CN118123596A - 一种发电机轴瓦高程调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发电机领域，公开一种发电机轴瓦高程调整方法，通过测量轴瓦顶隙数值推算出轴瓦高程异常下沉量，依据轴瓦高程异常下沉量增加下瓦套底部垫块调整垫厚度，调整下瓦套斜下方垫块调整垫厚度，不必经历拆联轴器、复测“错口”与“张口”数值、验算相对高程，复装联轴器销钉等一系列以往技术必须经历的过程，即可恢复或按预定数值调节汽轮发电机轴瓦高程。

Description

一种发电机轴瓦高程调整方法

技术领域

本发明涉及发电机领域，尤其涉及一种发电机轴瓦高程调整方法。

背景技术

汽轮发电机组轴系长、转速高，轴系振动问题一直是困扰发电机运行安全的问题，影响因素多、调整处理困难且严重耗费人力物力与时间。诸如动平衡、临近转速、轴承载荷等问题都是关系发电机轴系稳定性的关键问题，特别是轴承载荷，对轴瓦高程十分敏感，如果安装偏差超标或基础沉降产生变化，即使数值偏差在几十丝之内，也会造成相邻轴瓦载荷互扰，使轴承载荷严重偏离设计值，轻则产生轴瓦过热或油膜震荡问题，危害机组运行安全，严重的则可能造成轴系振动跳机，甚至无法启动运转到额定转速。

引起机组轴瓦高程异常的因素多，如基础沉降、二次灌浆质量不合格、垫铁支撑空虚、轴承支承结构异常磨损等。只要造成机组轴瓦高程变化，就会使轴系轴各承载荷分布发生变化，使机组轴系振动性能指标下降，危害机组运行安全，甚至超出振动允许限值，发生跳机事故。特别是汽轮发电机的汽端轴瓦，非常靠近汽轮机末端轴瓦，轴段跨距短、刚度大，即使产生轻微的相对高程偏差，也会造成明显的轴承载荷变化，对轴系稳定性产生不利影响。

以往技术调节汽轮发电机轴瓦高程都必须经历停机、冷却、拆联轴器、测量核对相对高程 、处理缺陷或顶起发电机定子更换调整垫片、复测错口与张口、验算相对高程，复装联轴器销钉等一系列过程。上述发电机安装和调整步骤十分复杂且耗时，原因是现代技术手段无法精确测量轴系各个轴瓦之间相对高程，所以必须拆解发电机与汽轮机之间的联轴器，通过测量联轴器之间的相对“错口”数值与“张口”数值来推算轴系各轴瓦的相对高程，使得每次验证及调整都必须重复一系列复杂的拆装过程，及其复杂耗时。特别是对于已经投入运行的发电机组，从停机到测量调整工作实施之前，还需要进行转子不间断盘车，等待形体庞大的汽轮机冷却降温到允许温度，避免汽轮机转子发生永久弯曲变形。

轴承支承结构异常磨损也是常见的问题，一旦异常磨损发展到影响轴系稳定阶段，就必须进行修复，以保证机组安全运行。虽然轴承支承结构的磨损修复工作并不复杂，但修复后必须进行发电机轴瓦高程调整，相当于发电机从新进行一次安装，给电厂带来严重的困扰。

发明内容

本发明的目的是提供一种发电机轴瓦高程调整方法， 调整过程不需要经历拆联轴器、测量核对相对高程、复测“错口”与“张口”数据、验算相对高程，复装联轴器销钉等一系列以往技术必须经历的过程，即可恢复或按预定数值调节汽轮发电机轴瓦高程。

本发明的技术方案为：一种发电机轴瓦高程调整方法，在具备上瓦套、下瓦套、上瓦套顶部调整垫块、下瓦套底部调整垫块、下瓦套斜下方调整垫块结构的轴瓦结构中，通过测量轴瓦顶隙数值推算出轴瓦高程异常下沉量，依据所述轴瓦高程异常下沉量调整下瓦套底部垫块调整垫厚度，调整下瓦套斜下方垫块调整垫厚度，调整步骤依次为：

步骤一：测量轴瓦顶隙数值，对比原始数据推算出轴瓦高程异常下沉量；

步骤二：依据轴瓦高程异常下沉量调整下瓦套底部垫块调整垫厚度，研磨下瓦套底部调整垫块的主接触面；

步骤三：以完成研磨的下瓦套底部调整垫块的主接触面为参考，调整下瓦套斜下方垫块调整垫厚度，研磨下瓦套斜下方调整垫块的辅助接触面。

在上述发电机轴瓦高程调整方法中，所述测量轴瓦顶隙数值过程可以在上瓦盖与下半端盖结合面之间衬垫塞规、在上瓦套与上瓦盖配合面之间设置锡铅合金棒，按规定把和力矩压紧上瓦盖后再拆除，取出锡铅合金棒测量残余厚度，塞规厚度数值与锡铅合金棒残余厚度数值即为轴瓦顶隙数值。

在上述发电机轴瓦高程调整方法中，所述研磨下瓦套底部调整垫块的主接触面过程将下瓦套侧部调整垫块做为横向限位支撑，下瓦套底部垫块调整垫采用多种厚度垫片组合衬垫。

在上述发电机轴瓦高程调整方法中，所述调整过程，以下瓦套侧部调整垫块以及研磨合格的下瓦套底部调整垫块的主接触面为基准研磨两侧下瓦套斜下方调整垫块的辅助接触面，下瓦套斜下方垫块调整垫采用多种厚度垫片组合衬垫。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：不必经历冷却、拆联轴器，以及复测“错口”与“张口”数据、验算相对高程，复装联轴器销钉等一系列以往技术必须经历的复杂冗长的过程，即可恢复或按预定数值调节汽轮发电机轴瓦高程。

附图说明

图1为轴瓦结构示意图。

图2为轴瓦高程调整间隙示意图。

具体实施方式

下面以常见的轴瓦支撑结构制造质量造成的轴瓦高程异常下降，造成轴瓦载荷下降，引发发电机转子振动性能劣化问题的免拆联轴器处理步骤，以及原始安装不合格等原因造成轴瓦轻载的消缺施工处理，说明本发明的具体实施步骤：

实施实例一，轴瓦高程异常下降的恢复：

图1所示的是典型的轴瓦结构，具备上瓦套1、下瓦套2、上瓦套顶部调整垫块3、下瓦套底部调整垫块4、下瓦套斜下方调整垫块5结构；该轴瓦的高程相对发电机定子以及端盖是可以调整的，如调整改变各调整垫块与瓦套之间的垫片厚度即可实现轴瓦的高程相对发电机定子的垂向变化以及横向变化；所以对轴瓦支撑结构制造质量造成的轴瓦高程异常下降而造成轴瓦载荷下降的案例，则不必采用以往技术重新调整发电机，而采用调整改变各调整垫块与瓦套之间的垫片厚度实现轴瓦高程的恢复；但高程异常下降具体数据在以往技术条件下仍然是需要拆解联轴器来测量计算获得，所以在不拆解联轴器条件下获得异常下降具体数据也是问题解决的难点；

依据轴瓦高程异常下沉量增加下瓦套底部垫块调整垫7厚度，调整下瓦套斜下方垫块调整垫8厚度，即可恢复轴瓦原始高程。具体操作如下：

第一步：在不拆解联轴器条件下，获得轴瓦高程异常下降的具体数据，如图2所示，首先测量推算轴瓦顶隙6数值；

测量轴瓦顶隙6数值的目的在于得到轴瓦高程异常下降的具体数据，并以此数据进行高程调整；

在以往技术的处理过程中，必须拆解发电机与汽轮机之间的联轴器，这一过程十分复杂耗时，而且存在损耗销钉甚至联轴器的风险；只有使发电机与汽轮机的转轴之间脱离机械连接，各自载荷分别加载到自身轴瓦上，才能通过彼此联轴器端面自然相对位置偏差，即“错口”值和“张口”值，与原始安装数据对比，推算出轴瓦高程异常下降的具体数值，然后才能以此数据进行发电机地脚垫片调整，通过改变发电机本体高程来改变轴瓦高程，相当于发电机经历一次拆除和再安装过程；

“错口”值和“张口”值的解释：“错口”值即两个联轴器接触面在非连接状态下的轴心偏差值；“张口”值即两个联轴器接触面在非连接状态下的夹角值；如果上述数值于计算值不符，则联轴器连接之后会相互牵制，产生临近轴瓦的偏载；

即便是进行了重复调整，也可能产生安装误差而达不到预期，这是由于联轴器端面自然相对位置偏差，即“错口”值和“张口”值并非单一静态测量数据，联轴器端面存在各种制造偏差，如跳动度、瓢偏度等，“错口”值和“张口”值是通过相对旋转汽轮机和发电机转轴，通过多组测量值数学计算得出，测量过程繁冗、测量数据存在随机误差和积累误差，所以，每一次轴系调整都是困扰电厂和安装公司的过程；

本发明的目的在于大幅度减少施工步骤与缩短施工时间并精确恢复轴瓦原始高程，只有省略拆解、对组联轴器才能达到该目标，高程异常下降的具体数据必须通过创新方法得到；

从结构图可以看出，上瓦盖13处于承载结构最上方，转子载荷是通过下瓦、下瓦套2、下瓦套底部垫块调整垫7、下瓦套底部调整垫块4、下半端盖、定子机座传递到基础的，上瓦盖13不参与支撑轴瓦的载荷，只承担平抑扰动稳定作用，不会受到高应力高负荷，不会产生结构磨损或变形，即上瓦盖13的高程可以视为不发生变化，而上瓦套1会伴随轴瓦产生异常下降，从而使轴瓦顶隙6发生增大变化，其增大数值即为轴瓦高程异常下降的具体数值；但轴瓦与瓦套之间一般为过盈配合，即存在紧量，以此不能直接测量出轴瓦顶隙6；

为此在上瓦盖13与下半端盖结合面之间衬垫塞规11，人为增大轴瓦顶隙6数值，并在上瓦套1与上瓦盖13配合面之间设置锡铅合金棒12，此时锡铅合金棒12所处位置的间隙值即为塞规11的厚度值与轴瓦顶隙6数值之和；按规定把和力矩压紧上瓦盖后，锡铅合金棒12受到压力作用产生永久变形，残余厚度尺寸即为间隙尺寸，再拆除上瓦盖1，取出锡铅合金棒12测量残余厚度，塞规11厚度数值与锡铅合金棒12测量残余厚度数值之差即为轴瓦顶隙6数值；

将上述方法测量计算得到的轴瓦顶隙6数值与发电机安装说明书中规定数值或原始安装数据比较计算即可得到轴瓦高程异常下降的具体数值；

塞规11也可以用厚度均匀的垫板替代，如垫板的厚度3.0mm，锡铅合金棒12测量残余厚度2.9mm，则轴瓦顶隙6数值为3.0-2.9=0.1mm，查原设计轴瓦顶隙6数值为-0.05mm（过盈配合），为此得到轴瓦高程异常下降数值为0.15mm；

第二步：依据上述步骤得到的轴瓦高程异常下降的具体数值，改变下瓦套底部垫块调整垫7的厚度；

调整垫块与端盖之间为球面接触，拆装过程会产生位置变化，所以每次调整后都需要研磨接触面，使接触状况达到技术要求，所以实际增加的下瓦套底部垫块调整垫7的厚度值需要比测得值额外增加约0.05mm-0.1mm，以补偿研磨工序造成的高程下降；下瓦套底部垫块调整垫7采用多种厚度垫片组合衬垫可以方便调整，并减小研磨工作量和作业时间，如采用0.05mm、0.07mm、0.1mm、0.15mm等厚度的垫片叠加使用，通过增减替换，可以方便的调整等效厚度，减小研磨工作量和作业时间，如0.05mm与0.07mm的垫片相互替代即可产生0.02mm的高程变化；

由于下瓦套侧部调整垫块14，不参与支撑轴瓦的载荷，只承担平抑横向扰动稳定作用，不会受到高应力高负荷，不会产生结构磨损或变形，可以视为不发生变化，研磨下瓦套底部调整垫块4的主接触面9的过程将下瓦套侧部调整垫块14做为横向限位参考及支撑，依据三点确定圆心原理，进行研磨下瓦套底部调整垫块4的主接触面9；采用在各调整垫块的主接触面涂红丹粉方法确定高点，进行研磨下瓦套底部调整垫块4的主接触面9，多次重复该过程，直到下瓦套底部调整垫块4的主接触面9的接触状态达到技术要求，再研磨下瓦套侧部调整垫块14，达到技术要求；

第三步：以研磨合格的下瓦套底部调整垫块4的主接触面9以及下瓦套侧部调整垫块14的接触面为基准，研磨下瓦套斜下方调整垫块5的辅助接触面10；

采用塞尺测量下瓦套斜下方垫块调整垫8需要增加的厚度，实际增加的厚度值需要比测得值额外增加约0.05mm-0.1mm，以补偿研磨工序造成的厚度下降；

下瓦套斜下方垫块调整垫8可以采用多种厚度垫片组合衬垫，以方便调整，并减小研磨工作量和作业时间，如采用0.05mm、0.07mm、0.1mm、0.15mm等厚度的垫片叠加使用，通过增减替换，可以方便的调整等效厚度，减小研磨工作量和作业时间；

采用在各调整垫块的主接触面涂红丹粉方法确定高点，进行研磨，多次重复该过程，直到所有调整垫块的主接触面的接触状态达到技术要求；

实施实例二，原始安装不合格等原因造成轴瓦轻载的施工处理：

这种情况与实例一的不同之处有两点：一是不能以上瓦盖13为基准测量推算所需抬高量，此时上瓦盖13是与发电机保持正确状态的；二是消除轻载所需的抬高量需要通过轴系及轴瓦失稳转速计算预估；

某项目经计算需要调整升高轴瓦高程0.18mm，

第一步：依据上述计算数据，增加一片厚度为0.2mm下瓦套底部垫块调整垫7；

将下瓦套侧部调整垫块14做为横向限位参考及支撑，进行研磨下瓦套底部调整垫块4的主接触面9；采用在各调整垫块的主接触面涂红丹粉方法确定高点，进行研磨下瓦套底部调整垫块4的主接触面9，多次重复该过程，直到下瓦套底部调整垫块4的主接触面9的接触状态达到技术要求，再研磨下瓦套侧部调整垫块14，使之达到技术要求；

第二步：以研磨合格的下瓦套底部调整垫块4的主接触面9以及下瓦套侧部调整垫块14的接触面为基准，研磨下瓦套斜下方垫块调整垫8的辅助接触面10；

采用塞尺测量下瓦套斜下方垫块调整垫8需要增加的厚度，实际增加的厚度值需要比测得值额外增加约0.05mm-0.1mm，以补偿研磨工序造成的厚度下降；

采用在各调整垫块的主接触面涂红丹粉方法确定高点，进行研磨，多次重复该过程，直到所有调整垫块的主接触面的接触状态达到技术要求；

第三步：调整上瓦套顶部调整垫块3与上瓦套1之间垫片的厚度，采用增减不同厚度垫片的方法，使垫片的厚度减小0.15mm，再研磨上瓦套顶部调整垫块3接触面，使接触面接触状态达到计算要求以及使使垫片的厚度最终减小0.18mm。

本发明权利要求保护不仅限于上述方法步骤，如变化增减、修改其中部分方法步骤，这些变化的方案也在本发明的保护范围之内。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种发电机轴瓦高程调整方法，其特征是：在具备上瓦套（1）、下瓦套（2）、上瓦套顶部调整垫块（3）、下瓦套底部调整垫块（4）、下瓦套斜下方调整垫块（5）的轴瓦结构中，通过测量轴瓦顶隙（6）数值推算出轴瓦高程异常下沉量，依据轴瓦高程异常下沉量调整下瓦套底部垫块调整垫（7）厚度，调整下瓦套斜下方垫块调整垫（8）厚度，调整步骤依次为：

步骤一：测量轴瓦顶隙（6）数值，对比原始数据推算出轴瓦高程异常下沉量；

步骤二：依据轴瓦高程异常下沉量调整下瓦套底部垫块调整垫（7）厚度，研磨下瓦套底部调整垫块（4）的主接触面（9）；

步骤三：以完成研磨下瓦套底部调整垫块（4）的主接触面（9）为参考，调整下瓦套斜下方垫块调整垫（8）厚度，研磨下瓦套斜下方调整垫块（5）的辅助接触面（10）。

2.根据权利要求1所述的一种发电机轴瓦高程调整方法，其特征是：测量轴瓦顶隙（6）数值过程中，在上瓦盖（13）与下半端盖结合面之间衬垫塞规（11）、在上瓦套（1）与上瓦盖（13）配合面之间设置锡铅合金棒（12），把合固定力矩压紧上瓦盖后再拆除，取出锡铅合金棒（12）测量残余厚度，塞规（11）厚度数值与锡铅合金棒（12）残余厚度数值之差即为轴瓦顶隙（6）数值。

3.根据权利要求1所述的一种发电机轴瓦高程调整方法，其特征是：所述步骤三，研磨下瓦套底部调整垫块（4）的主接触面（9），将下瓦套侧部调整垫块（14）做为横向限位支撑，下瓦套底部垫块调整垫（7）采用多种厚度垫片组合衬垫。

4.根据权利要求1所述的一种发电机轴瓦高程调整方法，其特征是：以下瓦套侧部调整垫块（14）以及研磨合格的下瓦套底部调整垫块（4）的主接触面（9）为基准研磨两侧下瓦套斜下方调整垫块（5）的辅助接触面（10），下瓦套斜下方垫块调整垫（8）采用多种厚度垫片组合衬垫。