积木块系列汽轮机转子与汽缸找中心方法探究

王昆

摘 要：文章从实际检修过程中出现的情况入手，对机组透平转子与缸体中心线出现的偏移情况进行分析，通过打表计算解决转子与气缸找中心的问题。

关键词：转子；汽缸；找中心；位移；调整量；百分表；专用工具

中图分类号：TK266 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）03-0077-03

神华宁煤集团煤化工分公司烯烃公司丙烯压缩机组是由德国西门子公司设计制造的SST-600（EHNK63/80）型透平驱动，它属于积木块系列抽汽凝汽式的汽轮机（反动式），额定功率为49 283 kW，额定转速3 202 rpm，主蒸汽正常供汽压力9.3 MPa、温度515 ℃。其驱动的压缩机是为低温甲醇洗单元与MTP单元提供制冷量的关键设备，它的运行状况对烯烃装置的运行影响重大。

1 设备运行中存在的问题

经过三年多的运行，透平转子轴向位移达0.510 mm，轮室压力达0.58 MPa，止推轴承606 ZT5101B温度达到110 ℃，以上指标都超过了正常运行值。

为彻底消除机组运行过程中可能存在的隐患，决定对机组停车进行了为期12 d的检修。

通过检修发现推力轴承温度高的原因是转子除电装置没有起到除电作用，转子带电运行造成了对瓦块的磨损（电化学腐蚀），即造成了转子位移超标和推力瓦温度高。但在对转子与汽缸复查中心时发现转子与气缸偏差值较大，需要重新进行调整。

2 机组转子与气缸中心偏移原因分析

2.1 检修不当

①由于此次检修时间紧、任务重，故在汽缸和速关阀法兰螺栓拆除过程中，没有按照要求进行拆除，造成了汽缸下沉。即：没有将速关阀法兰螺栓先行拆除，而是先将两侧高压缸螺栓拆除，主蒸汽管线给了速关阀应力，造成了整个下缸的下沉，致使转子与汽缸中心发生位移。

②在对下缸顶丝顶紧时，百分表读数不正确。在对下缸顶丝进行顶紧时，在两侧猫爪各架设一块百分表，先顶一侧拧动顶丝待百分表读数≤0.01 mm时，拧紧顶丝背帽即可；待顶完一边，观察另一边表的读数，并按同样的方法进行作业即可。但实际是百分表读数没有问题，螺栓拆除顺序有一定的影响。

2.2 原始安装或机组运行过程中出现问题

通过查阅机组资料的原始安装记录和咨询西门子驻现场技术服务人员，安装时数据符合机组运行要求，可以排除。

机组运行过程中如发生变化，机组猫爪间隙亦会有变化，猫爪间隙设计要求值为0.17～0.27 mm，原始安装值为东侧0.18 mm，西侧0.22 mm，但实际猫爪间隙值（初始值）为东侧0.15 mm，西侧0.10 mm，较原始值小许多。故可能是由于机组在运行过程中受管线应力和自身应力影响使得转子与气缸中心发生了变化。

3 调整方法的探究

透平转子与气缸找中心即是为汽封洼窝中心调整打好基础，是汽轮机安装检修中的一项重要工序，其施工质量直接关系到后续汽封间隙调整的工作效率，从而影响到汽轮机热效率。

所以，转子在缸体内找正要以前后轴封室为基准，使转子轴线与静子轴线同心，测量位置应光洁，每次测量须在同一位置。下面着重介绍针对丙烯机组透平转子无法吊出的一个找中心方法。

3.1 打表计算转子与汽缸的不对中值

专用工具架设如图1所示，在高压侧转子轴端汽封上架设好专用转子与汽缸找中心工具，触头与缸体汽封安装位置接触，开启顶轴油泵，先逆时针盘车180 ？觷，在0 ？觷、90 ？觷和180 ？觷，分别在三个位置记录读数，如图2所示。测量位置及原始安装值如图3所示。

3.2 按照要求进行调整

开启顶轴油泵整个转子表值上升了0.28 mm（中心0.14 mm），逆时针旋转一圈后测得的数值（表值）为：a=0、b=0.17 mm、c=-0.14 mm，顺时针旋转后：a=0.05 mm、0.15 mm、c=-0.14 mm，按照厂家提供的冷态对中要求转子与气缸同心度≤±0.03 mm。故在左右两侧猫爪上方，转子轴端汽封两侧各架设一块百分表，松开下缸右侧顶丝背母，慢慢顶右侧下缸顶丝，待猫爪表值为0.30 mm时，c表值为0，在此同时由于a值为正值，左侧下缸顶丝需要下降，松开顶丝后左侧猫爪表值显示为0.07 mm时，a值为0，此时背紧顶丝背母。注：在顶下缸体顶丝时应注意打在轴端汽封上的两块百分表的变化如图4所示。

此时，专用工具上的小表显示值为：a=0、b=0.09 mm、c=0，按照要求偏差值要≤±0.03 mm，而此时的偏差值为0.045 mm，由于考虑到上缸体还未扣上，扣缸之后猫爪落到位，松开顶丝对整个下缸还有一个压力，可以使整个下缸下沉0.01～0.03 mm左右，故最终偏差值也符合≤±0.03 mm的要求。联轴器端亦是按照同样的方法进行调整，确保符合原始安装的要求和同心度偏差要求，联轴器端要求如图5所示。

3.3 猫爪位置的调整

高压缸猫爪位置的调整如图6所示，中心符合要求后吊入上缸，这时汽缸仍由下猫爪顶起螺钉支撑（19），配入定位销，汽缸中分面螺栓间隔一只拧紧，之后进行汽缸支撑转换，在上猫爪由球面垫圈（14）垫实的情况下，松开下猫爪顶起螺钉（19），使汽缸由顶起螺钉支撑转换到由球面垫圈螺纹支座支撑，汽缸支撑转换时，用千分表在汽封洼窝处进行监测，若转换后汽缸中心下移，则通过调整螺纹支座（15）使千分表读数恢复到原有示值并将螺纹支座锁紧（16），接着在汽缸前、后汽封洼窝处进行测量，转子——汽缸中心符合要求的情况下，在汽缸测量环处作一下测量并作好纪录，作为以后复校中心的基准。注：安装过程中为保证猫爪间隙符合要求，需先将两只碟形弹簧（11）反装，在碟形弹簧不受力的状态下，配作调整垫片（12）的厚度，使件12与件10的间隙S3符合机组说明书要求。

3.4 轴承座位置的调整

3.4.1 前轴承座位置的调整

转子与汽缸找中是通过调整气缸来完成的。在机组说明书中，R1、R2和r1、r2分别是前后轴承座找中心的实测数据，因为在汽轮机的装配要求当中，轴承座的定位要兼顾各种调整要求，加上轴承座的加工存在各种差异。

因此在轴承座气缸找中时往往只做参考用，用以判断轴承座中心线是否与转子中心线平行，在装配过程中若R1、R2和r1、r2与汽轮机找水平、转子找中心不协调时，首先要保证转子与汽缸对中及轴承座接触良好，而此项工作往往需要与转子汽缸穿插进行。

如确实需要调整，方法同上，用内六方扳手拧动（31）即可调整轴承座的水平中心，如图7所示，（31）由（32）锁紧，前轴承座中心符合要求后，修正定距螺栓（28）的定距尺寸，使S3的间隙要求在0.04～0.05 mm之内即可。轴承座与汽缸的横向对中采用与如图8所示类似的结构形式，在前轴承座下半底面的两只导向搭子中装有调整组件，它们呈鞍形与前座架立键相配合来保持轴承座横向中心不走动，与前述汽缸调整组件不同的是，由于轴承座是铸铁件，所以调整组件中压盖（21）与导向搭子之间不是点焊防松，而是用止动块（20）定位防松。

3.4.2 后轴承座位置的调整

后支座中的轴承座有两种不同的结构形式，一种是轴承座下半是独立部件，另一种是轴承座下半与排缸下半铸为一体。当采用前一种结构时，轴承座与排缸的装配关系，如图9、图10所示。装配在排缸下半安装面上的调整组件（20）不仅支承轴承座而且用以调整轴承座的高低位置，偏心导柱（19）的榫头插装在排缸安装面的横向槽中，利用偏心导柱可调整轴承座的轴向位置，两只对称配置的（19）是轴承座的轴向定位件，通过件（15～18）将轴承座紧固在排缸上。轴承座的横向中心调整、定位结构与前轴承座相同，排缸与支座的连接、定位与前述相同。当排缸下半与轴承座是整体构件时，它们之间也就没有连接、调整件，轴承座与汽缸的同心靠加工保证。在这种结构的轴承座中可配装除油涡轮之外的各种盘车机构。

4 效果与总结

通过几次检修，我们对该积木式汽轮机的转子与静子的同心度按设计要求进行了检查，发现了存在的问题，制定了调整措施，并进行了有效调整。检修后实现一次开车成功，设备各项运行指标正常，检修前存在的问题也得到了有效处理。证明我们的处理方法是科学有效的，值得总结并在同类设备中推广应用。

参考文献：

[1] SH/T 3519-2002，乙烯装置离心压缩机组施工技术规程[S].