汽轮机低压转子电端联轴器晃度超标分析

姜 涛

（广西防城港核电有限公司，广西防城港 538000）

0 引言

某电厂1#机组为单轴、三缸、半速、凝汽式、百万千瓦等级核电汽轮机组，整个汽轮机组由1 个高压缸和2 个抵压缸组成，各汽缸与发电机采用串联布置，每个低压缸主要由1 个低压内内缸、1 个低压外内缸、1 个低压外缸、1 个低压转子和2×10 级低压动叶、2×10 级低压静叶等组成。

LP2 低压转子在现场安装时发现，电机端靠背轮外圆跳动超出设计值，将转子反向放置后跳动值可以达到设计范围，但连续长时间盘车后转子晃度仍恢复到之前超差状态。

1 汽轮机低压红套转子

低压转子采用红套结构设计，由1 根中心轴、8 个安装动叶片叶轮和2 个联轴器轮盘组成。8 个轮盘、2 个靠背轮及中心轴通过红套形成整根转子。其中，调阀端轴头较短，电机端轴头很长（图1）。

图1 低压转子外形

低压转子重227 t，额定工作转速1500 r/min，转子长度为11.5 m，末级叶片外径为1397 mm，轴颈直径为750 mm，轴承跨距为7800 mm。低压转子靠背轮的加工要求如下：①转子中心轴按图纸要求完成精加工，尺寸与公差符合图纸要求；②检查中心轴、轮盘、靠背轮红套配合面粗糙度、椭圆度；③中心轴、轮盘和靠背轮精加工后进行磁粉探伤；④中心轴精加工后进行滚压处理，通过滚压工具在中心轴表面施加压力，产生塑性变行，在近表面产生一定深度残余压压力，同时使表面光滑；⑤红套前转子上大车校调，使得转子各档跳动度满足图纸要求；⑥红套联轴器轮盘，并按图纸要求打锥销；⑦红套后转子在大车上校调，使得转子各档跳动满足图纸要求后，精加工靠背轮外圆及端面（包括联轴器止口）；⑧精加工联轴器外圆及端面尺寸；⑨按照图纸要求滚压部分外圆及圆角；⑩转子动平衡，包括超速至125%额定转速超速试验和最终动平衡试验。

2 低压转子电机端靠背轮晃度超标

2.1 安装期间

安装期间，顶轴油运行，手动盘动转子30 min，测量靠背轮的晃度与瓢偏，发现电机端靠背轮晃度超标（晃度≤0.10 mm、瓢偏≤0.02 mm 合格）（图2、表1）。检查转子弯曲度合格，靠背轮外圆椭圆度合格，轴瓦无异常。其中，晃度=（A-B）max，瓢偏=｛（A-B）max-（A-B）min｝÷2，计算单位均为0.01 mm。

图2 从调端向电端看瓢偏晃度测量示意

表1 初次测量晃度 0.01 mm

2.2 连续盘车6 h 以上测量对轮晃度、瓢偏

此时，对轮及轴上架表如图3 所示：在对轮左侧（以高压缸向发电机方向看去）架2 块百分表，分别为A、B，轴肩左侧架百分表为C，测量晃度时同时记录3 块表的读数。以2点作为起点盘转子记数（表2）。

图3 对轮及轴上架表位置示意

表2 连续盘车6 h 测量晃度 0.01 mm

测量对轮瓢偏时，在对轮电端端面左边和右边分别架2 块百分表，同时记录2 块表的读数（表3）。从表中可知，瓢偏为8×0.002=0.016 mm。

表3 连续盘车6 h 测量瓢偏 0.01 mm

2.3 对轮晃度最大点盘至最高处静置20 min 后再进行测量（表4）

测得的结果很大，后改将“低点（即百分表读数小的点）”盘至最高处，静置20 min 钟后，复测晃度，并在轴肩（左侧）另架一块百分表。测量晃度时，同时记录4 块百分表的读数（表5）。

表4 晃度最大点盘至最高处静置20 min 后晃度 0.01 mm

表5 对轮晃度最小点盘至最高处静置20 min 后复测结果 0.01 mm

2.4 继续盘动转子，每半小时测一次晃度、瓢偏，至读数不再发生明显变化（表6、表7）。

表6 复测时第一次测量晃度 0.01 mm

第三次测量时，在轴颈颈上（左侧）架了一块百分表，测量晃度时，同时记录5 个百分表的读数（表8、表9）。

3 测量数据分析

3.1 数据分析

（1）转子调端靠背轮跳动数据都合格。

（2）转子轴径的跳动数据都合格，转子弯曲度合格。

表7 复测时第二次测量晃度 0.01 mm

表8 第三次测量结果 0.01 mm

表9 第四次测量结果 0.01 mm

（3）电机端联轴器外圆跳动超出设计值，历次测量数据表现为靠背轮晃度始终处于同一位置。

3.2 影响性分析

（1）转子与发电机相连接的联轴器外圆的最外侧一小部分晃度略有超差，超差的范围很小，程度较转子的尺寸和重量也非常的小。

（2）根据现场的测量，低压2#转子与发电机相连接的联轴器端面的瓢偏完全满足要求，对2 个联轴器安装，即低压2#转子和发电机转子的连接过程中，对张角不会产生任何影响。

（3）由于低压2#转子与发电机转子的安装是同心的，所以联轴器外圆晃度超差仅仅是增加了联轴器部位的不平衡质量，目前存在的晃度超标情况，对轴系中相关轴承的载荷和振动会有一定影响，但不会影响机组安全、良好运行。

4 转子找中方案

盘动转子直到低压转子电机端靠背轮外圆晃度值稳定，此时转子已经盘直，在保证瓢偏合格前提下，对低压转子与发电机转子进行联轴器找中，经过多次调整，张口与圆周偏差调整到合格范围内，机组冲转、并网及带负荷过程中，机组振动、轴瓦温度、回油温度等参数都合格。

5 小结

汽轮发电机组的安全稳定运行是电厂安全生产的重要保障，通过对汽轮机低压转子电机端晃度超标问题的分析，找出根本原因，判断晃度超标对转子找中的影响，并提出具体解决方案。