摘要：汽轮发电机安装过程中，对发电机组的基础、轴密封装置、轴瓦、低发对轮、励磁机轴瓦等部件的安装提出了相应的控制方法，努力使机组一次冲转成功且振动达到优良水平。
关键词：汽轮发电机；振动；安装
汽轮发电机组的振动对设备的稳定运行有重要的影响，直接关系到企业的安全生产。产生振动的影响因素有很多，汽轮发电机组的设计、制造、安装以及后期的管理等，都会影响汽轮发电机组的振动。本文从安装的角度提示可能引起汽轮发电机组发生异常振动的关键点，提出在机组安装阶段防止机组异常振动的措施。
1.发电机基础安装
1.1基础台板二次灌浆的质量控制
基础台板的二次灌浆质量如存在问题，将造成发电机机座的支承刚度不足，引起机座振动失稳，尤其是发电机带负荷后会引发机座的电磁共振现象，噪声大、振动大。对于轴承座与机座连体结构的发电机来说，轴承支承刚度将同步下降，致使轴系振动失稳偏大，影响机组安全运行。安装时需注意以下方面：
1.1.1基础垫片布置：在发电机初找正阶段，基础台板连接在定子机座底脚下，为了最终找正阶段留有调节余地，一般都在台板与机座底脚间预配垫片组。此阶段该垫片组沿轴向厚度是一致的。最终找正阶段按发电机安装图纸要求，该垫片组是阶梯型布置的）。如果初找正阶段就按阶梯型布置垫片，在配置台板下斜铁时易造成台板变形；
1.1.2垫铁布置：台板下垫铁布置一定要严格按照产品图纸要求去配置，不得随意删减。尤其是大底板下的斜铁布置（如励磁机台板、座式轴承座台板等），因中心区域配置难度大，需花费大量时间去做该工作，但一定要规范到位，点要足够，斜铁配合面接触要面广点多，保障接触刚度良好。台板下斜铁配置不良，将引发机组振动的显著偏大和不稳定，严重时不得不重新凿开二次灌浆层返工；
1.1.3灌浆材料选取：灌浆材料需选用收缩性小、抗压强度大的浆料。国内机组灌浆材料的选择已有成熟经验，海外机组的灌浆材料若选择新牌号或当地材料，需要事先确认其性能指标，使用业绩等。另外，灌浆工艺的控制需严格、灌浆层的保养要规范，并确保养护期天数充分。
1.2发电机定子机座阶梯垫片布置
由于300MW级和600MW级水氢氢型发电机采用端盖式轴承，发电机定子在运行时除了承受铁芯传来的电磁振动外，还将同时承受转子不平衡产生的机械振动。如机座底脚承载状态不理想，则会使发电机在运行时产生较大的机座振动。在发电机终找正阶段，发电机机座底脚和基础台板之间的垫片采用按阶梯型排列，其目的就是为了使机座四角的承载分布均匀合理，确保运行时机座振动的稳定良好。阶梯型垫片布置示意图：（具体尺寸见图纸要求）
2.轴密封装置安装
密封瓦部件的各档配合尺寸精度要求比较高，对加工精度、安装精度要求比较严格。安装时需注意几个细节问题以避免对启机振动造成影响：
a）尺寸检查：按图纸要求仔细检查密封瓦、密封瓦座的各档尺寸精度：直径尺寸（密封瓦与相应轴颈（对应位置）配合间隙确认）、厚度尺寸（密封瓦与密封支座瓦槽轴向配合间隙确认）、密封瓦内径椭圆度、密封瓦端面平直度（平整度）、密封瓦对合面（中分面）错口、密封支座对合面（中分面）错口；
b）端盖上半端盖预装：将上半端盖预先正确安装于机座上，检测端盖内腔连接密封瓦座的平面处，其上下哈夫接缝应无错位，此时测量并记录端盖外侧平面的上下哈夫接缝处的错位值。该错位值是以后上半端盖安装的正确定位值，以确保密封瓦座与端盖连接时的精度，保障密封瓦在密封瓦座内的自由度。如上半端盖安装不到位，将造成内端面上下对合面轴向错位，致使密封支座安装状态不佳，易使密封瓦在密封瓦座槽内发生碰卡现象，将导致轴系振动的爬升，失稳；
c）密封瓦销安装：密封瓦上下哈夫采用插板销钉式链接，注意销钉就位正确性，不要存在突出平面现象，因密封瓦在槽内轴向间隙很小，销钉一旦有突出现象，将破坏密封瓦轴向自由度，造成碰卡现象，从而引发振动问题；
3.密封瓦自由度检查
密封瓦安装完毕后，检查确认径向间隙并在密封支座拨动孔检查密封瓦自由度。当上半大端盖安装完毕，密封支座与大端盖连接完毕后，再次从检查孔拨动密封瓦，仍应活动自由。若手感有“卡涩”感觉，则需重新检查调整端盖安装，必要时复查密封瓦与轴颈的垂直度。
4.轴瓦安装
球面接触：轴瓦与端盖（或瓦枕）接触一般为球面接触，以保障轴瓦的“自位”定心功能。安装阶段要求涂色配研接触面，建议保障接触面积75％以上同时进油口保持100％接触点均匀分布（具体间隙要求参照厂家图纸）；
瓦口间隙：转子就位轴瓦上后，用塞尺检查轴颈的瓦口间隙，要求四角间隙均等。如一个对角方向的间隙与另一对角方向的间隙存在差异，则说明轴瓦自位不到位，可反复起、落转子几次，使轴瓦自位到位，有时需在轴瓦端面击打震动，帮助轴瓦自位到位。必要时对轴瓦进行修刮以调整瓦口间隙；
下瓦油楔修刮（椭圆瓦）：有的轴瓦运行时瓦温偏高，在排除承载过大因素后，应着重检查下瓦油楔区域的加工状态，需铲刮平坦使之圆滑过渡。
5.励磁机（或集电环）与发电机找中
励磁机（或集电环）安装于底架上的出厂状态不能随意变动。与发电机对接找中心时只能调整底架下面的垫片。复查转子与底架平行度、转子与轴承座垂直度数据超差时，需联系制造厂确定调整方案。）
5.1加工尺寸检查：对接前检查发电机对轮和励磁机（或集电环）对轮的加工精度，主要有：外圆跳动值、平面瓢偏值，一般都要求在0.02mm以内；剪切套筒与联轴器孔配合情况（发电机侧和励磁机侧），应该能紧贴孔壁滑爽地推入；径向引线和绝缘垫块突出情况（如有），用长度超过对轮直径的直尺搁住对轮平面，检查中间径向引线和绝缘垫块是否突出连接平面；
5.2 找中精度要求：
•外圆不同心度≤0.02mm；
•下张口为0.10~0.125mm，下张口值的控制主要是保障励磁机轴承承载恰当，过小的张口使轴承承载偏轻，易导致振动欠稳，尤其是过临界时振动峰值偏大，过大的张口将导致轴承承载偏重，瓦温过高；
•左右张口要求相同，左右张口的偏差将直接导致轴颈就位瓦窝中心和旋转中心的偏差，以300MW励磁机为例，左右张口差0.01mm将引起励磁机轴颈中心偏差0.06~0.08mm.。中心调整时应尽量将左右张口控制在零对零，对保障振动质量具有重要意义。另外，由于对轮存在下张口，测量左右张口时一定要严格控制在同一水平度上。
找中结束连接对轮前，从两对轮平面空隙中将剪切套筒逐个用手指盘动送入发电机孔内。确认所有剪切套筒完全送入发电机的孔内后，方可拉合对轮平面。防止两对轮因圆周盘动对孔不到位，某些个套筒有推不入现象产生或“别卡”现象产生，造成返工或硬性紧固后破坏找中精度。
5.3 轴颈晃度调整：
励磁机与发电机对轮平面拉合后，安装工作进入对轮螺栓力矩紧固和轴颈晃度调整步骤。该阶段工作着重注意几点：
对轮螺栓从起始紧固力矩开始，按对角轮换顺序依次将所有螺栓紧固一遍。然后每次递增250NM力矩，按对角轮换顺序依次将所有螺栓重复紧固一遍。最后以最终力矩紧固一遍。逐步递增力矩紧固方式与一次性用最终力矩紧固方式，测量的原始晃度值有较大差别，逐步递增力矩紧固方式的原始晃度要小许多，为轴颈晃度调整工作的精度和速度打好基础。
对轮螺栓紧固力矩达到最终力矩的最小要求力矩后，翻出励磁机轴承下瓦，用吊索托住轴颈附近轴肩，盘车测量轴颈晃度值的原始数据。一般架设二只百分表，一只测量轴颈水平方向的晃度值，另一只监测垂直方向的原始位置值。建议以对轮螺栓编号读数，方便晃度调整。因发电机转子是柔度较大的转子，盘动初期有较大的静挠度影响，轴颈晃度值的测量要反复多次，直至前后两次的数值具有重复性为止。
晃度调整：根据原始晃度值情况，将需要增加力矩的螺栓盘至水平面（因对轮具有下张口，同样的力矩在顶部紧固和在底部紧固效果是不同的），后根据晃度值差异的大小程度增加适当的力矩值（一般开始阶段以100NM递增，微调阶段25-50NM），将需要加固的螺栓紧固一遍。每次加固后，需盘车测量新的晃度值，然后根据新的晃度值再次加固调整，反复如此操作，直至晃度值合格。有时因发电机转子大小齿刚度影响，最大值和最小值不在对称位置，呈90º关系，如此时晃度值仍超差，则尽量将对称各点的晃度值调到最小。如力矩加大至允许力矩上限仍未能使晃度值达标，则可能对轮平面存在缺陷（或平面瓢偏、或套筒“别卡”、或对轮平面处有突出物等），需返工检查。整个力矩调整紧固过程中，禁止以松减力矩的方式调整晃度。
6.励磁机轴瓦安装
6.1下瓦支撑螺栓球面接触状态检查：
励磁机轴瓦采用分块可倾瓦结构，其瓦块支撑是用带球面头的螺栓支撑。该螺栓的材质和表面热处理都有特殊要求。现场安装阶段，特别是大修机组，要取出瓦块仔细检查支撑螺栓的球面受力状态，如有球面单边磨损，或球面材质开裂现象，必须及时更换螺栓，要严格选用制造厂配套的支撑螺栓。球面状态的失效，将引起励磁机振动的失稳和爬升。
6.2可倾瓦块自由度检查：
瓦块靠球面螺栓支撑，其各向摆动应是充分自由的，如检查摆动状态时有受限制情况发生，一般都是瓦块两侧面“吊瓦”螺栓定位偏心，“吊瓦”螺栓与瓦块孔单边卡死，需针对性将瓦块上两侧的“吊瓦”螺栓孔进行扩孔处理。另外，有时瓦块在瓦座内轴向间隙不对称，轴向间隙较小的一侧易限制瓦块的摆动自由度，应对瓦块宽度进行针对性加工，使轴向间隙符合图纸要求。
6.3浮动油环状态检查：
浮动油环的检查和安装要点同发电机密封瓦的要求一样。浮动油环与轴颈配合如存在“卡涩”现象，将会使励磁机轴瓦处轴振产生显著爬升。
6.4内油封状态检查：
内油封的安装需强调一点，其对合平面不能超出轴瓦的对合平面。否则的话将影响轴瓦的正确对合，造成轴瓦状态异常，引发振动的不稳定。
6.5外油封间隙检查：
励磁机轴承座外油封是多道迷宫式油封，间隙调整需确保内部的每道铜环油封都符合间隙要求，不能只看外口的油封间隙。外油封与转轴的碰磨将引发显著的振动爬升。
7.结语
汽轮发电机组振动的原因很多，安装过程的缺陷基本上是不可逆转的，需要等待一个甚至几个大修周期才能消除，故在其安装过程中必须控制每一个环节，任何一个环节的疏忽都将导致汽轮发电机组振动偏大。安装时需严格参照相关要求执行，才能确保汽轮发电机的振动处于受控范围。
作者简介：
周青，男，1983年3月生，本科，电气自动化专业，工程师，现从事发电机技术支持工作。
论文作者:周青
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/15
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