1、汽轮机安装拉钢丝找中心方法的探讨摘要：火力发电厂中汽轮机是重要的机组设备，汽轮机的安装质量对于电厂的日常生产和电厂和职工的生命安全都有着直接的影响。而在安装汽轮机机组的过程中，有一个十分重要的找中心的环节，本文针对难度比较大的机组轴系按联轴器找中心过程从理论到实践应用做了分析，并总结了其中的方法与规律。 关键词：汽轮机；拉钢丝；赵中心；方法 中图分类号：TK26 文献标识码：A 一、找中心的作用 汽轮机运行时，由于支持轴承钨金的磨损，汽缸及轴承座的位移，轴承垫铁的腐蚀等方面的原因，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
2、升高等，所以在检修时一定要对汽轮机组中心进行重新调整。这是一项重要而又细致的工作。随着机组容量的增大，逐渐向着三轴两支点、单轴单支点趋势发展，找中心工作更为复杂，所以要认真对待。 二、找中心的目的 1、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。 2、使汽轮机的静止部件与转子部件基本保持同心。 3、将轴系的扬度调整到设计要求。 三、中心不正的危害 中心不正的危害很多，下面就两个常见且十分重要的方面加以论述。（一）造成个别支承轴承负荷过重、轴承钨金磨损、润滑油温升高。 以最常见的两转子四个轴承支撑结构为例，转子按联轴器找中心时，中心符合标准的情况下，两转子的重
3、量会均匀地被四个轴承承担。中心不正时会对轴瓦负荷的均匀分配产生影响，有三种可能：一是联轴器端面张口值超标、二是联轴器圆周差超标、三是即存在联轴器端面张口超标又存在联轴器圆周差超标。 1、联轴器端面张口值超标对轴瓦负荷均匀分配的影响。 图 1 下张口超标时对轴瓦负荷分配的影响 为了便于分析问题，先把各转子看作绝对刚体，以下张口超标为例，如图 1 所示，两转子连接后，2 瓦与 3 瓦不再支承转子，两转子的重量由1 瓦与 4 瓦承担，因此 1 瓦与 4 瓦的负荷将加重。实际上转子并非绝对刚体，在自重的作用下将产生挠曲，使 2 瓦与 3 瓦也承担部分负荷，但这种负荷转移是客观存在的，因此机组运行时 1
4、 瓦与 4 瓦（也就是远离联轴器的两个轴瓦）轴颈与轴瓦之间的摩擦力将很大，使润滑油温升高，严重时会使轴颈和轴瓦钨金磨损。反之，如果上张口超标，则离联轴器较近的两个轴承的负荷将加重，远离联轴器的两个轴承负荷将减轻。 2、联轴器圆周差超标对轴承负荷均匀分配的影响 分析问题思路与张口超标时相同，联轴器圆周差超标情况下，会使圆周较低转子的远离联轴器的轴承与圆周较高转子的靠近联轴器的轴承负荷加重，另两个轴承负荷减轻。同理，负荷加重的轴承会使润滑油温升高，严重时会导致轴颈和轴瓦钨金磨损。 3、既存在联轴器端面张口超标，又存在联轴器圆周差超标情况下。原理同上，会使各轴瓦负荷分配不均，这里不再赘述。 （二）使
5、机组产生振动 如果转子不对中，转子连接后将受到强迫外力的作用，引起轴系强迫振动。另外，由上述分析可知，由于转子中心不正，会使个别轴承负荷减轻，轻载轴承失稳转速很低，很容易产生油膜的自激振动，即平时所说的半速涡动（转速低于两倍临界转速时）和油膜振荡（转速高于两倍临界转速时） 。 比如某厂国产 200MW 机组发电机前侧轴承因负荷较轻在运行时发生了油膜振荡，通过采取将轴承座标高提高 0.10mm 的办法（实际上就是改变了轴系的中心状态，使各轴承负荷重新分配） ，将问题得以很好的解决。四、拉钢丝找正法 用拉钢丝法找正汽机隔板的最大优点是方法简便、工具简单，找正前只要 将细钢丝穿过隔板和汽缸前、后汽封
6、洼窝，并尽可能地减小钢丝垂弧。 （一）拉钢丝找正的测量与计算 钢丝在前后汽封洼窝中的位置必须符合转子在前后汽封洼窝的找正记录。所 选用的钢丝直径一般不超过 0.4mm。固定钢丝用的支架应能方便精确地调整钢丝 洼窝的位置。钢丝支架上应配有钢丝拉紧装置和测量钢丝拉力的滑轮、重锤。 为了提高测量精度，在用内径千分尺测量各洼窝到纲丝的距离时，可在汽 缸体与纲丝（钢丝与汽缸必须绝缘）间接入监听耳机，使内径千分尺与钢丝一接 触，耳机中就能听到声音。 用拉钢丝法找正必须注意钢丝垂弧造成的误差。钢丝垂弧可用如下公式进 行计算。钢丝中部最大垂弧 f=qL 2 /（8G）mm（1） 式中： q钢丝单位长度的重量，
7、gm； G钢丝拉力， kgf； 1 L钢丝两定位点间距离 m。 公式(1)可变换成(2)式 f= l 2 /(8 )/100 mm6（2） 式中： 钢丝材质的比重 7.8510 -3 kgf/cm3 -钢丝拉应力 kgcm 2 ； 钢丝各点的垂弧（见图 l） fx=qx/（8G）(L-x) mm （3） 求出钢丝的垂弧后还必须知道汽轮机转子在汽缸各部位相对于前后汽封位 置的垂弧值 f（见图 2)。如果汽轮机厂已提供转子垂弧曲线，则可直接查资料。 如果制造厂没有提供转子垂弧曲线，可根据转子的轴颈扬度或转子的临界转速计 算转子的垂弧。 根据测得的转子两端轴径扬度(已去除轴颈锥度造成的测量误差)，用
8、如下 经验公式计算转子的垂弧。 fmax=(AB)L/7.4 mm （4） 式中： L前后轴颈之间的距离 cm； A，B两轴颈的扬度值，0.01mmm； 扬度方向相同 A 与 B 相减，扬度方向相反 A 与 B 相加。 当然还有其它公式，如将垂弧线看作是圆弧，则： fmax=(AB)L/8 mm （5） 根据制造厂提供的汽轮机转子一阶临界转速用(6)式计算转子垂弧 fmax=9.810 5 /nk 2 mm （6） 式中： nk汽轮机转子一阶临界转速，转/分 公式(4)、(5)、(6)求出的转子垂弧是相对于两轴颈而言的，转子各部相对 于汽缸两端汽封洼窝之间的转子垂弧见图 2，可用(7)式进行计
9、算。f=fmax l 2 /L2 mm（7） 式中： l两端轴封中心的距离。 根据转子垂弧 fmax 算出或用作图法得出各级隔板处的转子垂弧值，再根据钢丝的垂弧值，可算出各级隔扳在拉钢丝时应考虑的上、下偏差。如果转子的最大垂弧在转子中部附近，可以根据制造厂提供的或计算出来的 转子垂弧，通过选择钢丝的拉应力，使钢丝的垂弧与转子垂弧相等，这样在找隔 板中心时，就可以不必再考虑转子垂弧与钢丝垂弧的偏差。此时钢丝拉应力与 转子垂弧的关系式： =7.85l 2 /(8f)/100 67kg/cm（8） 即如果所拉的钢丝，其拉应力为上述计算的拉应力时，其钢丝的垂直值与转 子的垂弧值相等。式中符号与前公式相
10、同，其中 f 为实转子的垂弧值。 由于汽机临界转速一般不低于 1700rpm（对工作转速为 3000rpm 的汽轮机而言） ，故从式（6）可见，转子垂弧最大不会超过 0.339mm，因而虽然转子与钢丝垂 弧曲线形式不同，但如果中部最大垂弧相同，则转子与钢丝在其它各部垂弧产生 的误差很小。现以圆弧曲线、抛物线(钢丝垂弧曲线)和均布载荷等断面梁的挠度 曲线(即假轴的垂弧曲线)进行比较。假设跨中 x=0.5L 的垂弧为 0.339mm 相等， 用三种曲线计算 x=0.25L (或 x=0.75L)处的垂弧。其结果分别为圆弧曲线 0.25425mm，抛物线 0.25433mm，均布载荷等断面梁的挠度
11、0.24154mm。它们三者之间的最大误差仅为 0.01279mm，完全能满足验收规范规定的“找正工具与转子垂弧误差大于 0.10mm 应进行校正”的精度要求。 五、提高拉钢丝找正精度的措施 1、选择椭圆度小、没有小折的钢丝，钢丝直径不宜超过 0.04mm。 2、钢丝间距应尽可能短，最好将钢丝支架固定在找正汽缸的两端。如果钢丝 支架远离前、后汽封洼窝，前、后钢丝定心也不易调好，会影响测量精度。 3、采用较大的钢丝拉力接近或超过屈服极限（验收规范为 3/4 极限强度，当然前面说的如果钢丝的垂弧要与转子垂弧相同时，此条件不存在） ，因为接触力与钢丝拉力成正比，采用较高的拉应力，不仅可以提高接触力、
12、减小测量误差， 而且即使钢丝有小折也能把钢丝拉直。 采取上述措施后钢丝找正的精度达到 0.05mm 是完全有保证可能的。 运行中影响中心的因素 猫爪的支持形式和尺寸对中心的影响：猫爪支撑方式采用上猫爪或下猫爪，下猫爪支撑点低于汽缸中心，运行时猫爪温度比轴承座温度升高的多，由猫爪向上膨胀，使轴封凹窝中心向上抬高，抬高多少和猫爪尺寸、温度升高及支持形式有关。 2、油膜厚度对中心的影响：轴径在轴瓦内旋转，轴瓦内润滑油受到挤压，使轴径下部产生压力，此压力升到一定程度后，即可把轴托起，轴颈下部形成一层油膜，由于油膜压力作用使转子发生位移，中心就发生变化，对圆筒和椭圆形轴瓦，横向移动量达 0.10.3mm，三油楔轴瓦横向变化不大。 结语 当前，最常用的方法有假轴找中心、激光找中心、拉钢丝找中心等。而拉钢丝找中心方法的运用，能够有效的这防止由于变形量而带来的不利影响，为汽轮机的正常运转提供保障。以上就是对汽轮机安装拉钢丝找中心的简单分析，希望能够为汽轮机检修工作提供帮助。不当之处敬请指教。 参考文献： 1吕伯增. 汽轮机安装拉钢丝找中心方法的探讨J.浙江电力,2004,05:57-59+78. 2陈熙祖. 几种汽轮机隔板找正方法的分析J.电力建设,1989,11:36-39+43.
