,此时应适当参照轴颈扬度的变化情况对低压转子进行调整。
2.调整过程中的注意事项(1)每次找中心的过程状态应一致,如是否均为空缸状态等,另外测量工具、测量方法等,最好每次测量人员都保持一致,尽量减少一些外在影响因素。(2)采取相应措施,防止转子过分窜动。(3)每调整一次中心都应对垫铁进行研磨,考虑到时间和工作量的因素,可以粗调时粗研,细调时细研,但无论粗研还是细研,整个垫铁都应保证接触均匀,中心调整工作完成时垫铁接触面积应达到75%以上。
(4)轴瓦垫铁的垫子数量在整个调整过程中始终不得超过三片,没有撤换的垫子每次应保持同向,不得翻转。
(5)找中心支表时专用表架应牢稳,百分表针的紧固力应适中,大、小针的读数应基本一致,防止读表时出现偏差,另外千万注意不要让表指针点指在对轮的字头或其它凹凸处边缘附近,以免在盘动转子时,使表头碰上而出现误差。
(6)在计算垫铁调整量和垫铁调整时都应充分考虑垫铁的研磨量,如在减垫子时两侧应少减,在加垫子时两侧应适当多加,以保证垫铁有一定的研磨余量。(7)在轴承中心的计算过程中,考虑到实际的支表位置和表针所指的位置对转子的长度对轮的直径加以修正,针对我厂的实际情况,转子长度可修正50~60mm对轮直径上可修正10mm。(8)每一次中心测量至少两遍,且两遍的数据应基本相符。如果相差较大应分析原因,继续找,直到相符为止,转子旋转360o后圆周上的表针应回到原位,端面上两块表的读数的差值应相等(原因是转子存在窜动)。圆周上表读数应满足:上+下=左+右,误差应在0.03mm以内否则测量不准,数据失去参考价值,如果确定转子无窜动,对轮无瓢偏的理想状态,面距上两块表也应满足上述条件。
(9)在计算调整轴系中心过程中如果发生一些异常情况,中心调整出现无规律变化,一定要认真分析找出原因,避免无谓的重复劳动。总之在测量调整转子中心时应全面考虑,根据中心要求用运行状况,认真分析采取相应的测量调整方法避免产生误差。动叶片动叶片排列成动叶栅,与静叶栅一起构成机内汽流的主通道。动叶的工作条件比静叶更恶劣,因为它们还受到巨大的离心力和汽流激振力的作用。(1)动叶片的检修叶片的裂纹多出现在其叶型部向根部过渡区域、出汽侧和进出汽边受到腐蚀和冲刷的部位,以及铆钉头根部和拉筋孔周围表面。对深裂纹和断叶的处理,与静叶环不同的是,可以更换叶片,或用等量切除法处理。后者是将坏叶和对面对称位置上的叶片切去相等的长度和重量。这样,虽然损失了一点出力,但不影响转子平衡,不失为一种好的临时处理措施。叶片常见的损伤是松动。松动原因可能是叶根尺寸形成的紧力不够、叶根销紧力不够、或铆钉头松动,也可能是轮缘槽裂纹或变形。如属前者,可更换叶根较厚的叶片或直径较大的销钉,重新捻铆或加焊铆钉头。如属后者,则应检修叶轮。动叶片检修的另一重要项目是振动频率测量。测频工作由专门人员进行,并提交检测报告。叶片除低压末三级外,都是不调频叶片,即允许在共振状态下工作而无需调频的叶片。频率不合格时,应对叶片(包括围带拉筋)和轮缘作进一步检查,并会同制造厂家拟定处理方案。重大操作应由制造厂派员实施或参与、指导。(2)围带和拉筋围带可因转子轴向位移超限、机组振动过大、材料或装配工艺缺陷等而发生下列损伤:进、出汽边或背弧严重磨损;裂纹或断裂飞出;铆钉头严重磨损、松动或断裂。这些问题,一般可在现场酌情处理,但应注意切不可造成转子质量失衡汽轮机汽封与汽封系统设置汽封的目的汽轮机运转时,转子高速旋转,汽缸、隔板(或静叶环)等静体固定不动,因此转子和静体之间需留有适当的间隙,从而不相互碰磨。然而间隙的存在就要导致漏汽(漏气),这样不仅会降低机组效率,还会影响机组安全运行。为了减少蒸汽泄漏和防止空气漏入,需要有密封装置,通常称为汽封。轴封高压转子轴封低压转子轴封轴封环围带汽封隔板汽封蜂窝形汽封蜂窝形汽封常用在无围带的自由叶片轴向宽度的连续密封表面。将蜂窝式芯钎焊到基板上制成扇形件而组成密封件,并用一系列加工螺钉装在挡板上。装配后,这些机加工螺钉定位并焊接在挡板上。蜂窝密封扇形件上有槽,用于排除进入蜂窝室内的湿汽。结构图
当蒸汽漏入蜂窝带时,在每个蜂窝腔内会产生蒸汽涡流和屏障,从而有很大的阻尼,使蒸汽泄漏量减少。与普通的梳齿汽封相比,蜂窝式汽封具有几方面的优点。1.蜂窝式汽封采用优质合金钢,材料软、对转子无损伤。2.蜂窝式汽封产生的蒸汽阻尼,相当于一层汽垫,有助于减小轴振。3.蜂窝式汽封在相同的汽封间隙下,泄漏量比普通梳齿汽封减少
30%~50%。4.蜂窝汽封在普通梳齿汽封上改造比较方便,不用改变转子或汽封套的任何结构,只需参照原汽封圈的尺寸即可。一、梳齿形汽封梳齿形汽封包括高低齿、平齿、斜平齿三种。高低齿阻汽效果好,但加工费时,通常用在高温、高压部位;平齿、斜平齿汽封一般常用在低温、低压部位。结构图(a)高低齿(b)平齿(c)斜平齿
蜂窝汽封是蜂窝技术和迷宫汽封的完美结合,其密封效应是迷宫效应和蜂窝效应的综合组成,是高效性、稳定性和安全性的完美结合.主要设计思想是在原疏齿结构中,保留高齿,在低齿地方用蜂窝带填满,该结构有以下优点:
高齿依然保留,起节流密封效果,而气流经节流降压后进入蜂窝区,进一步加大密封效果,两种密封技术综合应用,起到最佳的效果。在设计中,蜂窝带加工成比原来的低齿高出一部分,即轴先同蜂窝接触而不同高齿接触,从而保护轴不被磨损。在安装过程中,由于高齿高度大于蜂窝带,避免了蜂窝带被异物撞击损伤。在高压侧,最外边高齿起到了保护作用,防止了工质对蜂窝带边缘的冲刷伤害。
布莱登汽封1-弹簧;2-汽封体;3-汽封环;4-汽封套;
5-用于汽封环背面加压的切口
布莱登活动汽封取消了传统汽封后背弧的弹簧压片,在汽封块端部加装了螺旋弹簧。汽轮机正常工作时,经过汽封进汽侧槽道进入后背弧汽室的蒸汽将汽封压向转子,使两者间保持较小的径向间隙运行(0.35-0.45mm),减小了漏汽损失。在机组启、停及转子振动过大跳闸时,汽封背弧后蒸汽压力较低,在端部螺旋弹簧的作用下,汽封张开,从而避免了汽封与转子之间的摩擦。运行实践证明,这种汽封不仅具有较高的经济性,还具有较高的安全性。
合理的选用汽封,不但能降低改造成本,提高缸效,降低热耗。还能使机组长周期保持安全、经济、高效的运行。
其它汽封接触式汽封:分为城墙式接触汽封和蜂窝式接触汽封。密封原理大同小异。即在中间部分用复合材料制成的汽封环面与转轴接触,达到无间隙运行。一般用于轴端汽封。刷式汽封:一种新型汽封,由于价格太高,且应用不是十分广泛,暂不做介绍。汽封检修及通流部分间隙调整1、汽封检修汽封是汽轮机本体中最易损坏的部件。汽封间隙本来就小,不管什么原因造成的动静碰磨,首先受损的就是汽封。其常见的损伤形式有:汽封齿磨损、变形、倒伏、断裂,汽封环端面损伤变形,弹簧片裂纹或弹性疲乏等。加以汽封环和弹簧片的数量甚多而又不宜互换,故检修时应仔细地按规程操作。汽封环拆下后,应及时按装配位置进行标志或编号,以防复装时错乱。复装汽封环时应按拆卸时的编号顺序进行,不能装反或颠倒。对于汽封环弹簧片亦要求如此,不同材料、规格的弹簧片不能混用。用砂布或油光锉将汽封持环上T型槽道内的氧化皮、锈垢和毛刺等清理干净,弹簧片上的锈垢也要彻底清理干净。逐一检查拆下来的汽封环,发现有碰弯倒状的汽封齿,应用扁嘴钳将其校直,由于磨擦而变厚的汽封齿应进行修刮,使齿尖符合要求;汽封环的端部如打毛或打胀,应用锉刀将其修理符合要求,装在槽道内其接口处应无间隙。如汽封齿倒伏,磨损严重或汽封环端部损坏严重不能修复合格时,应予更换;如汽封环上的齿尖出现断裂现象也应进行更换。弹簧片清理后应进行检查,如弹簧片的弹性消失或有裂纹,应按要求更换。更换的弹簧片应与规定要求相符。更换新汽封时,一般是整圈更换,必要时可以半圈更换,应尽量避免单独更换一块。在无备品的情况下,可以单独更换损坏的某个汽封环。此时可以在原来换下来的汽封环中选择一块材质和规格相同,比原汽封环稍长且没有损坏的替换。装复汽封环时,在未装弹簧片的情况下,汽封环应能松动、顺畅地在T型槽道内滑动,不得有任何卡涩现象。装上弹簧片后,应能用手推入槽道。装好后,用手按汽封环的内圆应能伸缩自如。汽封环端面接触间隙的测量和调整。其方法是:将汽封环按装配要求装在汽封持环槽道内,从两端压紧后,用塞尺来检查,其接触端面0.05mm的塞尺应塞不进,否则要对端面进行适当的研刮,直到合格。汽封环圆周膨胀总间隙的测量和调整。分上下两半分别进行测量,方法如下:汽封环在不带弹簧片的情况下装入两半汽封持环(或静叶环汽封槽)中,使其一端与持环结合面平齐,将平尺搁在持环结合面上,用塞尺测量另一侧端面与平尺间的间隙,高度差h便是汽封环的圆周膨胀总间隙。该间隙应符合规定要求,否则要研修汽封环端面或更换长度适当的汽封环,直至合格。2、汽封间隙的调整汽缸内装有轴端汽封和静叶环汽封。汽封上半和下半的径向间隙可用贴胶布法测量;左右两侧的间隙(下半汽封),可用长塞尺测量。经过测量若发现某处汽
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