《激光测量汽轮机通流间隙导则》（征求意见稿）

1T/CNEAXXXX—XXXX激光测量汽轮机通流间隙技术导则本标准拟以导则的形式规定激光测量汽轮机通流间隙的基本要求，主要包含测量人员的资质要求、测量使用的激光设备的技术要求、测量环境、场地的要求、激光测量设备的校准要求、测量过程的规范要求以及最终的数据处理、分析的要求。该导则主要针对发电厂汽轮机组汽缸通流间隙测量及调整。此外其他类转动设备的动静间隙测量及大型设备的外形尺寸，形位关系等测量若采用激光技术测量也可参考本导则。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。ISO10360-10-2021产品几何量技术规范（GPS）坐标测量系统（CMS）的验收和再验证试验第10部分：激光跟踪仪JJF1001-2001通用计量术语及定义JJF1094-2003测量仪器的特殊评定JJF1242-2010激光跟踪仪三维坐标测量系统标准规范GJB/J8624-2015大尺寸测量系统-激光跟踪仪校准规范3术语和定义××××××界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1汽轮机通流间隙（TurbinePassClearance）：指汽轮机缸内转动部件与静止部件间间隙，包括叶顶汽封间隙、隔板汽封间隙、轴封间隙等。3.2激光跟踪仪（LaserTracker）：由激光跟踪头、控制箱、靶球等组成的测量系统。3.3球面反射靶标（SphericallyMountedRetroReflectors，SMR）：安装在球形外壳中的反射靶标，用于接收、反射激光束，从而测得测量点坐标。3.4转站（TransferStation）：将不同测量位置所测数据转换到同一坐标系。3.5干涉距离测量（InterferenceMeasurement，IFM）：利用光的干涉原理进行距离的测量。3.6绝对距离测量（AbsoluteDistanceMeasurement，ADM利用激光波长及反射时间测量距离。4总则随着激光测量技术在汽轮机通流间隙测量上的研发及应用，为保证激光测量汽轮机通流间隙结果的准确性，保证汽轮机检修后的安全稳定运行及效率，避免因通流间隙测量、调整的偏差导致机组效率降2T/CNEAXXXX—XXXX低或发生重大设备损坏事故，总结多年来现场激光测量汽轮机通流间隙的实践经验，并参考国家及行业的有关法规、标准、规定、导则等制定本导则。本导则对测量人员资质、测量设备的要求、操作工业安全风险、测量物体需具备的条件、防异物要求、测量过程监督及测量数据分析、处理等方面提出总体要求，明确操作规范。5测量人员资质要求5.1测量人员须从事汽轮机检修工作5年以上，具有较丰富的汽轮机检修实际经验。5.2测量人员需熟悉被测量汽轮机的结构、设备拆装工艺及汽轮机通流间隙标准等技术要求。5.3测量人员能熟练使用激光测量设备、可处理现场简单的测量设备故障问题。5.4测量人员熟练掌握汽轮机各部件尺寸的测量及数据拟合、计算等工作。5.5测量人员能根据测量、拟合结果对汽轮机通流间隙计算，并根据机组特性等给出合理的通流调整方案。5.6当测量数据及结构出现异常时，测量人员具有对异常偏差分析、处理能力。6激光测量设备6.1激光测量设备使用激光跟踪仪，其参数指标应满足以下表格要求。参数指标测量范围及参数分辨率：0.05角秒，长度分辨率：0.1μm，采样速率：大于256点/秒，最大跟踪速度：大于4米/秒，测量距离（IFM/ADM）：大三维空间测量精度（IFM）静态：5ppm（5μm/m），动态：10ppm（10μm/m），坐标重复性：优于2.5ppm。干涉仪精度（IFM）测量分辨率：1μm，测量精度：1ppm绝对测距精度（ADM）测量分辨率：1μm，测量精度：15μm（10米以内），1.5ppm（10米以外）电源参数电压100-220V）+/-10%，频率50/60）Hz，消耗功率：100W（连续），350W（峰值）靶球（SMR）精度中心位置精度±3μm，球度精度±1.5μm6.2激光跟踪仪需存放在专用箱内，放置于恒温、干燥环境中。3T/CNEAXXXX—XXXX6.3激光跟踪仪使用及运输过程中需轻拿、轻放，防止磕碰。6.4激光跟踪仪需每年到专业计量机构校验一次，在校验有效期内才能使用。7测量环境及场地7.1测量环境温度：-10℃—50℃。7.2测量环境湿度：10%—92.5%。7.3测量环境大气压力：580—800mmHg。7.4海拔：小于2000m。7.5测量过程中，被测物体（转子、汽缸等）所处环境温度均匀，环境温度梯度小于2℃,测量过程温度变化小于3℃。7.6测量过程转子、汽缸等支撑的基础振动小于0.01mm/s。7.7测量过程中激光跟踪仪架设位置固定牢固，无振动、晃动。7.8测量范围内根据转子及汽缸尺寸，轴向或径向测量空间内无遮挡物，测量过程控制转站次数，减少转站带来的误差，转站次数≤4次。8设备校准8.1激光跟踪仪校准：激光跟踪仪的校准包含测量角度及测量距离两个方面的校准。8.2测量角度校准：在整个测量范围内选取测量点（包含最小、最大距离及最小、最大角度）进行前后视检查，并进行校准，保证所有点的水平、垂直角度偏差均在1.5‰以内。8.3对ADM测距模式精度进行校准，保证测量范围内（最小、最大测量距离）ADM测量模式偏差小于0.015mm。8.4有特殊测量要求时需要对激光跟踪仪的水平进行校准，水平校准要求跟踪仪在每90°测量的角度9转站9.1测量前在根据需要在测量空间内布置转站点测量，要求在三维空间内离散。9.2在不同的测量站点均能测量到所有转站测量点。9.3转站测量点数量设置有一定冗余度，一般大于6个。9.4转站测量点需固定牢固，整个测量过程中转站测量点不能变化。9.5第一站点为转站基准，后续每个站点都与第一站点进行转站拟合。9.6激光跟踪仪转站时转站拟合偏差控制在0.05mm以内。4T/CNEAXXXX—XXXX10测量过程规范10.1将激光跟踪仪运至测量现场，连接好专用电源盘。10.2测量前两个小时，将激光跟踪仪各部件连接完成，通电、开机进行预热。10.3在正式测量工作开始前激光跟踪仪及其支架必须安装好后并在测量现场开机预热2小时以上。10.4整个预热及测量过程中激光跟踪仪不能断电，否则需重新预热。10.5预热完成后连接激光跟踪仪及测量工作站，确认跟踪仪与测量工作站网络通信正常。10.6测量过程需将跟踪仪气象站温度测量探头接触于被测物体表面，以记录被测物体温度。10.7转子测量10.7.1转子测量表面需打磨、清理干净，无锈迹、毛刺、灰尘等。10.7.2转子轮毂测量使用扫描模式测量。10.7.3转子轮毂测量时至少需测量大于1/3圆弧长度。10.7.4测量过程靶球需贴紧被测轮毂表面。10.7.5测量过程中必须将跟踪仪温度探头吸附于被测物体表面以测量记录被测物体温度。10.7.6轮毂测量后进行几何外形拟合，拟合精度要求≤0.03mm。10.8汽缸测量10.8.1根据计算需要选择全缸状态或半缸状态测量10.8.2所有缸内部件已安装就位。10.8.3需测量的汽封块等部件已按要求安装（安装于实际运行位置）。10.8.4所有测量表面需打磨、清理干净，无锈迹、毛刺、灰尘等。10.8.5汽封齿测量采用单点数据采集模式。10.8.6测量汽封齿尖时需保证靶球与齿尖稳定接触。10.8.7根据需要，每级汽封块可测量单点或多点。10.8.8测量过程中必须将跟踪仪温度探头吸附于被测物体表面以测量记录被测物体温度。11数据处理、误差分析11.1根据需要分别对转子及汽缸进行拟合计算，得出需要的尺寸，拟合偏差≤0.03mm。11.2数据处理过程中需将测量误差偏大(≥0.03mm）的点剔除。11.3根据现场测量时的设备实际温度，将转子及汽缸的温度修正至20℃,得到20℃时各部件尺寸。11.4根据汽缸测量状态及汽缸变形量对转子及汽缸进行拟合计算，得出缸内通流间隙。5T/CNEAXXXX—XXXX11.5对于新安装机组，首次使用激光测量技术进行测量，其测量结果可与场内总装数据、转子出厂尺寸等数据进行对比验证，确认测量结果的准确性。11.6对于首次使用激光测量技术的运行机组，可适当选取部分数据采用传统方法测量，将结果与激光测量结果进行相互对比验证，确认测量结果的准确性。6T/CNEAXXXX—XXXX（规范性附录）激光测量汽轮机通流间隙技术导则1、激光测量原理本方法采用激光跟踪仪测量汽轮机通流间隙，激光跟踪仪会发射稳定的氦氖激光束，激光束通过靶球（SMR）反射回来，激光跟踪仪通过测量俯仰角（EL）和水平方位角（AZ）以及一个半径距离来决定反射镜中心点的球坐标，激光跟踪仪测量距离包含干涉距离测量（IFM）和绝对距离测量（ADM）两种模式。具有测量精度高、自动跟踪等特点。2、激光测量通流间隙原理根据激光跟踪仪的测量原理，使用激光跟踪仪分别对转子和汽缸内隔板等部件的相关尺寸进行测量，再将分别所得到的尺寸进行拟合计算，即可得到汽缸内的通流间隙数据。2.1激光测量转子尺寸使用激光跟踪仪测量转子尺寸，主要包含：测量轴径、轴封处、隔板汽封、围