图2-86 松弛直轴法的支架和加载设备 1-钢构架；2-支架（左、右）；3-千斤顶（左、右）；4-转子；5-抱箍机拉杆 应力松弛法直轴与其他方法比较有如下优点： ● 它适应任何直径的轴，而且不受弯曲程度的限制，适应范围广。 ● 与局部加热法比较，轴校直后，残余应力更小，校直部分不易产生裂纹，在运行中不会出现回弯现象。 ● 不受轴的材料限制，对合金钢主轴最为适合。 局部加热加压法和应力松弛法直轴过程中都有一个十分重要而又棘手的问题，就是校直量的监测。虽然加热温度和加压力度都经过计算，但设计与实际必竟有偏差，加上直轴过程中的可变因素很多，如无可靠的实地监测，直轴便存在一定的盲目性。通常的做法是：监视加压千斤顶的油压降低值，并以该值计算轴应力松弛对应的变形量，而直轴效果必须是在热态轴四周温度均匀或轴完全冷却后测量其弯曲度才能确定。如果欠校或过校，再作下一轮直轴。这样，完成直轴的时间会很长。对这一问题，业内人士尚在从不同角度研究完善解决的方案。编者认为湖南火电建设公司陈熙祖同志的方案值得推荐： 在保证直轴支架刚性的基础上，整个直轴过程中保持加压千斤顶油缸的油压不变，并在千斤顶上方的轴颈上直接测量垂直方向的位移，该值就是在直轴温度和直轴应力（载荷）下、计算时间内，测点上轴的高温蠕变量。当轴的蠕变量折算到轴颈上的值等于轴的弯曲度（通常加0.03～0.04mm的过校量）时，直轴即告完成。以上简述表明，这种方法应该叫做“蠕变直轴法”。 直轴量的监测不用百分表而用水平仪。方法是：在两端轴颈上方固定位置放两只精密水平仪（如合像水平仪）。校轴前测量两轴颈的扬度A和B。因为扬度是向量，故A、B均取代数值。在确定的水平仪精度（例如0.01mm/m）下，A-B即表示（可换算出）轴的弯曲度。校轴开始，将两水平仪的调整头朝同一方向，且都调成水平（刻度为零）。直轴过程中保持转子四周温度相同，所加载荷不变。随着过程的推移，两轴颈上的扬度都将因转子的蠕变伸直而变化，例如分别改变ΔA和ΔB。当（ΔA－ΔB）＝（A－B）时，表示轴已完全伸直，再加适量的过校，直轴即告完成。 这种测量轴颈扬度相对变化的方法可以在直轴前、加温加载后的直轴过程中以及卸载后随时监测直轴量的变化，而不必盘动转子，并且可以排除百分表和支架刚度变化的干扰和转子静挠度变化的影响，在理论上优于用百分表测量位移的方法。当然，在轴颈扬度到轴弯曲度转换的作图和计算中也不可避免地要引进一些误差，其优越程度有待实践的检验。 ④主轴检修的验收标准 轴颈椭圆度、锥度 ≤0.02mm 转子弯曲度 符合制造厂总装记录，且≤0.06mm 推力盘径向跳动、瓢偏度 不大于推力盘半径的0.01%，且≤0.03mm 联轴器法兰止口径向晃度 ≤0.02mm 转子轴向位移、差胀、振动监测装置凸缘的晃度和瓢偏度 ≤0.02mm 接长轴轴颈油挡处径向晃度 ≤0.10mm （3）对轮找中心 对轮（也叫联轴器或靠背轮）找中心不是单一转子的检修，而是找正轴系中相邻转子的关系，其目的是使轴系中诸转子的轴线在机组的子午面内连成一条连续光滑的曲线，而在水平面上的投影成一直线，并且各轴承的负荷符合设计要求。 对轮找中心是一顶非常重要的工作。中心不正直接关系到转子及其支承系统工作的可靠性，轻则引起机组异常振动、轴承超温等故障，重则可造成对轮螺栓甚至大轴断裂等恶性事故。 在下列情况下，必须进行对轮中心的测量和找正： 汽轮机大修解体时，在半实缸状态下进行，以掌握检修前对轮中心状况； 大修中调整隔板及前后汽封持环洼窝中心前； 大修中修刮轴承垫块、调整垫片厚度后； 本体部件装复后。 此外，运行中机组振动过大需要查找原因、或轴承持续超温需要调整其负荷时，也常需复核对轮中心。 ①对轮找中心方法 找中心方法简介如下。必须强调的是：为了消除对轮晃度和瓢偏度对找中心的影响，对轮两半必须用专用工具（如涨紧套筒或铜棒）临时联成对，能够同步转动但又不互相斃住；测量对轮的端面间隙必须用两个差180°安装的百分表。 a、准备好校中心的工具：如找中心架子、百分表、涨紧套筒、专用铜棒、镜子等。 b、将对轮脱开适当的距离，便于装找中心的架子，确保盘动转子时两对轮端面不碰擦。 c、在轴颈上浇少许透平油，将轴承体与球面座用专用压板压牢，防止其转动，然后盖上白布，以免盘转时杂物落入轴承内。 d、为防止盘动转子时转子轴向窜动较大，应在转子向下转动的一侧装设定位板，牢靠地顶住转子端部，并在定位板堆铜焊的端部浇少量透平油。 e、将两转子对轮按印记对准，装好校中心的表架和涨紧套筒（或专用铜棒）。校验百分表时，要求大、小数相对应，读数偏差小于0.005mm，百分表端部不松动；测量端面张口的两只百分表相对180°布置，测点半径应基本一致；圆周百分表与一只平面百分表装在同一架子上，其测杆端部应指向轴心。 f、对轮按圆周方向分成4等份，用吊车盘动转子一圈，使轴颈与轴瓦接触良好。同时盘动两转子，每盘动90°读数一次，如图2-87所示，外圆为A，平面为B、B′。在读数前应松去钢丝绳和涨紧套筒，将读数记在图2-88上。 g、四次读数结束后，将转子恢复到起始位置，检查读数与原始值的偏差情况。如果偏差大于0.02mm，则应查明原因并重新读数。 h、根据读出的数据，计算出对轮平面与圆周差值： 圆周中心偏差值ΔA＝（A1－A3）/2，或ΔA＝（A2－A4）/2 平面偏差值ΔB＝（B1＋B′3）/2－（B′1＋B3）/2，或ΔB＝（B2＋B′4）/2－（B′2＋B4）/2。 图2-87 对轮找中心装置 图2-88 对轮中心记录方法
②对轮中心调整 当对轮中心不合格，即平面偏差（张口）和圆周偏差（圆周）值超标时，应进行中心调整。方法是：粗调可改变下轴承体调整垫块内的垫片厚度，并研刮接触面；细调可改变轴瓦调整垫块内的垫片厚度。两个转子的对轮中心调整比较简单，只需根据中心测量和转子结构数据计算出拟调轴承中心的移动量，调整两转子中任一个，即改变其两端轴承内垫片的厚度，便可使中心达到标准。300MW机组的轴系由四个转子组成，有高中——低、低——电、电——励三副对轮，对轮中心的调整要复杂得多，因为任一对轮中心的调整必定引起其他对轮中心、机组动静间隙、各轴承负荷分配等重要参数的变化，计算的调整量或过大的局部调整通常不能实行。 实际的对轮中心调整应根据检修前和检修中测量的有关数据、机组结构、质量标准等进行综合分析，拟定轴系中心调整方案，再作诸轴承调整量计算。只有这样，才能收到事半功倍的效果。 拟定调整方案时至少应考虑下列几个方面： a、汽缸静叶环的洼窝中心测量情况。尽量使动静部分的中心状况变好、尽量减少静叶环和轴封持环的中心调整工作。 b、兼顾各处汽封间隙。要保证汽封间隙在最小允许范围内（即质量标准的下限内）。 c、发电机的空气间隙。尽量保证发电机的空气间隙符合要求。 d、转子轴颈的扬度、轴瓦间隙及轴瓦垫铁的接触。尽量使扬度符合设计要求，轴颈在轴瓦内间隙均匀（即轴瓦不发生歪斜），减少轴瓦垫铁的研刮工作。 e、轴瓦垫片的调整工作。由于目前调整垫片最薄的是0.05mm，因此，计算出来的轴瓦调整量应尽可能是0.05mm的倍数，这样便于调整。 f、若机组大修前运行中某轴承回油温度长期过高而又排除了其他原因，则很可能是其负荷过重所致，检修中应采取措施减小该轴承的负荷。 具体的计算方法根据调整方案而定，其灵活性相当大，各种情况很难尽述。 ③对轮中心标准 联轴器相对位置 符合厂家标记 中心实测高差值与制造厂规定预留值的偏差 ≤0.02mm 左右中心偏差 ≤0.02mm 下张口实测值与制造厂规定预留值的偏差 ≤0.03mm（合格），≤0.02mm（优） 左右张口偏差 ≤0.03mm（合格），≤0.02mm（优） 联轴器垫片厚度偏差 ≤0.02mm 轴颈扬度 符合制造厂规定 2、动叶片 动叶片排列成动叶栅，与静叶栅一起构成机内汽流的主通道。动叶的工作条件比静叶更恶劣，因为它们还受到巨大的离心力和汽流激振力的作用。本机高、中、低压各级叶片均由其自带围带构成整圈围带，调节级叶栅还增加了第二层铆接围带。各级叶栅的叶型部分均未装拉筋，高中压各级的短拉筋都装在围带内两个叶片之间。 （1）动叶片的检修 动叶栅叶型部分的几何形状和工作环境均与静叶环类似，其检修方法也大同小异，本节不重述。 叶片的裂纹多出现在其叶型部向根部过渡区域、出汽侧和进出汽边受到腐蚀和冲刷的部位，以及铆钉头根部和拉筋孔周围表面。对深裂纹和断叶的处理，与静叶环不同的是，可以更换叶片，或用等量切除法处理。后者是将坏叶和对面对称位置上的叶片切去相等的长度和重量。这样，虽然损失了一点出力，但不影响转子平衡，不失为一种好的临时处理措施。 叶片常见的损伤是松动。松动原因可能是叶根尺寸形成的紧力不够、叶根销紧力不够、或铆钉头松动，也可能是轮缘槽裂纹或变形。如属前者，可更换叶根较厚的叶片或直径较大的销钉，重新捻铆或加焊铆钉头。如属后者，则应检修叶轮。 动叶片检修的另一重要项目是振动频率测量。测频工作由专门人员进行，并提交检测报告。本机动叶片除低压末三级外，都是不调频叶片，即允许在共振状态下工作而无需调频的叶片。频率不合格时，应对叶片（包括围带拉筋）和轮缘作进一步检查，并会同制造厂家拟定处理方案。重大操作应由制造厂派员实施或参与、指导。 （2）围带和拉筋 围带可因转子轴向位移超限、机组振动过大、材料或装配工艺缺陷等而发生下列损伤：进、出汽边或背弧严重磨损；裂纹或断裂飞出；铆钉头严重磨损、松动或断裂。这些问题，一般可在现场酌情处理，但应注意切不可造成转子质量失衡。 本机组的内置式短拉筋不会出现汽道中拉筋常见的损伤。 3、叶轮 本机组的高中压转子和低压转子均为转鼓式，除低压第六、七两级（正反向）有较大的整锻叶轮外，其他级的动叶均直接装在转子表面凸出的环台上，而末二级四个叶轮的刚性都很大，因而不会出现轮式转子叶轮可能发生的损伤，如装配松动、轴向膨胀间隙不合格、轮体变形等。叶轮（环台）检修应注重两个问题，即叶根槽的裂纹、变形，平衡螺钉或平衡块的松动。后者在现场容易处理，前者的修理则需有制造厂专人参与。 六、汽封检修及通流部分间隙调整 1、汽封检修 汽封是汽轮机本体中最易损坏的部件。汽封间隙本来就小，不管什么原因造成的动静碰磨，首先受损的就是汽封。其常见的损伤形式有：汽封齿磨损、变形、倒伏、断裂，汽封环端面损伤变形，弹簧片裂纹或弹性疲乏等。加以汽封环和弹簧片的数量甚多而又不宜互换，故检修时应仔细地按规程操作。 汽封环拆下后，应及时按装配位置进行标志或编号，以防复装时错乱。复装汽封环时应按拆卸时的编号顺序进行，不能装反或颠倒。对于汽封环弹簧片亦要求如此，不同材料、规格的弹簧片不能混用。 用砂布或油光锉将汽封持环上T型槽道内的氧化皮、锈垢和毛刺等清理干净，弹簧片上的锈垢也要彻底清理干净。 逐一检查拆下来的汽封环，发现有碰弯倒状的汽封齿，应用扁嘴钳将其校直，由于磨擦而变厚的汽封齿应进行修刮，使齿尖符合要求；汽封环的端部如打毛或打胀，应用锉刀将其修理符合要求，装在槽道内其接口处应无间隙。如汽封齿倒伏，磨损严重或汽封环端部损坏严重不能修复合格时，应予更换；如汽封环上的齿尖出现断裂现象也应进行更换。 弹簧片清理后应进行检查，如弹簧片的弹性消失或有裂纹，应按要求更换。更换的弹簧片应与规定要求相符。 更换新汽封时，一般是整圈更换，必要时可以半圈更换，应尽量避免单独更换一块。在无备品的情况下，可以单独更换损坏的某个汽封环。此时可以在原来换下来的汽封环中选择一块材质和规格相同，比原汽封环稍长且没有损坏的替换。 装复汽封环时，在未装弹簧片的情况下，汽封环应能松动、顺畅地在T型槽道内滑动，不得有任何卡涩现象。装上弹簧片后，应能用手推入槽道。装好后，用手按汽封环的内圆应能伸缩自如。 汽封环端面接触间隙的测量和调整。其方法是：将汽封环按装配要求装在汽封持环槽道内，从两端压紧后，用塞尺来检查，其接触端面0.05mm的塞尺应塞不进，否则要对端面进行适当的研刮，直到合格。 汽封环圆周膨胀总间隙的测量和调整。分上下两半分别进行测量，方法如下：汽封环在不带弹簧片的情况下装入两半汽封持环（或静叶环汽封槽）中，使其一端与持环结合面平齐，将平尺搁在持环结合面上，用塞尺测量另一侧端面与平尺间的间隙，如图 2-89所示，高度差h便是汽封环的圆周膨胀总间隙。该间隙应符合规定要求，否则要研修汽封环端面或更换长度适当的汽封环，直至合格。 轴封持环检修方法与静叶持环相同，不再复述。 2、汽封间隙的调整 汽缸内装有轴端汽封和静叶环汽封。汽封上半和下半的径向间隙可用贴胶布法测量；左右两侧的间隙（下半汽封），可用长塞尺测量。本机组通流部分汽封间隙的设计值见表2-1、2-2、2-3和2-4。 经过测量若发现某处汽封的间隙不合格，应对该处的汽封间隙进行修刮调整，方法如下： （1）如静叶环汽封环块为铜质材料，多数汽封齿间隙过小时，可将汽封环块用木楔塞紧（如图2-90所示），架设专用刀具车削。当个别汽封齿间隙过小时，可用如图2-91的专用工具手工修刮。 （2）当汽封架间隙过大时，对于黄铜或延伸性能较好的材料制的汽封环，可用捻、挤的方法使汽封齿伸出（只能在间隙相差较小时采用此方法）。对于新机组多采用修刮汽封环在洼窝中的承力面，同时修刮汽封环各弧段之间接触面的方法，使汽封环能整圈向转子中心方向移出。 图2-90 汽封环加楔子示意图 图2-91 修刮汽封片专用工具 1-静叶环；2-木楔；3-汽封零点；4-轴 （3）汽封环的径向间隙实际值在上、下、左、右四个方向是不相等的，汽封环的上下部径向间隙随着汽封环所处静叶环位置的不同而不同。造成间隙差异的原因，除了转子静挠度运行工况而变以外，还受机组安装运行中产生的多种因素影响。如：汽缸的弹性变形；汽机启停和运行中上、下缸温差使汽缸产生上翘曲；轴承油膜建立后，转子中心位置的偏移；凝汽器灌水和抽真空等。 综合上述诸因素，在汽封洼窝找中心时，汽封上部径向间隙应小于底部间隙。在转子挠度最大处的汽封环，其底部间隙应比其它部位汽封环底部间隙大，而上部间隙应为最小。当转子为顺时针旋转时，左侧间隙应较右侧稍大。上述原则要求，在安装和检修中应予满足。 上、下两半汽封环的径向间隙调整好后，还应按照图纸要求，留出汽封环的各个弧段间的膨胀间隙。一般在一个整圈中总的膨胀量达到0.2～0.3mm。 测量汽封轴向间隙通常与测量和调整汽轮机通流部分的间隙同时进行。测量时一般用塞尺或楔形塞尺，其测量位置应按制造厂规定选取。汽封轴向间隙的调整，可用轴向移动汽封持环或汽封环的方法。在汽封环与洼窝连接的凸肩两侧装设调整垫片，通过改变垫片的厚度，可进行单个汽封环轴向间隙的调整。 2、汽轮机通流部分的间隙测量和调整 （1）通流部分间隙的测量 通流部分间隙的测量应在静叶环找好中心后进行，也可在汽封间隙调整后进行。测量前，应将已修刮好的推力轴承装好，并将转子装于工作位置。 转子的工作位置，是根据制造厂对通流部分间隙的要求确定的。一般按叶轮进汽侧轴向间隙最小的一级，即汽缸内的第一级定位。推动转子，使推力盘与推力轴承的工作瓦块压紧，在第一级的进汽侧位于汽缸水平接合面处两侧的轴向间隙处放入塞尺，塞尺厚度应等于该处所要求的间隙值。如果间隙过大或过小，可根据各级轴向间隙情况，通过推力轴承定位机构或调整推力瓦内轴向调整垫片，使通流间隙达到要求值。 定位后，可用塞尺或楔形尺测量位于下汽缸水平接合面左右两侧各级的通流间隙。一般下汽缸通流间隙应在转子顺转方向相差90°处各测量一次：第一次在转子的危急保安器飞锤向上位置时进行，第二次将转子顺转90°时再测量。每次测量均应在推力盘与推力轴承工作瓦片压紧状态下进行。 对于叶顶汽封片的径向间隙，可用塞尺或贴胶布的方法检查。间隙应符合制造厂的规定值，否则应予调整。 （2）通流部分间隙的调整 当个别叶轮叶顶与汽封片的径向间隙过小时，应用修刮或车削汽封齿的办法扩大径向间隙。如间隙过大时可采取捻挤的办法，或更换汽封片后车削至间隙要求。 当个别叶轮进汽侧轴向间隙过大时，可以采用移动静叶环的办法进行调整。 本机组为反动式汽轮机，高、低压两个转子均为鼓式结构。汽缸均为内、外缸双层缸，且内、外缸和静叶持环均采用挂耳支承，底部为纵销定位。联轴器间均设置垫片，待通流间隙调整好后，测取联轴器间的端面间隙，按所测尺寸由制造厂加工垫片。 ①本机组是将低压缸调整至水平位置，用钢丝法或假轴找中心。当低压内、外缸和末两级静叶环中心找好后，吊入转子，复查中心并按制造厂给定的K值定位。该K值位于低压缸调阀侧第一级轴向动静间隙处。转子定位后，按一般测量通流间隙方法测取各级的通流间隙。制造厂给定低压缸的K值为29±0.13mm。低压缸通流间隙值，可参见图2-38和表2-3a、2-3b。 ②当低压缸找正和低压转子定位后，应以低压转子中心为基准，通过调整高中压转子位置，使联轴器中心按制造厂要求找正，并以高压缸内第一级的喷嘴与转子动叶栅的轴向间隙，按图2-36所示的K值定位。图2-37所示为中压缸通流间隙，表2-1和表2-2为制造厂给定的高压缸和中压缸间隙值。按图中所规定测量位置逐级测量，如间隙超过允许值，可以通过改变推力轴承或静叶持环轴向位置来调整轴向间隙。
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