700MW汽轮机隔板洼窝中心调整方法优化和改进

700MW汽轮机隔板洼窝中心调整方法优化和改进

王友

（广东省粤电集团有限公司珠海发电厂广东珠海519050）

摘要：介绍了一种新型的汽轮机隔板洼窝中心测量和调整方法，并对假轴挠度、假轴与转子中心的偏差进行修正，测量出半缸状态相对于全实缸的洼窝变化量，优化调整汽封间隙。试验表明，某700MW汽轮机汽封间隙调整取得了满意的效果，高中压缸过桥汽封漏汽量占再热蒸汽流量比列下降明显，由修前的6.73%下降至修后的3.28%，减少了2-3次扣实缸次数，节省大约5天工期，该方法可为同行提供借鉴和参考。

关键词：汽封间隙；隔板；洼窝中心；变形量；转子挠度

0概述

对汽轮机自身效率影响最大的因素是通流部分汽封间隙，据有关资料介绍，高压缸前汽封间隙每增加0.10mm，轴封漏气量就会增加1～1.5t/h，高压隔板汽封间隙每增加0.10mm，级效率降低0.4%～0.6%[1]。为了减小漏汽损失，应当减小汽封径向间隙，但是间隙太小在运行中又容易发生动静碰磨、振动加剧。因此，汽轮机汽封间隙的调整至关重要，而汽封调整工作中最复杂且耗时的工作是隔板洼窝中心的测量和调整。将隔板中心相对于转子调整到同心，目的是为了减少后续检修过程中汽封间隙的调整量、缩短检修工期，是汽封间隙调整准确的前提。

由于结构、制造、热应力等原因，机组运行后汽缸和隔板存在很大的变形，汽缸平面产生张口，中分面螺栓拧紧消除张口后，导致汽轮机全实缸与半缸状态隔板洼窝中心不同，而隔板洼窝中心的调整又只能在半缸状态下进行，这二者之间存在矛盾。文献[2-3]分析了汽缸变形量对汽封间隙调整的影响，但是采用拉钢丝法测量洼窝中心，存在精度不高测量不全面等弊端；文献[4]采用假轴法测量测量半缸隔板洼窝，没有测量全实缸洼窝，变形量的影响无法计算；文献[5]主要考虑转子热弯曲对汽封间隙造成的影响，提出了解决方案。如何准确地测量汽缸变形量，根据全实缸与半缸洼窝中心的变化趋势和变化量，在半缸状态下调整隔板位置，最终使隔板洼窝在全实缸情况下与转子同心，是行业内一直在探索的难题。

1.洼窝中心测量调整方法对比与改进

压肥皂块法。该方法是用内径千分尺测量隔板左右洼窝，用压肥皂块法测量底部洼窝值，需要大量肥皂块，复杂繁琐，且内径千分尺测量结果因人而异，精度低、测量偏差大，且无法测量全实缸下各级隔板左右洼窝a、b，因此也就得不到汽缸和隔板的变形量对洼窝中心的影响，影响汽封间隙调整的准确性。

拉钢丝法。该方法以油档洼窝为准，在汽缸前后一条直径0.4mm的与转子的理想中心重合的不锈钢钢丝，用内径千分尺分别测量隔板左右洼窝a、b，底部洼窝c。缺点是需要多次拆装钢丝费时费力，内径千分尺测量偏差在大量数据下误差累加，且同压肥皂块法，无法测量全实缸下的各级隔板洼窝。

改进的假轴配置激光测距仪法。即为本文介绍的新方法，该方法与传统的假轴法相比，取消了假轴承的安装调试，在机组检修前根据转子的设计轴颈尺寸加工轴套，以油档洼窝为准，假轴中心与转子中心的微小偏差通过计算修正，不需要再进行假轴中心调整，缩短了工期。根据所需调整的隔板级数选择激光探头代替人工测量隔板洼窝值，测量精准，计算机出数据，精度高，转动假轴，即可在上隔板套、上内缸以及外上缸全扣的全实缸状态下测量隔板洼窝值，准确掌握半缸状态相对于全实缸的洼窝变化量，根据变化量在半缸状态下调整隔板洼窝中心，从而优化调整汽封间隙，如图1，图2所示。

图1测量半缸洼窝图2测量全实缸洼窝

2汽轮机简介

珠海发电厂首期2×700MW汽轮机是从日本三菱公司生产的TC4F-40型亚临界、反动式、单轴、三缸四排汽、一次中间再热、凝汽式汽轮机。高中压缸为合缸、级组反向布置的结构，两个低压缸也为双流反向布置。主蒸汽温度为538℃，压力为17.5MPa，再热蒸汽温度为566℃，压力为3.98MPa。高中压转子采用可倾瓦支承，低压转子采用上半圆筒瓦，下半可倾瓦支承。高中压外缸采用水平中分面支承方式，下缸前后端各有两只穹形猫爪搭在高中压缸前后的轴承座上，保证了汽缸中心相对于轴承座的纵向位置不变，从而保证了转子中心与汽缸洼窝中心在高度方向上的一致性，因此该类型汽轮机在隔板洼窝找中心时可以不用考虑汽缸受热整体膨胀的影响。

3.洼窝变形量测量方法的修正改进和应用

隔板洼窝中心调整工作需在汽轮机轴系中心调整合格后进行，若结合面存在较大张口，则需要修理，在汽缸结合面各处0.05mm塞尺不入后方可进行。以珠海电厂#2汽轮机高中压缸为例，挠度修正最大值ΔL取0.20mm，在轴的中点，每一级隔板处挠度修正按如下公式计算[6]：

ΔLn=ΔL×2Ln/L（1）

式中：Ln——第n级隔板到最近一个轴承中心的距离，单位mm

L——#1、#2轴承中心的距离，单位mm

除了挠度的修正，还需要检查假轴和转子的轴颈直径是否严格一致，即使轴颈直径一致，由于假轴比转子要轻，压在可倾瓦块上，瓦块的下沉有差别，所以还要检查油挡洼窝的偏差，若这二者的偏差不进行修正，将对隔板调整带来严重误判，导致反复调整仍然不达标。本文也是首次在业内提出和强调这一细节问题，这一步非常重要，一定不能忽略。该汽轮机高中压转子分别支承在#1、#2可倾瓦轴承上。经测量，假轴#1轴颈处与转子直径均为379.1mm，不需要修正，假轴#2轴颈处直径为403.6mm，转子该处轴颈直径为404.3mm，需要修正，#1、#2轴承处转子和假轴的油挡洼窝如表1所示，计算假轴的#2轴承油挡洼窝修正值为：

下部间隙d=10.85+（404.3-403.6）/2=11.20mm

上部间隙c=a+b-d=10.82+11.52-11.20=11.14mm

从表2可以看出，全实缸状态下过桥汽封处隔板下移了0.83mm，变形量较大，其余各级隔板均有不同程度的变形，由此可见，隔板洼窝中心调整当中必须考虑变形量，才能将隔板中心相对于转子调整到同心。

从表3可以看出，在珠海电厂#2汽轮机大修中，采用改进的假轴激光测量法，对隔板洼窝进行了2次调整，各级隔板洼窝就达到偏差在0.20mm以下的合格标准，以前往往要调整4到5次。在后续的全实缸滚胶布法测量调整汽封间隙过程中，仅调整2次汽封齿，各级汽封间隙均已达到合格范围，不仅保障了汽封检修质量，而且较以前的汽轮机大修缩短了大约5天的工期，提高了劳动生产率。

2015年#1汽轮机、2017年#2汽轮机均采用此方法大修后进行汽机性能试验，通过修前修后性能试验数据对比，#1机700MW工况热耗率由8017kJ/（kW∙h）下降至8002kJ/（kW∙h），减少了15kJ/（kW∙h），#2机700MW工况热耗率由8106.1kJ/（kW∙h）下降至7968.7kJ/（kW∙h），减少了137kJ/（kW∙h）；#1汽轮机高、中压缸轴封漏汽占再热蒸汽流量份额下降明显，由改造前的6.73%下降至改造后的3.28%，#2号汽轮机该数值下降至2.99%。

4.结论

1）采用此方法准确测量半缸状态相对于全实缸的洼窝变化量，根据变化量在半缸状态下调整隔板洼窝中心，是指导调整汽封间隙最关键的环节。本文介绍的方法减少了2-3次扣实缸次数，节省大约5天工期，机组额定工况下热耗率减少15kJ/（kW∙h）-137kJ/（kW∙h）。

2）假轴与转子的挠度修正和偏心度修正非常重要，修正后进行计算才能准确地指导调整半缸洼窝，从而保证了全实缸隔板洼窝和转子的同心。

3）汽封间隙调整选择中应考虑隔板椭圆度，汽缸变形的影响，尽量使整个圆周方向都调整到设计值，既不要过大增加漏汽损失，也不能过小，汽轮机过临界转速时振动增大导致动静碰磨，反而进一步使汽封间隙变大。

参考文献：

[1]邓成．汽轮机汽封间隙优化及调整工艺[J]．安徽电力．2015（4）：10-13．

[2]刘振刚，侯申才．350MW机组缸体变形量对汽封间隙调整的影响分析[J]．热力透平．2015，2（44）：143-146．

[3]李飞．汽轮机通流间隙调整工艺改进及应用[J]．热力发电．2013，42（7）：152-156．

[4]杜进韡，张庆国，刘元振，等．600MW汽轮机汽封间隙调整优化分析[J]．华电技术．2012，2（34）：1-4．

[5]丁怀高．汽轮机汽封间隙调整方法[J]．华电技术．2010，32（3）：28-30．

[6]王殿武．汽轮机设备检修[M]．北京：中国电力出版社，2005．