1、高壓汽輪機(jī)上缸支承結(jié)構(gòu)、汽封間隙的調(diào)整文章出處：天津陳塘熱電有限公司 曹家祥   發(fā)布時(shí)間：2006-03-12 高壓汽輪機(jī)的汽缸盡管在汽缸結(jié)構(gòu)上各不相同，但其支承不外乎下列兩種：一種是采用貓爪結(jié)構(gòu)，另一種是直接坐落在基礎(chǔ)臺(tái)板上。除了汽輪機(jī)的排汽室外，汽缸的支承多采用貓爪。 汽缸貓爪支承結(jié)構(gòu)又分下汽缸貓爪支承和上汽缸貓爪支承二種。下汽缸貓爪支承方式，汽缸貓爪的支持平面低于機(jī)組的中心線，則運(yùn)行時(shí)貓爪溫度將高于軸承座的溫度。使缸內(nèi)汽封洼窩中心抬高，造成汽封下部間隙減小，甚至產(chǎn)生碰磨。（結(jié)構(gòu)如圖一）   貓爪支承處軸封洼窩中心抬高的數(shù)值大小跟貓爪的尺寸、貓爪的

2、溫度和支持形式有關(guān)。假如貓爪高度H為150m/m，貓爪平均溫度為250，相應(yīng)這部分軸承座的溫度為80，線膨脹系數(shù)取=1.2×10-5/。 則軸封洼窩中心的抬高值為： H=Ht=1.2×10-5×150×（250-80）=0.31m/m 即軸封洼窩下部間隙將減少0.31m/m，而上部間隙將增大0.31m/m。因此缺內(nèi)汽封洼窩將隨時(shí)發(fā)生變化，危及機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為了克服上述之不足，大型機(jī)組（如國(guó)產(chǎn)200MW、125MW、300MW機(jī)組）都采用了上汽缸支承結(jié)構(gòu)，即汽輪機(jī)正常工作時(shí)是由上汽缸伸出的貓爪來(lái)支承，稱工作貓爪。下汽缸由水平法蘭螺栓擰緊在上汽缸上，在機(jī)組

3、安裝檢修過(guò)程中，當(dāng)上汽缸未組裝前。下汽缸靠自已伸出的貓爪來(lái)支承，這個(gè)貓爪稱為安裝貓爪。它下部有一墊片稱安裝墊片。（結(jié)構(gòu)如圖二）  在上缸組合好后，就不起支承作用，可將安裝墊片抽出保存。這種結(jié)構(gòu)正常運(yùn)行時(shí)，支承面是法蘭中分面，并與汽缸中心線一致，在運(yùn)行中不會(huì)因貓爪溫度升高所產(chǎn)生的熱膨脹使汽缸中心線抬高，改變軸封洼窩中心，對(duì)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起了重要的保證作用，但給檢修安裝帶來(lái)了很多不便，對(duì)檢修工藝、工序及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提出了新的要求。 我們知道，汽輪機(jī)的通流部分是由逐級(jí)配置的靜葉和動(dòng)葉所組成。由于轉(zhuǎn)子與靜子之間有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，故必然有間隙，也就必然會(huì)引起漏汽。這種漏汽惡化了級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過(guò)程，相應(yīng)地降低了

4、級(jí)的效率。另外汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子兩端伸出處也同樣具有間隙，同樣會(huì)有外漏汽，而使汽輪機(jī)效率下降。為了盡可能地減少漏汽損失，毫不例外地都采用密封結(jié)構(gòu)。特別是大型機(jī)組由于初壓很高，汽封處的直徑亦很大，因而漏汽也很大，嚴(yán)重地影響了汽輪機(jī)的效率。同時(shí)，對(duì)于高參數(shù)、大功率、多缸機(jī)組來(lái)說(shuō)，脹差情況比較復(fù)雜，脹差的絕對(duì)值又比較大，如果汽封間隙取的不當(dāng)，就可能產(chǎn)生動(dòng)靜部分碰磨，造成重大事故。因而汽封間隙的調(diào)整是檢修安裝工作的重要環(huán)節(jié)，是汽缸部分檢修的重要工作項(xiàng)目，是確保機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行強(qiáng)有力的控制手段。 下面以楊柳青廠四號(hào)汽輪機(jī)組（125MW）高壓缸汽封間隙的調(diào)整為例，簡(jiǎn)述上汽缸貓爪支承結(jié)構(gòu)汽封間隙的調(diào)整。 一、揭高壓

5、外上缸、內(nèi)上缸前，必需先加裝安裝墊片。其安裝墊片加裝后，監(jiān)測(cè)汽測(cè)上下變化情況，為化量一般不超過(guò)0.05m/m，超過(guò)此標(biāo)準(zhǔn)，要在檢修測(cè)量時(shí)考慮此因素。 1）  高壓外缸安裝墊片加裝厚度： 固側(cè)前部貓爪安裝墊片厚度 4.40m/m 裝后百分表起 0.01m/m 固側(cè)后部貓爪安裝墊片厚度 4.95m/m 裝后百分表起 0.00m/m 擴(kuò)側(cè)前部貓爪安裝墊片厚度 4.20m/m 裝后百分表起 0.01m/m 擴(kuò)側(cè)后部貓爪安裝墊片厚度 4.68m/m 裝后百分表起 0.11m/m 2）  高壓內(nèi)缸安裝墊片加裝厚度： 固側(cè)前部貓爪安裝墊片厚度 5.00m/m 裝后百分表起 0.045m/

6、m 固側(cè)后部貓爪安裝墊片厚度 6.72m/m 裝后百分表起 0.10m/m 擴(kuò)側(cè)前部貓爪安裝墊片厚度 6.43m/m 裝后百分表起 0.015m/m 擴(kuò)側(cè)后部貓爪安裝墊片厚度 6.62m/m 裝后百分表起 0.04m/m 二、測(cè)量檢修狀態(tài)（揭外缸、內(nèi)缸后）  PII 測(cè)量點(diǎn)分別為： （1）、（2）為高壓后汽封，（3）為高壓內(nèi)缸隔板第六級(jí)后，（4）、（5）為高中壓前汽封，（6）為高中壓缸內(nèi)隔板中壓14級(jí)后，（7）為中壓后汽封。（位置詳見后附圖3） 測(cè)點(diǎn) 擴(kuò) 下 固 轉(zhuǎn)子偏向 1 4.02 4.75 2.22 0.901.63 2 4.46 4.35 2.38 1.040.93 3 2.

7、60 0.52 0.35 1.1250.96 4 7.40 5.30 4.90 1.250.85 5 5.0 3.03 2.35 1.3250.65 6 5.05 2.37 1.75 1.651.03 7 3.92 2.41 1.26 1.330.18 三、測(cè)量扣上內(nèi)缸（外缸不扣）汽缸洼窩  PIII 此狀態(tài)為上內(nèi)缸隔板未裝，熱緊1/3螺栓，結(jié)合面為0.05m/m塞尺不入。 測(cè)點(diǎn) 擴(kuò) 下 固 轉(zhuǎn)子偏向 3 4.40 3.19 2.04 1.000.21 4 3.46 1.75 1.09 1.190.53 5 3.80 2.22 1.29 1.250.32 6 3.85 1.42 0.

8、83 1.510.92 四、測(cè)量待運(yùn)行狀態(tài)（扣上內(nèi)、外上缸）汽缸洼窩  PIV 此狀態(tài)為內(nèi)缸上隔板未裝，緊1/2螺栓，結(jié)合面間隙0.05m/m不入，未拆安裝墊片。 測(cè)點(diǎn) 擴(kuò) 下 固 轉(zhuǎn)子偏向 1 5.42 6.00 4.00 0.711.29 2 5.75 5.43 3.92 0.920.60 3 5.30 4.15 3.34 0.980.17 4 7.53 5.95 5.29 1.120.46 5 4.50 2.92 1.95 1.280.31 6 4.00 1.96 1.05 1.480.565 7 4.20 2.87 1.73 1.250.095 五、測(cè)量待運(yùn)行狀態(tài)（拆去外缸前

9、部?jī)蓚€(gè)安裝墊片）汽缸洼窩  PV 測(cè)點(diǎn) 擴(kuò) 下 固 轉(zhuǎn)子偏向 1 2.46 2.89 0.78 0.841.27 4 7.68 6.00 5.20 1.240.44 7 11.40 9.84 8.80 1.300.10 六、找出檢查狀態(tài)與待運(yùn)行狀態(tài)汽缸洼窩變化規(guī)率，（以做為調(diào)整汽封間隙的依據(jù)）即計(jì)算出檢修狀態(tài)與待運(yùn)行狀態(tài)汽缸洼窩中心差值：PII-PIV。 測(cè)點(diǎn) 檢修狀態(tài) 待運(yùn)行狀態(tài) 中心變化值 1 1.63 1.29 -0.34 2 0.93 0.60 -0.33 3 0.96 0.17 +0.79 4 0.85 0.46 +0.39 5 0.65 0.31 +0.34 6 1.03

10、 0.56 +0.47 7 0.18 0.09 +0.09 上述數(shù)據(jù)表明：待運(yùn)行位置（扣上內(nèi)、外上缸后）較檢修狀態(tài)測(cè)點(diǎn)（1）、（2）汽缸向下移動(dòng)0.34m/m、0.33m/m，測(cè)點(diǎn)（3）、（4）、（5）、（6）、（7）汽缸分別向上移動(dòng)0.79m/m、0.39m/m、0.34m/m、0.47m/m、0.09vm/m。檢修中可以此數(shù)據(jù)對(duì)汽封徑向間隙進(jìn)行調(diào)整。 七、找出檢修狀態(tài)與單扣上內(nèi)缸狀態(tài)汽缸洼窩變化規(guī)率，即檢修狀態(tài)與扣上內(nèi)缸后汽缸洼窩中心差值： 測(cè)點(diǎn) 檢修狀態(tài) 待運(yùn)行狀態(tài) 中心變化值 3 0.96 0.21 +0.79 4 0.85 0.53 +0.32 5 0.65 0.32 +0.33 6

11、 1.03 0.92 +0.11 上述數(shù)據(jù)表明：扣上內(nèi)缸后較檢修狀態(tài)測(cè)點(diǎn)（3）、（4）、（5）、（6）汽缸分別向上移動(dòng)0.79m/m、0.32m/m、0.33m/m、0.11m/m。檢修中心此數(shù)據(jù)對(duì)內(nèi)缸汽封間隙進(jìn)行調(diào)整。 八、找出拆裝安裝墊片對(duì)汽缸洼窩的影響，即待運(yùn)行狀態(tài)（未拆外缸安裝墊片）與拆掉安裝墊片的待運(yùn)行狀態(tài)汽缸洼窩中心差值：PIV-PV 測(cè)點(diǎn) 待運(yùn)行位置 拆安片后待運(yùn)行位置 中心變化值 1 1.29 1.27 +0.02 4 0.46 0.44 +0.02 7 0.095 0.10 -0.005 上述數(shù)據(jù)表明：扣上內(nèi)、外上缸后拆與不拆安裝墊片，在冷態(tài)其汽缸洼窩中心變化不大，可不做考慮

12、。 九、假軸與汽封轉(zhuǎn)子撓度差值。 為了檢修方便，測(cè)量洼窩中心，我們都用的是假軸進(jìn)行測(cè)量（200MW用的是激光準(zhǔn)直儀，這里不作介紹），因此必需掌握假軸與汽機(jī)轉(zhuǎn)子靜撓度差值，方可對(duì)汽封進(jìn)行準(zhǔn)確地調(diào)整。 測(cè)點(diǎn) 轉(zhuǎn)子 假軸 撓度差 高壓后汽封 0.27 0.47 0.20 高8級(jí)后 0.43 0.13 0.30 高5級(jí)后 1.11 0.80 0.31 高1級(jí)后 1.41 0.95 0.46 中9級(jí)后 1.70 1.21 0.49 中13級(jí)后 2.01 1.46 0.33 中壓汽封1 1.07 0.72 0.35 中壓汽封2 0.90 0.70 0.20 由上述數(shù)據(jù)可以看出：假軸撓度值大于轉(zhuǎn)子撓度值，檢

13、修測(cè)量調(diào)整時(shí)進(jìn)行考慮。 十、對(duì)汽缸洼窩中心差值及轉(zhuǎn)子假軸撓度差值修正。 考慮到汽缸、轉(zhuǎn)子的不平均變形，我們所測(cè)量的一些誤差，為了更安全準(zhǔn)確地運(yùn)用上述數(shù)據(jù)對(duì)汽封進(jìn)行調(diào)整，我們對(duì)汽缸洼窩中心變化值及轉(zhuǎn)子假軸撓度差值進(jìn)行了微小的修正。此修正后的數(shù)據(jù)供我們每次大修調(diào)整依據(jù)，已經(jīng)過(guò)數(shù)次大修實(shí)踐，是較安全實(shí)用的。修正后數(shù)值如下： 1）待運(yùn)行位置較檢修狀態(tài)： 測(cè)點(diǎn)（1）、（2）汽缸均下移0.30m/m 測(cè)點(diǎn)（3）、（4）、（5）、（6）、（7）汽缸分別上移0.55mm、0.30mm、0.30mm、0.35mm、0.15m/m。 2）假軸與轉(zhuǎn)子撓度的差值為： 高壓后汽封 高8級(jí)后 高1級(jí)后 中13級(jí)后 中壓汽

14、封 0.12 0.15 0.27 0.33 0.20 十一、利用掌握的檢修狀態(tài)與待運(yùn)行狀態(tài)汽缸洼窩中心變化量及轉(zhuǎn)子與假軸撓度差值，對(duì)汽封徑的間隙進(jìn)行如下控制調(diào)整。 使用假軸調(diào)汽封洼窩應(yīng)掌握：轉(zhuǎn)子偏上（隔板偏下）實(shí)際相對(duì)汽機(jī)應(yīng)+撓度值。轉(zhuǎn)子偏下（隔板偏上）實(shí)際相對(duì)汽機(jī)應(yīng)-撓度值。 汽封間隙要求隔板汽封間隙為：0.700.75，即三層橡皮膏接觸。前、后軸封：0.450.50，即二層橡皮膏接觸。結(jié)合前述檢修狀態(tài)與運(yùn)行狀態(tài)洼窩中心的變化及假軸所測(cè)洼窩中心與轉(zhuǎn)子測(cè)洼窩中心存在的撓度差，汽封磨印應(yīng)按下部掌握： 1）下汽缸汽封磨印（不扣內(nèi)、外缸） 1 高、中壓前汽封下部 4層橡皮膏虛接觸 兩側(cè)3層 2 高壓

15、1.2.3.4級(jí)隔板下部 4層橡皮膏虛接觸 兩側(cè)3層 3 高壓5.6級(jí)隔板下部. 5層橡皮膏虛接觸 兩側(cè)3層 4 高壓7.8級(jí)隔板下部. 4層像皮膏虛接觸 兩側(cè)3層 5 中壓9.10.11.12.13.14級(jí)隔板下部. 4層橡皮膏虛接觸 兩側(cè)3層 6 中壓15.16.17.18級(jí)隔板下部 4層橡皮膏硬接觸 兩側(cè)3層 7 高壓后汽封下部 1層橡皮膏虛接觸 兩側(cè)2層 8 中壓后汽封下部 3層橡皮膏硬接觸 兩側(cè)3層 2）上汽缸汽封磨印： 1 高、中壓前汽封頂部 3層橡皮膏虛接觸 兩側(cè)3層 2 高壓1.2.3.4級(jí)隔板頂部 3層橡皮膏虛接觸 兩側(cè)3層 3 高壓5.6級(jí)隔板頂部. 3層橡皮膏硬接觸 兩側(cè)3層 4 高壓7.8級(jí)隔板頂部. 3層像皮膏虛接觸 兩側(cè)3層 5 中壓9.10.11.12