摘要：汽轮机轴系找正的方式较多，但是无论哪一种方式如果都会存在一定误差，其工艺质量的好坏不仅直接影响机组的经济性能，还严重影响机组的安全可靠性能。若找正方法不准确，则造成安装工作量加重、安装工期延长等；若找正不够精确，可能引起机组振动超幅、轴瓦负荷分配不均、降低机组使用寿命等恶性后果，文章主要针对安装过程中经常遇到的或一些习惯上产生的误差进行总结分析，以减少找正的工作量，增加找正的准确性，供大家参考借鉴。
关键词：汽轮机；轴系；找正、方法计算；误差分析
1前言
汽轮机安装过程中，汽轮机轴系中心的确定是至关重要的一环。其工艺质量的好坏不仅直接影响机组的经济性能，还严重影响机组的安全可靠性能。若找正方法不准确，则造成安装工作量加重、安装工期延长等；若找正不够精确，可能引起机组振动超幅、轴瓦负荷分配不均、降低机组使用寿命等恶性后果。
2轴系找正的意义
机组正常运行中，由于支持轴承钨金的磨损、汽缸及轴承座的位移、轴承垫铁的腐蚀、轴瓦摆动等原因，汽轮发电机组的中心就会发生变化。若中心变化过大，会产生很大的危害，如使机组振动超标、动静部件之间发生碰摩、轴承温度升高等，所以定要对汽轮机组中心按图纸设计理论值调整。轴系找正的目的就是使汽轮发电机组各转子的中心线连成一条连续光滑的曲线，各轴承负荷分配符合设计要求，以减少机组正常运行时发生各种不良后果。同时使汽轮机的静止部件与转子部件基本保持同心，并将轴系的扬度调整到设计要求。
3轴系找正的方法及计算
目前轴系找正的方法有多种，但是都已经基本统一。其原理及分析是一致的。测量方法主要有以下几种：①直尺塞规法。利用直尺测量联轴器的同轴度误差（圆周差），利用塞规测量联轴器的平行度误差（断面差）。此种方法可以仅盘动一条转子，相对某些工作环境具有一定优势。②圆周、端面三表法。此法是在端面上用两个百（千）分表，两个百（千）分表与轴中心等距离对称装设，以消除轴向窜动对端面测量读数的影响。此种方法应用比较广泛，并相对有较高的精准度。在进行精准地测量以后，需要计算中心位置的偏差量和调整量。偏差量计算的原理就是计算出两条转子的中心线上下左右相差多少；而调整量的计算则是根据偏差量的多少，以厂家要求为基准，各转子上下和左右的调整量，其原理就是利用相似三角形。
4轴系找正的误差分析
轴系找正是一个测量、计算、调整的循环过程，而在每个过程中都可能产生影响最后结果的环节和操作。我按照以下几个方面总结误差的产生：
4.1人为误差
轴系找正的每个步骤都离不开人的参与，人为操作产生的误差不可避免。但是我们可以尽量避免或减少这些误差：①百分表架装设应牢固，百分表固定不牢主要是表座测量杆松动造成的。而改变百分表位置的因素相当的多，如人为磕碰，盘车不稳等。测量圆周的百分表杆延长线应与轴心线垂直相交，测量端面的百分表杆应与轴线平行用以消除测量误差。②使用塞尺测量每次不应超过四片，单片不应有折纹，塞入松紧程度适中，不应用力过大或过小。③每次读表前，假联接销均应无蹩劲现象，盘动转子的钢丝绳不应吃劲。使用电动盘车地脚要确认紧固牢固，正、反转清楚。④检查油挡和汽封间隙，确信转子未接触油挡和汽封齿。对于放置较长时间的转子在测量前应盘动数圈，以消除静垂弧给测量造成的误差。⑤百分表杆接触的位置应光滑、平整，且百分表灵活、无卡涩。⑥轴瓦、转子位置变动引起的误差，如翻瓦调整垫片后轴瓦重新装入的位置与原来位置不同；轴瓦随转子转动而产生的摆动；轴颈在轴瓦内和轴瓦在轴承座洼窝内接触不良或轴瓦两侧垫铁有间隙。⑦整合垫片，以避免使用垫片层数过多、垫片不平、有毛刺或宽度过大，结果使垫铁安装不到位引起误差。⑧开启顶轴油轴系找中时，每转90度测量时，需先卸掉油压再测量；转子有短轴连接的需连续盘车至短轴晃度合格。误差的多少与操作次数的多少有直接的关系。一个合适的调整顺序，可减少不必要的环节。正确的做法为：准确测量→合理计算→精密加工→正确安装。这样会减少很多中间环节，不但大大提高了安装效率，而且也能够保证安装的质量。
图1 垫铁宽度产生的误差
4.2调整误差
计算调整量的大小，是整个找正工作中及其重要的一环。其准确性直接影响找正过程的重复次数。轴系找正的计算方法上面已经介绍，所需调整量均有对应公式计算。但是在实际的应用中，我们所取的各点位置以轴瓦垫铁中心线为基准，还要考虑垫铁的接触等因素，这就造成了垫铁自身参数所产生的误差。假设转子找中需轴瓦垂直抬高a值，通过式可计算得出左右两侧垫铁厚度应理论增加b=acosα。而实际上，由于左右侧垫铁因增加垫片而导致的接触面与轴承座洼窝产生m的间隙。在研磨直至垫铁下边缘接触良好，实际的增加量小于我们所需要调整的计算值。（注：其中a为理论计算下部调整量，A为两侧垫铁下边缘到轴瓦中心的连线与铅垂线的夹角，α为两侧垫铁中心线与垂直中心线夹角，β为两侧垫铁下边缘到轴瓦中心的连线与两侧垫铁中心线之间夹角。）当垫铁的调整量较小时，宽度的影响较小，可以忽略不计；而调整量或垫铁宽度较大，需要进行垫铁研磨的时候，垫铁宽度将会直接影响调整的次数。例如前苏联生产的K－200－12.75－3型汽轮机的＃6瓦与＃7瓦下部两块垫铁的α为45°、β为14°。如果轴瓦上调1mm，两侧垫铁需加垫片为cosα＝cos45°＝0.707mm。而实际中垫铁上边缘已与轴承座贴死，而垫铁下边缘与轴承座则存在相当大的间隙，其值为cos（α-β）－cos（α+β）＝0.857－0.515＝0.342mm。假如我们为了消除间隙而刮研垫铁到下边缘间隙值刚好为零的情况下，仍要使轴瓦抬高1mm，则需两侧垫铁需加垫片数值为acos（α-β）＝cos3°＝0.857mm。然后对垫铁进行刮研，直到垫铁下边缘刚好与轴承座洼窝接触为止。不难得出这样的结论：轴瓦调整的计算量均需加上研磨的量。因此，在轴瓦上抬的计算中，我们应把轴瓦夹角α用夹角A来代替。同理，在轴瓦下降的计算中，可把夹角α用夹角B（B为两侧垫铁上边缘到轴瓦中心的连线与铅垂线的夹角）代替。同样，当轴瓦右移时，左侧垫铁上侧出现间隙、右侧垫铁下侧出现间隙。所以若轴瓦向右平移X，则左侧垫铁内应加X•sin（α＋β）厚的垫片，右侧垫铁内应减去X•sin（αβ）厚的垫片，然后刮研垫铁到间隙刚好为零为止。而轴瓦左移时，左右侧垫铁加减的垫片数相反。此外，还要参考机组实际运行中的情况，考虑汽轮机和发电机运行时各转子向上位移的膨胀量、各轴承轴瓦温度等，来决定是要求上开口还是要求下开口，最终确定垫铁调整的量。
5结束语
总结轴系找正技术已趋于成熟，计算调整量的方法也基本一致。机组安装中误差的多少主要取决于人为误差的多少。我们需要做到尽量降低由于自身的失误而增加的误差。此外还要考虑环境温度的影响、机组基座的沉降、转子自重、凝汽器进水等不可避免的因素，尽量做到调整前后的大环境一致。多参考汽缸及隔板洼窝、转子扬度等，按照趋势预留张口，以提高工作效率，减少返工次数。在这个高效率、高品质的时代，安装工期的缩短、质量的提高也成为最为重要的一环。找正误差的减少和避免成为直接影响安装品质与时间的重中之重。
参考文献：
[1]顾晨佳.汽轮机轴系对轮连接孔加工方法研究[J].黑龙江科技信息，2017（9）：109-109.
[2]高伟，李庆华，孙振平.核电汽轮机轴系胀差动态监控技术改进与应用[J].汽轮机技术，2016，58（4）：294-296.
论文作者:张祥飞,季姗姗,徐梁
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：轴瓦论文; 垫铁论文; 误差论文; 转子论文; 机组论文; 汽轮机论文; 测量论文; 《电力设备》2017年第34期论文;