CN109916271A - 一种计入热变形的密封瓦径向间隙的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于发电机测量技术领域，具体公开一种计入热变形的密封瓦径向间隙的测量方法：密封瓦解体前，测量密封瓦温度T₁、密封瓦与发电机转子径向间隙δ₁；密封瓦解体后，将密封瓦重新组合、并静置；测量密封瓦内径D₁、温度T₂、发电机转子轴颈D_f；测量密封瓦与发电机转子径向间隙δ₂；计算D₁与D_f差值δ^*、以及δ^*与δ₂差值，判断|δ^*‑δ₂|是否在0.01～0.02mm之间；确定密封瓦和发电机转子材质的线膨胀系数λ₁、λ_f；将D₁、D_f换算至温度T₁时的内径D_T1和D_fT1，计算δ_T1＝D_T1‑D_fT1；将D₁、D_f换算至室温20℃时的内径D₂₀和D_f20，计算计入热变形的密封瓦间隙δ₂₀，判断δ₂₀是否在密封瓦检修规程要求范围之内。该方法能够提供可靠的密封瓦间隙数据，用于判断密封瓦的安装状态是否符合规程要求。

Description

一种计入热变形的密封瓦径向间隙的测量方法

技术领域

本发明属于发电机测量技术领域，具体涉及一种计入热变形的密封瓦径向间隙的测量方法。

背景技术

为了防止氢冷发电机内部的氢气沿着发电机两端机壳与转子之间的缝隙泄露，在发电机两端均安装了密封瓦装置，靠流动的高压密封油来密封发电机内的氢气外泄。密封瓦与发电机转子之间的间隙，是密封瓦检修中非常重要的数据，间隙过小，则会导致密封瓦温度高，甚至会烧瓦，间隙过大，则会导致密封瓦与轴之间的油膜形成不好，影响氢气的密封效果。

在密封瓦检修过程中，由于解体时密封瓦温度时常比安装时密封瓦温度高，解体时测量密封瓦间隙时常比回装时测量的间隙要大，检修前后数据的不一致常常会对检修人员判断故障造成困扰，只能凭借维修经验来判断密封瓦的间隙是否符合规程要求，一旦判断失误，密封瓦的运行状态则无法得到保障，严重威胁发电机组的安全运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种计入热变形的密封瓦径向间隙的测量方法，该方法能够提供可靠的密封瓦间隙数据，用于判断密封瓦的安装状态是否符合规程要求。

实现本发明目的的技术方案：一种计入热变形影响的密封瓦间隙的测量方法，该方法包括以下步骤：

步骤(1)密封瓦解体前，测量密封瓦工件温度T₁、以及测量密封瓦与发电机转子的径向间隙δ₁；

步骤(2)密封瓦解体后，将密封瓦重新组合，将重新组合后的密封瓦静置一段时间；

步骤(3)测量上述步骤(2)中重新组合后的密封瓦的内径D₁，测量发电机转子轴颈D_f，同时测量此时重新组合后的密封瓦工件温度T₂；

步骤(4)将密封瓦重新组装，挂到发电机转子上，测量密封瓦与发电机转子的径向间隙δ₂；

步骤(5)计算上述步骤(3)中测量得到的密封瓦内径D₁与上述步骤(4)中测量得到的发电机转子轴颈D_f的差值δ^*，再计算δ^*与δ₂的差值，判断|δ^*-δ₂|是否在0.01～0.02mm之间，如果|δ^*-δ₂|在0.01～0.02mm之间，说明D₁、D_f、δ₂测量正确；

步骤(6)确定密封瓦和发电机转子的材质，并查找密封瓦材质的线膨胀系数λ₁和发电机转子材质的线膨胀系数λ_f；

步骤(7)将上述步骤(3)中测量得到的密封瓦内径D₁、上述步骤(4)中测量得到的发电机轴颈D_f换算至温度T₁时的内径D_T1和D_fT1，计算δ_T1＝D_T1-D_fT1，如果|δ_T1-δ₁|在0.01～0.02mm之间，说明线膨胀系数λ₁、λ_f数据正确；

步骤(8)将上述步骤(3)中测量得到的密封瓦内径D₁，上述步骤(4)中测量得到的发电机轴颈D_f换算至室温20℃时的内径D₂₀和D_f20，计算计入热变形的密封瓦间隙δ₂₀，判断计入热变形的密封瓦间隙δ₂₀，是否在密封瓦检修规程要求范围之内，完成密封瓦间隙的测量。

所述的步骤(7)中的温度T₁时的内径D_T1和D_fT1的换算方法为D_T1＝D₁×(1+λ₁(T₁-T₂))，D_fT1＝D_f×(1+λ_f(T₁-T₂))，

所述的步骤(8)中室温20℃时的内径D₂₀和D_f20的换算方法为D₂₀＝D₁×(1+λ₁(T₂-20))，D_f20＝D_f×(1+λ_f(T₂-20))。

所述的步骤(1)中用塞尺测量测量密封瓦与发电机转子的径向间隙δ1为0.13mm，密封瓦工件温度T1为30℃；所述的步骤(2)中将重新组合后的密封瓦放置在标准大理石平板上静置12小时。

所述的步骤(3)中用内径千分尺测量重新组合后的密封瓦的内径D₁为580.05mm，用外径千分尺测量发电机转子轴颈D_f为579.98mm，重新组合后密封瓦工件温度T₂为14℃。

所述的步骤(4)中用塞尺测量密封瓦与发电机转子的径向间隙δ₂为0.07mm。

所述的步骤(5)中的δ*与δ₂的差值＝0，即|δ^*-δ₂|在0.01～0.02mm之间，说明D₁、D_f、δ₂测量正确。

所述的步骤(6)中密封瓦的材质为黄铜，发电机转子材质为38CrNi3MoA。

所述的步骤(7)中的|δ_T1-δ₁|＝0.01mm在0.01～0.02mm之间，说明密封瓦与发电机转子的两种材质线膨胀系数λ₁、λ_f正确。

所述的步骤(8)中的δ₂₀＝0.10mm在0.08-0.10mm之间，即δ₂₀在密封瓦检修规程要求范围之内。

本发明的有益技术效果在于：本发明的方法可以准确的判断密封瓦解体、测量、安装过程中数据测量的准确性以及密封瓦间隙是否在标准范围之内，消除了经验数据带来的不确定性，该发明方法算法简单，适用广泛，根据不同材质的线膨胀系数，灵活的更改参数，可以用于多种类型的密封瓦间隙测量及计算。

附图说明

图1为本发明所提供的一种计入热变形的密封瓦径向间隙的测量方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明所提供的一种计入热变形影响的密封瓦间隙的测量方法，该方法包括以下步骤：

步骤(1)密封瓦解体前，测量密封瓦工件温度T₁、以及测量密封瓦与发电机转子的径向间隙δ₁；

本实施例中，用塞尺测量测量密封瓦与发电机转子的径向间隙δ₁为0.13mm，密封瓦工件温度T₁为30℃。

步骤(2)密封瓦解体后，将密封瓦重新组合，将重新组合后的密封瓦静置一段时间；

本实施例中，将重新组合后的密封瓦放置在标准大理石平板上静置12小时。

步骤(3)测量上述步骤(2)中重新组合后的密封瓦的内径D₁，测量发电机转子轴颈D_f，同时测量此时重新组合后的密封瓦工件温度T₂；

本实施例中，用内径千分尺测量重新组合后的密封瓦的内径D₁为580.05mm，用外径千分尺测量发电机转子轴颈D_f为579.98mm，重新组合后密封瓦工件温度T₂为14℃。

步骤(4)将密封瓦重新组装，挂到发电机转子上，测量密封瓦与发电机转子的径向间隙δ₂；

本实施例中，用塞尺测量密封瓦与发电机转子的径向间隙δ₂为0.07mm。

步骤(5)计算上述步骤(3)中测量得到的密封瓦内径D₁与上述步骤(4)中测量得到的发电机转子轴颈D_f的差值δ^*，再计算δ^*与δ₂的差值，判断|δ^*-δ₂|是否在0.01～0.02mm之间，如果|δ^*-δ₂|在0.01～0.02mm之间，说明D₁、D_f、δ₂测量正确，否则需要重新测量；

本实施例中，密封瓦内径D1与发电机轴颈Df之差δ*＝580.05-579.98＝0.07mm，δ*与δ₂的差值＝0.07mm-0.07mm＝0。即|δ^*-δ₂|＝0，在0.01～0.02mm之间，说明D₁、D_f、δ₂测量正确。

步骤(6)查金属材料手册得到，密封瓦材质的线膨胀系数λ₁和发电机转子材质的线膨胀系数λ_f；

本实施例中，密封瓦的材质为黄铜，发电机转子材质为38CrNi3MoA，查阅材金属料手册，黄铜的线膨胀系数在20-100℃时为17.8×10^-6/℃，38CrNi3MoA的线膨胀系数在20-100℃时为11×10^-6/℃。

步骤(7)将上述步骤(3)中测量得到的密封瓦内径D₁，上述步骤(4)中测量得到的发电机轴颈D_f换算至温度T₁时的内径D_T1和D_fT1，换算方法为D_T1＝D₁×(1+λ₁(T₁-T₂))，D_fT1＝D_f×(1+λ_f(T₁-T₂))，计算δ_T1＝D_T1-D_fT1，如果|δ_T1-δ₁|在0.01～0.02mm之间，说明线膨胀系数λ₁、λ_f数据正确；

本实施例中，

D_T1＝D₁×(1+λ₁(T₁-T₂))＝580.05×(1+17.8×10^-6×(30-14))＝580.22mm；

D_fT1＝D_f×(1+λ_f(T₁-T₂))＝579.98×(1+11×10^-6×(30-14))＝580.08mm；

δ_T1＝D_T1-D_fT1＝0.14mm，|δ_T1-δ₁|＝0.01mm，|δ_T1-δ₁|在0.01～0.02mm之间，说明密封瓦与发电机转子的两种材质线膨胀系数λ₁、λ_f正确，且各测量数据准确。

步骤(8)将上述步骤(3)中测量得到的密封瓦内径D₁、上述步骤(4)中测量得到的发电机轴颈D_f换算至室温20℃时的内径D₂₀和D_f20，换算方法为D₂₀＝D₁×(1+λ₁(T₂-20))，D_f20＝D_f×(1+λ_f(T₂-20))，计算计入热变形的密封瓦间隙δ₂₀，判断计入热变形的密封瓦间隙δ₂₀，是否在密封瓦检修规程要求范围之内，完成密封瓦间隙的测量。

本实施例中，

D₂₀＝D₁×(1+λ₁(T₂-20))-580.05×(1+17.8×10^-6×(14-20))＝580.11mm；

D_f20＝D_f×(1+λ_f(T₂-20))-579.98×(1+11×10^-6×(14-20))＝580.01mm；

δ₂₀＝D₂₀-D_f20＝0.10mm。

本实施例中，密封瓦检修规程为δ₂₀在0.08-0.10mm之间，因此，δ₂₀＝0.10mm，在密封瓦检修规程要求范围之内。

如果不使用本发明的方法，不计入密封瓦的热变形，解体时测量的密封瓦间隙δ1为0.13mm，不在0.08-0.10mm之间，不符合密封瓦检修规程的要求。而实际上解体时测量的δ1是存在因热变形而导致的测量误差，不能反映密封瓦的真实间隙，因此，使用本发明的方法，计入热变形的密封瓦间隙测量方法，更加科学、准确的反映了密封瓦间隙这一关键数据，对密封瓦检修起到了非常大的作用。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (10)

1.一种计入热变形影响的密封瓦间隙的测量方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤(1)密封瓦解体前，测量密封瓦工件温度T₁、以及测量密封瓦与发电机转子的径向间隙δ₁；

步骤(2)密封瓦解体后，将密封瓦重新组合，将重新组合后的密封瓦静置一段时间；

步骤(3)测量上述步骤(2)中重新组合后的密封瓦的内径D₁，测量发电机转子轴颈D_f，同时测量此时重新组合后的密封瓦工件温度T₂；

步骤(4)将密封瓦重新组装，挂到发电机转子上，测量密封瓦与发电机转子的径向间隙δ₂；

步骤(5)计算上述步骤(3)中测量得到的密封瓦内径D₁与上述步骤(4)中测量得到的发电机转子轴颈D_f的差值δ^*，再计算δ^*与δ₂的差值，判断|δ^*-δ₂|是否在0.01～0.02mm之间，如果|δ^*-δ₂|在0.01～0.02mm之间，说明D₁、D_f、δ₂测量正确；

步骤(6)确定密封瓦和发电机转子的材质，并查找密封瓦材质的线膨胀系数λ₁和发电机转子材质的线膨胀系数λ_f；

步骤(7)将上述步骤(3)中测量得到的密封瓦内径D₁、上述步骤(4)中测量得到的发电机轴颈D_f换算至温度T₁时的内径D_T1和D_fT1，计算δ_T1＝D_T1-D_fT1，如果|δ_T1-δ₁|在0.01～0.02mm之间，说明线膨胀系数λ₁、λ_f数据正确；

步骤(8)将上述步骤(3)中测量得到的密封瓦内径D₁，上述步骤(4)中测量得到的发电机轴颈D_f换算至室温20℃时的内径D₂₀和D_f20，计算计入热变形的密封瓦间隙δ₂₀，判断计入热变形的密封瓦间隙δ₂₀，是否在密封瓦检修规程要求范围之内，完成密封瓦间隙的测量。

2.根据权利要求1所述的一种计入热变形影响的密封瓦间隙的测量方法，其特征在于：所述的步骤(7)中的温度T₁时的内径D_T1和D_fT1的换算方法为D_T1＝D₁×(1+λ₁(T₁-T₂))，D_fT1＝D_f×(1+λ_f(T₁-T₂))。

3.根据权利要求2所述的一种计入热变形影响的密封瓦间隙的测量方法，其特征在于：所述的步骤(8)中室温20℃时的内径D₂₀和D_f20的换算方法为D₂₀＝D₁×(1+λ₁(T₂-20))，D_f20＝D_f×(1+λ_f(T₂-20))。

4.根据权利要求3所述的一种计入热变形影响的密封瓦间隙的测量方法，其特征在于：所述的步骤(1)中用塞尺测量测量密封瓦与发电机转子的径向间隙δ1为0.13mm，密封瓦工件温度T1为30℃；所述的步骤(2)中将重新组合后的密封瓦放置在标准大理石平板上静置12小时。

5.根据权利要求4所述的一种计入热变形影响的密封瓦间隙的测量方法，其特征在于：所述的步骤(3)中用内径千分尺测量重新组合后的密封瓦的内径D₁为580.05mm，用外径千分尺测量发电机转子轴颈D_f为579.98mm，重新组合后密封瓦工件温度T₂为14℃。

6.根据权利要求5所述的一种计入热变形影响的密封瓦间隙的测量方法，其特征在于：所述的步骤(4)中用塞尺测量密封瓦与发电机转子的径向间隙δ₂为0.07mm。

7.根据权利要求6所述的一种计入热变形影响的密封瓦间隙的测量方法，其特征在于：所述的步骤(5)中的δ*与δ₂的差值＝0，即|δ^*-δ₂|在0.01～0.02mm之间，说明D₁、D_f、δ₂测量正确。

8.根据权利要求7所述的一种计入热变形影响的密封瓦间隙的测量方法，其特征在于：所述的步骤(6)中密封瓦的材质为黄铜，发电机转子材质为38CrNi3MoA。

9.根据权利要求8所述的一种计入热变形影响的密封瓦间隙的测量方法，其特征在于：所述的步骤(7)中的|δ_T1-δ₁|＝0.01mm在0.01～0.02mm之间，说明密封瓦与发电机转子的两种材质线膨胀系数λ₁、λ_f正确。

10.根据权利要求9所述的一种计入热变形影响的密封瓦间隙的测量方法，其特征在于：所述的步骤(8)中的δ₂₀＝0.10mm在0.08-0.10mm之间，即δ₂₀在密封瓦检修规程要求范围之内。