哈三电厂二期工程600MW机组轴系安装

0　前　言

哈尔滨第三发电厂3号汽轮发电机组是引进美国西屋公司技术，经我国优化设计制造的第一台国产600MW机组，汽轮机型式为N600-16.7/537/537-Ⅰ，通流部分为四个缸，即高压缸、中压缸、1号低压缸和2号低压缸。其中1号低压缸是整个汽轮机定位基准缸。汽轮发电机组的轴系由6个转子及2根短轴组成，1号低压转子是整个轴系找中心的基准，轴系找中心精度要求高，是汽轮机本体安装最关键的工序。

1　轴系安装的要点

整个轴系6个转子及2根短轴由11个径向轴承支承，从机头向后数分别为1号～11号轴承。设计上假定6号轴承相对标高为0mm(其绝对标高值为14.767m)，其余10个轴承相对6号轴承存在不同的抬高值，详见表1。1号低压缸转子由5号轴承和6号轴承支承，设计要求5号轴承与6号轴承标高差值为0.305mm，1号低压转子前扬0.05mm/m,以满足设计要求是整个轴系安装的关键。1号低压缸转子轴系找中心的基准确定后，其余各转子安装时必须保证轴系找中心的设计值，参见表2。
转子按靠背轮找中心的目的，在于使转子在运行状况下，其中心线在一匀滑的轴线上，各轴承所承受的荷载符合设计要求，如附图所示。

表1　轴承标高差值表

轴承号 1号 2号 3号 4号 5号 6号 7号 8号 9号 10号 11号轴承标高差(mm) 7.63 3.45 2.41 0.352 0.305 0 0.701 3.385 4.71 19.47 31.05

表2　对轮张口及错位值表

对轮号左右张口(mm) 上下张口(mm) 左右高差(mm) 上下高差(mm) 高—中
中—低(1号)
低(2号)—低(1号)
发电机—低(2号) 0±0.02
0±0.02
0±0.02
0±0.02 下张口0.08±0.02
下张口0.10±0.02
下张口0.41±0.02
下张口0.18±0.02 0±0.02
0±0.02
0±0.02
0±0.02 中压转子高0.05±0.02
1号低压转子高0.43±0.02
2号低压转子高0.58±0.02
发电机转子低0.64±0.02

2　1号低压缸转子的定位

1号低压转子的定位工作非常重要，它的正确安装关系到整个轴系的正确安装。所以必须采取合理有效的找正方法，确保1号低压转子的安装质量。
1号低压外缸找平找正后测量水平中分面标高为14.76m，外缸内挡油环洼窝中心与基础中心线一致，5号及6号轴承检修后处于安装状态，将转子就位，对调，电端内挡油环洼窝找中心，要求a=b,c=(a+b)/2,允许误差±0.05mm。转子中心达到要求后，测量并调整5号及6号轴颈扬度值相等，方向相反，通过调整外缸台板下的垫铁高度，最终测得：
0°　5号轴颈扬度前扬：0.18mm/m
6号轴颈扬度后扬：0.175mm/m
盘转子90°　5号轴颈扬度前扬：0.18mm/m
6号轴颈扬度后扬：0.18mm/m

附图　轴系挠度曲线图

从而确认转子处于水平状态，这时在6号轴承下临时加0.30mm垫片后测得：
5号轴颈前扬：0.13mm/m
6号轴颈后扬：0.23mm/m
调整5号轴承箱下的垫铁，保持6号轴颈扬度后扬0.23mm/m不变，调整5号轴颈扬度前扬0.23mm/m，使1号低压转子第二次处于水平状态。在此状态下撤掉6号轴承下临时加上的0.30mm垫片，测得5号轴颈前扬0.23mm/m，6号轴颈后扬0.13mm/m。
1号低压转子前扬：(0.23-0.13)/2=0.05mm/m。
理论计算1号低压转子前扬：(0.305-0)/5.7399=0.053mm/m。
实际安装与理论计算相符，这样5号、6号轴承标高差也就确定了，当6号轴承标高为0mm时，5号轴承标高为0.30mm。
这一工序完成，确定了轴系安装的基准。

3　发电机—低压(2号)对轮找中心设计值调整

根据以前200MW汽轮发电机组安装经验，发电机充氢状态两侧端盖都有下沉现象，因为发电机转子径向支持轴承就座落在两侧端盖上，转子中心随着端盖下沉。而600MW机组是初次安装，没有经验数据可供借鉴，为了使轴系精确对中心及各轴承载荷分配更趋合理，在发电机—低压(2号)对轮找中心前，进行一次发电机充氢模拟试验以测取两侧端盖的下沉量，试验过程如下：
预先在发电机汽侧、励磁侧端盖上支好百分表，做好原始记录，然后向发电机内部充气至额定工作氢压0.4MPa，稳定15min，保持风压0.4MPa不变，再记录发电机两侧端盖百分表的读数。
通过模拟试验取得发电机充氢状态两侧端盖的下沉量：
汽机侧：0.15mm，励磁侧：0.13mm。
综合考虑各方面因素的影响，建议厂家修改对轮找中心的设计值，如表3所示。

表3　发电机—低压(2号)对轮中心设计值修改前后对照表

单位：mm

联轴器类别对轮张口值对轮偏心度值低压(2号)对轮和y中间轴设计 0.18 0.64 修改 0.16

0.49

安装 0.16 0.49 y中间轴和发电机对轮安装用螺栓联接在一起注：对轮找中要求下张口；
　对轮偏心度圆周值要求发电机侧对轮低。

哈三电厂3号机组在运行工况下，机组膨胀自如，轴振、瓦温等主要考核指标都达到了设计值，只有8号轴承金属温度较高，而7号轴承和9号轴承温度较低，这说明8号轴承承载的负荷较大。实践证明机组轴系找中心时，上述修改是正确的，只是8号轴承降低不够。根据对8号轴承的检查分析，偏心度高差宜取0.42～0.44mm。