探讨汽轮发电机组矢量法联轴器同心度调整

王树立吴永宏

摘要：介绍了一种汽轮发电机组联轴器同心度调整方法，通过多年不同类型机组现场实践，确定矢量法调整联轴器同心度相比其他传统方法更加简单易行，且可以实现在汽轮发电机组联轴器在同心度满足要求的同时其螺栓的伸长量也符合设计标准，具有较强的实用型可供检修单位借鉴。

关键词：联轴器;百分表;伸长量；矢量

1.引言

汽轮发电机组是一种集合多种先进技术与材料为一体的高度精密设备，在正常运行时，其转子部分处于高速旋转状态，轴系振动大小是机组运行过程中需要严格控制的参数。在汽轮发电机组安装、检修过程中，整个轴系各联轴器同心度的测量调整工作是一项非常关键的工序。汽轮发电机组各联轴器连接时，同心度找正的质量如何，将会直接关系到机组的振动特性，轻则降低设备的使用寿命，重则造成机组动静碰磨酿成事故。目前传统的联轴器同心度调整方法，均为老师傅们代代相传的经验之谈，调整精确度偏差较大，且比较费工费时，往往出现联轴器螺栓的伸长量与同心度不能同时满足要求的现象。下面就以某台600MW机组的LPⅡ-GEN联轴器为例，介绍一种矢量法调整联轴器同心度的科学方法，以供各位同行给予借鉴和指导。

2.联轴器的分类

汽轮发电机组联轴器按照结构形式一般可分为：刚性、半挠性、挠性三种。

挠性联轴器具有较强的挠性，所以允许被连接转子有相对较大的偏心，对振动的传递不敏感，但由于结构复杂，传递的扭矩也小，一般使用在小机组上。

半挠性联轴器，允许被连接转子之间有一定的偏心，并允许相联两转子有微小的轴向位移，对振动敏感性也不大，也能传递一定的扭矩，在中型机组上广泛应用。

刚性联轴器结构简单、工作可靠，可以传递很大的扭矩，联接刚性强，而且不允许被联接转子产生相对轴向和径向位移，所以除传递扭矩外，还可以传递轴向力和径向力。主要缺点就是被联接转子的振动相互传递彼此影响，一旦发生振动，要查明原因往往较困难。但因为具有传递功率大和其它一些优点，故在大功率机组上得到普遍应用。

3.相关技术参数

本机组型号为：N600-24.2/566/566。系上汽厂生产的超临界，一次中间再热，三缸四排汽，单轴，双背压，八级回热抽汽，凝器式汽轮机；高中压缸为合缸结构，通流级数共48级，额定转速为3000r/min，旋转方向为逆时针（从汽轮机端向发电机看）。

机组整个轴系共有4根转子（三对联轴器）组成；其中，LPⅡ-GEN联轴器螺栓共16条螺栓，公称直径为31/2″（英制GH螺纹），要求紧固后联轴器螺栓的伸长量0.99±0.02mm，且LPⅡ-GEN联轴器端面有止口，凸缘和凹口为过盈配合，要求有0.02～0.07mm的紧力；另外，对轮螺栓螺杆与螺栓孔的配合为间隙配合，应保证有0.04～0.10mm的间隙。

图一

4.联轴器螺栓同心度调整

3.1联轴器检查：轴系连接之前，仔细检查联轴器止口凸缘长度和凹口深度，确保插入后至少有0.8mm的间隙；各联轴器端面、螺栓用细油石打磨平滑并清理干净，在止口凹凸边缘涂抹少量润滑脂。

3.2联轴器对中：转子就位后，按解体时标记在联轴器对称螺孔内各穿入一只专用锥销，以便螺栓孔良好对中；然后至少对称装入两只临时螺栓及螺母，紧固螺母使联轴器止口进入，直至端面紧密贴合0.03mm塞尺不入；最后依次穿入除临时螺栓外的其它所有螺栓。

3.3安装百分表：将联轴器外圆用#320细砂纸打磨平滑，按照图一所示在两联轴器水平位置架设两块百分表，并以ASM基准点为起点顺时针等分12份（每份30°）。

3.4计算调整同心度：顺转子旋转方向（逆时针）盘动转子，依次记录各组晃动度于表一

利用平行四边形原理对各差值的矢量进行首尾相接，进行矢量作图分析，从而确定每个联轴器最大晃动度的角度如下：

LP2：5.3∠355°GEN：5.3∠250°

制订合理的螺栓紧固顺序，第一次紧固伸长量为0.30±0.02mm（30%伸长量），查表得弧长约为55mm，按#3、#2、#1、#10、#11、#9、#16、#15、#14、#8、#7、#6、#13、#12、#5、#4的顺序紧固。

按30%伸长量紧固后，盘动转子一周，测量LPⅡ-GEN联轴器晃动度如表二：

通过矢量作图分析出晃动度的角度及大小为LPⅡ：5.3∠235°GEN：3∠225°

确定出第二次紧固螺栓的顺序为：#10、#11、#2、#3、#12、#13、#4、#5、#9、#8、#7、#6、#1、#16、#15、#14。本次应紧至伸长量为0.66±0.02mm（60%伸长量），紧固弧长约为62mm。

按60%伸长量紧固后，盘动转子一周，再次测量LPⅡ-GEN联轴器晃动度如表三：

通过矢量作图分析出晃动度的角度及大小为LP2：2∠245°GEN：3.5∠212°

确定出第三次紧至100%伸长量的顺序为：#10、#11、#13、#12、#2、#3、#4、#14、#15、#16、#1、#9、#8、#7、#6、#5。

按100%伸长量紧固后，盘动转子一周后，测量LPⅡ-GEN联轴器晃动度如表四：

通过矢量作图分析出晃动度的大小及角度为LP2：5.3∠222°GEN：3∠196°

与上次检修记录：LP2：2∠234°GEN：2∠220°比较可知，同心度已经符合设计要求。

3.5用正式螺栓替换联轴器的临时螺栓，并按100%伸长量紧固后，再用专用錾子联轴器螺栓垫片，要求锁内侧，并紧密贴合螺母。

5.结束语

汽轮发电机组各联轴器同心度找正的最终目的是要保证相邻两根转子在正常运行状态下的同轴度符合要求，要满足这一要求，一方面在轴系联轴器按转子找中时，要充分考虑到运行过程中各轴颈油膜上抬量和各轴承座应热膨胀造成轴承标高的变化量的影响；另一方面在轴系各联轴器连接紧固时，一定要制定出各个螺栓合理的紧固顺序和力矩，因为紧固的顺序、紧力不同会直接造成联轴器晃动度的变化。

通过以上汽轮发电机组联轴器同轴度找中总结，可以使机组联轴器同心度的调整工作能够在较短时间内完成，并使其连接螺栓的伸长量同时满足设计要求。

参考文献

[1]陶鼎文.火力发电设备技术手册（第二卷）[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2]汽轮机维护手册

[3]郭延秋.大型火电机组检修实用丛书---汽轮机分册北京：中国电力出版社，2013.

[4]周礼泉.大功率汽轮机检修。北京：中国电力出版社，1997.

作者简介

王树立（1972—）男，大专，河南省新乡市，河南电力检修工程有限公司汽机本体检修班长，汽轮机本体检修技师，集团公司技能带头人，主要从事汽轮机本体检修工作。