10.2 汽轮机厂内总装配
10.2.1 概述
汽轮机厂内总装配的目的是把已加工好并经检查合格的零件和部套组合起来,使之达到规定的装配精度。根据汽轮机属于单件生产的制造特点,机组的装配精度是用修配法来保证的。因此在总装过程中修配工作量较大,而且装配精度与装配工人的技术熟练程度和责任心有关。汽轮机现场启动、运行的好坏与机组厂内总装配的质量有着密切的关系。我们希望厂内总装后所达到的精度能满足安装工地总装的要求,不允许在安装时出现返修的情况,因此厂内总装配必须按照要求严格进行。
1.汽轮机厂内总装配的基本要求
(1)各零件和部件在总装后应具有准确的位置,保证转动部分和静止部分的零件之间,应具有规定的轴向和径向间隙(即保证正确的通流间隙)。
(2)转子置入轴承后,应与静体部分保持严格同心,各转子的连接应使所有转子的中心线在垂直平面内形成一条平滑的连续的曲线,在水平面内形成一条直线,各汽缸的配置应根据转子连接的实际情况保持水平位置或倾斜一定的角度。
(3)各配合件以及滑销系统必须规定过盈或间隙,以满足热膨胀的要求。
汽轮机总装配时的工作内容与它的结构有着密切的关系。其机组的大小不同,结果也不同。因此,其装配内容也不同。大致来说,汽轮机的典型结构可分为单缸汽轮机和多缸汽轮机。汽轮机总装工艺与机组的大小结构有关,图10.1是典型的单缸汽轮机纵剖面图,该机组前轴承座单独落地,后轴承座与汽缸组成一体。前轴承箱内装有主油泵、危急保安器、径向推力联合轴承以及调节保安系统的一些其他部套。前汽缸的猫爪搭在前轴承箱上,在猫爪下面设有横键,前箱底部与基架间有纵向键,前箱与汽缸端有垂直键,这些键就构成了汽轮机的滑销系统。
图10.1 N25-35型汽轮机纵剖面图
2.单缸汽轮机的总装配工艺流程
(1)滑销系统的刮配及汽缸接配
(2)基架,箱体,汽缸上台就位,中心水平调整
(3)轴承安装及转子找中
(4)隔板、喷嘴、汽封体找正和装配
(5)转子定位、转子与静子(隔板,汽封等)之间通流间隙的测量与修正
(6)汽缸盖缸
(7)阀门、配汽机构安装及调节保安系统的安装
(8)油系统管路安装
(9)静态试验及盘车
(10)试车
如果不进行厂内空负荷试车,则第(8)项只安装汽轮机上的内部管路,不与试车台位上的管路连接。目前厂内只进行6MW及以下功率的汽轮机试车。
多缸汽轮机的总装配工艺大致与单缸汽轮机相似,但由于单缸汽轮机本体结构比较复杂,因此总装配时除了包括单缸汽轮机装配的基本内容外,还有一些特殊的装配工艺。如双层汽缸的装配、各汽缸的找中及各转子的找中连接等。
图10.2是300MW汽轮机纵剖面图,该机有两个汽缸,一是高中压汽缸,一是低压汽缸,均采用双层缸结构。高中压缸采用合缸结构,低压外缸分三段组合而成。全机有四个径向支承轴承,前轴承箱和中轴承箱都是单独落在基架上,低压前后两轴承箱与低压缸合成一体。推力轴承安装在中间箱内。
图10.2 300MW汽轮机纵剖面图
现在东方汽轮机厂135MW等级机组、200MW机组、300MW机组和600MW机组等在厂内总装均采用分缸装配。与机组整体装配相比较,它减少了轴系找中和两个汽缸找中的步骤。分缸装配的优点是:缩短装配周期,提前向电厂发货,便于厂内组织生产,减少装配场地。缺点是:由于分缸装配所引出的工艺问题难度大,两缸之间的衔接部位的一部分工序留到了电厂安装时才能做。如转子对轮调整垫片需等待电厂通流后才能定出尺寸。厂内加工完毕送往电厂,对轮螺栓孔的铰孔需在电厂安装时现场铰制(现转子及对轮螺栓孔均采用数控机床加工,因此在现场可不铰孔)。按照上述的300MW机组厂内装配时,采用的装配方式是:低压模块装配和高中压模块分别单独进行总装。
3.300MW汽轮机机组高中压模块的总装配工艺流程
(1)滑销系统的刮配及喷嘴组安装
(2)前、中轴承箱安装及找正
(3)高中压外缸上台就位找正及负荷分配
(4)高中压汽缸找中(包括内缸找正)
(5)安装轴承和转子找中及主油泵安装
(6)隔板套、隔板、汽封安装及找正
(7)转子定位,粗测通流间隙
(8)配车隔板,汽封
(9)安装推力轴承
(10)精测通流间隙
(11)清理汽缸复装及盖缸
(12)轴系中心复测,幌度检测,连轴器铰孔及配螺栓
(13)安装前箱调节保安部套及油管路
(14)安装试验用外部油管路及静态试验
4.300MW汽轮机机组低压模块的总装配工艺流程
(1)低压外缸接配及基架安装
(2)低压外缸上台就位找水平,中心及负荷分配
(3)低压内缸、进汽室安装找正
(4)安装轴承和转子找中
(5)隔板、汽封安装及找正
(6)转子定位,粗测通流间隙
(7)配车隔板,汽封
(8)精测通流间隙
(9)清理汽缸复装及盖缸
(10)安装低压缸后部盘车装置
(11)安装试验用盘车油管路及盘车试验
双缸汽轮机一般不作厂内试车。盘车及静态试验后就解体,油漆防锈,装箱发货。
10.2.2 总装前的准备工作
汽轮机总装配之前要有许多准备工作,主要有:装配台位的准备,装配工具、工装的准备,工艺文件的准备,所有装配的该产品零部件配套准备清点等。只有做好了这些准备工作,才能使总装工作顺利地进行。
1.装配台位的准备
汽轮机的总装配一般都在装配台位上进行,汽轮机厂内装配台位大都是用垫箱搭成的,它根据机组的大小搭成不同的高度和形状,以便适应不同类型汽轮机的装配。垫箱是箱式的六面体,它是由铸钢或铸铁件(或焊接件)经加工而成的,现在也采用钢筋水泥垫箱,上下面铺有钢板,这种垫箱的应用,大大地降低了垫箱的制造成本。
为了便于装配人员的工作,装配台位应根据所装机组的外形,在垫箱的四周用支柱和槽钢等搭建成框架(或搭建脚手架),上面铺设花纹钢板(或木板),建成平面工作台,平台面的高度应低于汽轮机汽缸水平中分面的高度,其汽轮机装配平台如图10.3所示。
A−A视图花纹钢板
图10.3 汽轮机台位布置图
小汽轮机总装完成后需要进行动入蒸汽空负荷试车,则应搭建试车台位,布置安装蒸汽管道系统和抽排汽真空系统及油系统(有些小机自带油系统)。大型汽轮机在厂内不试车,但须进行静态试验、顶轴试验、盘车试验,因此,要建立油系统。对于大机组如果要进行分缸装配,则按机组高中压和低压结构建立分缸装配台位。
在进行汽轮机总装配前,首先必须清理总装场地,检查装配台位上的平面千斤顶布置,清理支承面,然后进行装配。
2.技术文件的准备
技术文件包括参加装配机组的全部图纸和必要的工艺文件。例如厂内总装配工艺规程及有关部套的装配工艺规、操作指导书、PC记录卡、产品证明书、产品解体发货时油漆汇总表、装箱清单及有关清洁度标准等。
3.装配工具的准备
汽轮机总装配比较复杂,钳工修配工作量又较大,因此,除了配备一般的钳工工具之外,还需要配备一些专用的工具及装备。例如专用的起重工具、调整位置工具、找中心工具等。
(1)起重工具
由于汽轮机的转子,汽缸等零部件体积大而重,为了保证起吊的安全与就位的准确,需要配备有超慢的起重行车。在起吊转子时,为了使转子起吊后便于较正水平,必须配备专用的起吊横梁,横梁下部吊架有可调螺杆,用以调整转子的水平位置。吊架与横梁间可根据转子起吊部位调整,如图10.4所示。另外,装配车间起重行车的起吊吨位应满足所装机组最重零部件的起吊翻身要求,对于整机(如快装式小机)或一个模块式部分(核电高压模块)发货的应满足整个重量起吊要求。所有起重工具在使用前均应进行仔细检查,所有钢丝绳的直径应根据起吊重量,按安全起吊规程选用并应检查其安全性,以确保起吊时的安全。
(2)调整位置的工具
汽轮机下半汽缸轴承箱等在台位上就位后,为了调整汽缸或轴承箱中心及水平,需要在水平或垂直方向上小距离的调整。因此要求需要用调整汽缸,轴承箱位置的工具。图10.5是调整高低位置的工具,该工具置于垫箱和基架之间,图10.5(a)是平面千斤顶,一般可调高度为0~15mm;图10.5(b)是塔式千斤顶(或是油压千斤顶),可调高度根据大小而定,该工具置于汽缸下部抽排汽管道与垫箱间。
图10.4 转子起吊横梁
图10.5 高低位置调整工具
图10.6是调整水平方向位置的工具,称为紧定架,它不但可调整汽缸或轴承箱位置,还可在位置确定后起固定作用。
图10.7是压紧装置,它的作用是在汽缸、箱体等中心,水平调整完毕后,将其固定在台位上,防止在吊装其他部件时跑偏。
(3)找中心工具
当汽轮机总装时对静子各部分找中心的工作量很大,根据所使用的找中方法,配备所使用的找中工具,如钢丝找中装置、假轴、光学仪器等。
(4)其他工具
根据所装机组的结构特点而设计的专用铰孔刀具、测量工具、钳工用电动或气动修磨工具及其手工刮研工具,如平板、平尺、盒象水平仪等。
4.汽轮机零件和部套的准备
根据产品部套目录和图纸明细表所有需要参加总装的零件和部套,应及时准备好并送到总装车间,所有零部件必须完整无缺,都应具有检查合格证。
图10.6 紧定架
图10.7 压紧装置
5.总装质量的控制和检查
装配现场检查工作十分重要,为了保证产品的装配质量,除了装配钳工的自检或互检外,还须配备专职的检查人员,对装配过程的每道工序进行检查,并作好质量检验记录、PC卡记录以及产品证明书的总装配记录。要求一些重要的工序,如滑销系的修配、汽缸找中、转子找中、隔板找中、通流间隙测定等检查如果不合格则不允许进入下一道工序。汽轮机厂内总装配必须按本厂规定的技术标准和有关国家标准执行。
10.2.3 汽轮机静子部分装配
汽轮机静子部分装配包括汽缸、喷嘴室、隔板、隔板套、汽封、轴承箱、基架等部件的装配。静子部件是在汽缸组合好以后,将下半汽缸放置在装配台位上进行的。
1.汽轮机滑销系统的装配
滑销系统是由轴承箱与基架间的键与键槽,轴承箱与汽缸间的键与键槽,汽缸内外缸间的键与键槽,定位凸肩与凹槽等组成的。汽轮机滑销系统是在厂内总装配过程中装配的。
滑销系统的作用是使汽轮机在运行过程中(从启动到停机)引导整个机组按预定的方向自由的胀缩,从而保证转子和静体的中心位置和各处轴向及径向间隙在胀缩过程中满足要求,达到安全运行的目的。因此,滑销系统的装配是很重要的。
汽轮机从冷态到热态,或者从全负荷到冷态的过程中,它的热胀冷缩现象是很严重的。以300MW机组为例,机组从冷态到热态在前箱轴向的膨胀量大约有三十多毫米。由此可见,如果汽轮机在运行时热膨胀受到任何阻碍,都会产生严重的后果,它不仅会使汽轮机内部产生很大的热应力,破坏在总装配式的找中,甚至会导致主轴弯曲,造成转子和静子部件发生碰磨。
图10.8是300MW汽轮机的滑销系统简图,汽轮机前轴承箱、中低压间轴承箱、后轴承箱与基架之间有纵向键。此外,对于低压轴承座在低压外缸上的汽轮机,其低压外缸与基架之间亦有一纵向键,在中低压轴承箱与基架之间有一横向键。中箱上纵向键与横向键的交叉点即为汽轮机的膨胀点。此外在低压外缸与基架之间有横向键,该横向键与汽轮机纵向膨胀中心线相交构成了另一死点。为了防止轴承箱在膨胀过程中发生翻转,在轴承箱的四角设有压板,装配要注意压而不死。同时在内外缸之间也设有纵向键和横向键用以限制内缸相对外缸的膨胀方向。在汽缸的猫爪和轴承箱、落地式汽缸与基架之间设有压紧螺钉,装配时要注意压而不死并留有合适的膨胀间隙。汽缸与轴承箱之间的定位多采用立键与横键结构(如图
10.8所示),此外在前箱和汽缸之间多采用H型梁结构(如图10.8所示)。
图10.8 300MW机组滑销系统简图
汽轮机滑销系统的装配是汽轮机总装中最重要的一个内容,装配时必须根据有关零、部件找中定位后谨慎配制。各滑销以及键槽表面磨平整光滑,没有凹凸不平或麻点,与一级平板刮研时表面接触磨达4~5点/25×25mm2,滑动面之间接触面积应大于75%,各部位的间隙应符合规定的技术要求。间隙太小会产生紧力,滑销就要咬住而妨碍自由膨胀;间隙太大将破坏滑销的正常的导向作用,严重的会影响机组自由膨胀,停机就会产生过大的负胀差,造成机组震动,危及机组的安全运行。
对于汽缸与轴承箱的立键定位,必须在找正汽缸与轴承箱的相对中心后才能进行。
2.汽缸的组装
汽缸是汽轮机所有零件中尺寸最大、重量最重的零件,汽轮机汽缸一般都是由上下两半组成,汽缸根据汽轮机的蒸汽压力逐渐降低而分成高压缸、中压缸和低压缸。
大型汽轮机的低压缸一般分成几段,由几个垂直结合面组成。低压缸一般是焊接缸。东方汽轮机厂的300MW机组低压缸分成三段,都是焊接件,如图10.9所示。它还有低压内缸(也是焊接件),它属于双层缸。
图10.9 300MW低压外缸
大型汽轮机的高中压缸,有分缸,也有合缸,即高中压缸组成一个外缸。如东方汽轮机厂的300MW机组、600MW机组等均为高中压合缸机组。一个高中压外缸,内部设有高压内缸,中压内缸(或是隔板套),但1 000MW机组是分缸机组,分成高压缸和中压缸两部分。高中压缸均是采用铸件。
小型汽轮机一般是单缸,由于蒸汽压力和抽排汽等原因,为了便于汽缸的制造和使用不同的材料,汽缸往往又具有一个或几个垂直结合面。
因此汽轮机的组合包括水平中分面的结合及垂直结合面的组合两个方面。
根据汽轮机的结构,组合方法有两种:平面组合和圆筒形组合。
(1)平面组合
所谓平面组合是先进行垂直结合面的组合,使汽缸装成上下两半,然后装入转子,最后将上半汽缸盖合。大多数汽轮机都采用这种方法。垂直结合面连接时要同时校准汽缸水平中分面的高低及前后汽缸的同心,要求汽缸的水平中分面的高低差不大于0.05mm,中心偏差不大于0.10mm。
下面以300MW机组低压外缸前、中、后部接配为例说明其工艺过程。
① 调整工艺基架水平。
② 清理低压外缸各结合面。
③ 吊装低压外缸中部各段于相应的工艺基架就位。
④ 下半低压外缸初步找正:三段汽缸分别以水平法兰面交接处外侧为基准,初步调整汽缸横向水平,汽缸中分面接平,允差0.02mm以内。在三缸的垂直法兰面上穿入所有的螺栓,每个法兰对称紧固2~3个螺栓。
⑤ 以低压外缸前部为基准,建立钢丝基准,以找正的钢丝为基准,找正低压外缸后部,然后利用低压缸顶缸装置调整低压外缸中部,使外缸中部螺孔与前后部对齐。合格后紧固垂直法兰面所有连接螺栓。
⑥ 复测汽缸中心合格后,安装销套到垂直法兰面销套孔内,并按照图纸要求安装定位销。
⑦ 将上半汽缸各段吊放在对应的下半汽缸上就位,装入中分面定位销,把紧1/3的螺栓,检查中分面间隙应达到0.05mm塞尺不得塞入。
⑧ 检查汽缸前后部上半垂直法兰面间隙是否符合设计要求,合格后紧固垂直法兰面螺栓。
⑨ 安装上半汽缸垂直法兰面销套和定位销,要求同下半法兰面销孔。
⑩ 松开汽缸水平中分面螺栓,取出销子吊开上半汽缸。
对于平面组合的汽缸,垂直结合面组合一般是永久性的。对于小型汽轮机,垂直结合面装好后一般不再拆开,因此在装配时,螺栓的紧力一定要达到设计要求,另外装配时垂直法兰面应涂密封涂料。只有大型汽轮机的排汽缸(即低压缸)为了运输方便,在厂内总装后还需拆开,运到电厂工地后重新组合。
(2)筒式组合
筒式组合的汽缸形式有两种。一种汽缸没有水平结合面,它由前后几个圆筒形汽缸段所组成;另一种汽缸既有垂直结合面又有水平结合面,装配时先将前后各段组合成圆筒形(水平结合面先组合)装入转子后再将各段汽缸的垂直结合面组合起来。
筒式组合法先将一段圆筒形汽缸安置在组装平台上,垂直结合面向上,然后以假轴进行找中,找中装入转子,最后装上另一半汽缸,将垂直结合面组合好,如果垂直结合面上有定位凸缘就不必再用假轴(或钢丝)找中。筒式组合一般都是将透平机械的中心线垂直放置进行装配的,因此又称为立式组合。这种方法的优点是:可以避免汽缸本身的静挠度影响,但如果汽缸尺寸太大,采用这种组合方法较困难。因此,筒式组合一般用于燃汽轮机的气缸组合和增压器的装配。
汽缸组合后结合面应紧密贴合,以防工作时漏气。汽缸结合面的间隙是衡量结合面严密性的重要指标,一般汽缸水平和垂直结合面连接后应符合表10.2的要求。
3.轴承箱与汽缸找中定位
在机组滑销系统配刮后,机组开始吊上总装台位进行装配。首先是轴承箱与汽缸的找中定位。使汽缸与轴承座的中心线都位于同一垂直平面之内,并以端键来定位。
表10.2 汽缸结合面的连接要求
轴承箱与汽缸定位时应进行找中心和水平,同时进行汽缸负荷分配以及箱体与汽缸的开挡尺寸、轴承箱座之间的标高确定,这几方面都应满足设计要求。现以300MW汽轮机高中压缸与轴承箱找中为例,说明这个工艺过程。
(1)将前、中轴承箱吊上台位就位,高中压外缸吊上台位,由塔式千斤顶支承汽缸管口,以合象水平仪及水平尺校准中压轴承箱中分面水平(通过调整工艺基架底部平面千斤顶高度,要求水平中分面四角的水平误差不超过 0.04mm/m,并且纵向水平前扬,横向水平前后方向一致)。
(2)安装钢丝找中装置,以中箱轴承座和油挡洼窝中心为基准找正钢丝,要求钢丝相对洼窝中心偏差小于0.02mm,建立基准钢丝线。然后以钢丝为基准找正前箱油挡和轴承座洼窝,要求左右中心偏差小于0.02mm,前轴承箱下部中心比中箱轴承座中心的差值应满足设计值的要求。并且中分面水平调整与中箱一致,调整两轴承座开档距离满足设计值要求。
图10.10 中心找正示意图
(3)以两轴承座洼窝为基准,调整钢丝中心,保证钢丝相对洼窝中心偏差小于0.02mm。(4)以钢丝为基准找正汽缸中心,并调整汽缸横向水平与轴承箱水平方向一致,与轴承箱开挡尺寸符合设计值。
(5)分别吊入高、中压内缸就位并找正。
(6)分别扣合高、中压内缸上半和高中压外缸上半进行合缸找中调整。
(7)做高中压缸前猫爪垂弧试验,要求左右猫爪的负荷差值小于8 000N。
(8)配准汽缸与轴承箱之间端键与键槽板间的调整垫片。在中心调正后,实测键与键槽的间隙,配磨垫片厚度。
(9)测量汽缸内孔各挡中心值并记录。
(10)吊下上半汽缸。
(11)测量下半汽缸各挡中心值和汽缸中分面水平值并记录。
上面过程中所提到的中心找正示意图如图10.10所示。如果千分尺测量值a=b=c+f,说明钢丝与汽缸测点洼窝已经同心。其中f为钢丝的挠度值,可用专门的公式计算得出。
4.隔板装配
当汽轮机运行时,隔板两侧具有一定的压差,隔板要承受较大的轴向推力。当汽轮机启动时,由于隔板受热较快而与汽缸产生相对膨胀,因此为了保证转子与隔板之间具有正确的径向和轴向位置,隔板的装配应满足下列条件:
(1)隔板应牢固地装于汽缸或隔板套中,接合面应保持良好接触,以防止蒸汽沿隔板外缘及水平接合面泄漏。
(2)隔板应与转子保持同心,隔板汽封与转子间的径向间隙必须是均匀分布。
(3)隔板装配后应能自由膨胀,并与转子保持规定的间隙。
如图10.11所示为隔板装配时接触面的汽密性是由隔板出汽侧外缘与汽缸槽准确配合以及中分面的良好贴合来保证的。隔板与转子间的同心度要求是用钢丝找中保证的。隔板与汽缸间自由膨胀是在隔板装入隔板槽时,留有足够的径向间隙和轴向间隙加以保证的。汽轮机的隔板有时安装在隔板套内。采用隔板套的目的是为了简化汽缸的内部形状,便于设置抽气口。对于大容量机组,无论是隔板或隔板套,它们与汽缸中分面之间的支承大多采用Z字或L形悬挂销,其结构如图10.11所示(图中为Z型结构)。这种支撑方式也叫做中心线支撑方式,它的好处是隔板的支承面与中心线在同一个平面内,无论在机组从冷态到热态,还是热态到冷态的过程中,隔板无论如何膨胀,始终能够与汽缸保持同心。
隔板的组装和找中是在汽缸找中和转子找中后进行的。装配时支承垫片A面应接触均匀,使用0.03mm的塞尺不得塞入,所用垫片最多不得多于三片,悬挂销外圆应与挂耳严密接触。具有轴向定位销的隔板在装配前应利用铜楔或木楔将隔板出汽边紧贴汽缸的定位面上,才进行隔板中心的测量和调整工作。隔板的中心调整工作可分为水平调整和左右中心的调整。
图10.11 300MW隔板悬挂销结构
(1)隔板水平调整
将装好悬挂销的下隔板吊入汽缸的隔板槽中,悬挂销与汽缸中分面间垫入留有加工余量的垫片,其厚度分别为x1、x2,如图10.12所示。用水平尺和塞尺量出汽缸中分面与隔板中分面之间的距离。如果汽缸中分面与隔板中分面之间的距离左右两侧分别是为A和B,用钢丝找中装置测出中心,隔板汽封洼窝中心水平和垂直方向的读数为a、b、c,调整隔板的左右位置,使a =b,这样就可以求出隔板的Z开悬挂销下垫片厚度的修正量Δx1、Δx2,式中,Δy或钢丝与转子在该点处挠度差值。如果钢丝挠度小于转子挠度,则Δy为正值;如果钢丝挠度大于转子挠度,则Δy为负值。校正后应分别记录各级隔板的垫片实际厚度,然后配准产品垫片。隔板校正时必须注意钢丝找中装置相对于轴承箱中心的位置与转子找中时的测量的转子与油挡洼窝中心值严格一致,然后才能对隔板及隔板套进行校准。
(2)隔板左右中心调整
为了使隔板与转子中心线处于同一垂直平面内,在汽缸与隔板的底部之间装有一只定位键,用于隔板定位。定位键的配制也和立销相似,采用修配法。如图10.13所示为调整定位键的情况,装配时先在下隔板的底部放入一只左右对称的工艺健,然后将下半隔板吊入隔板槽内,并使工艺键进入汽缸隔板槽的键槽内,再用钢丝、千分尺测得a、b、c,在一般情况下隔板都是偏心的,即a ≠b,但此时隔板键槽和汽缸键槽的位置是对准的。因此产品键每边的偏移量应为:
图10.13 隔板下部定位键的装配要求
根据Δb配制好定位键后装入下隔板键槽内,并把紧螺钉,使之与隔板固定,然后将隔板放入汽缸内,再用钢丝复校隔板中心,如果产品键配制正确,当产品键落入隔板槽的键槽后,新测a、b值相等。但因配磨等偏差,绝对相等是不可能的,因此给定公差范围在调整底键后,悬挂销底部垫片也应配磨,最终保证隔板相对钢丝中心a−b= ±0.10,c− (a+b)/2=±0.05。
在隔板装配时定位键的间隙应符合图10.13中规定。要下半隔板与汽缸找中后,上半汽缸应根据悬挂销顶面高出汽缸水平中分面的距离修正压板的尺寸,要求保持c1=0.5~1.5mm的间隙,并将压板与汽缸上半部紧固好。
(
10.2.4 汽轮机找中心
汽轮机厂内总装配时的大量工作是以各零件、部件的相对位置进行调整,总装配时找中心则是调整的主要内容。在讨论汽轮机找中心时,应先熟悉以下有关术语:
·汽缸中心线:是指汽缸前后汽封洼窝中心的连线。
·转子中心线:转子自由地放在轴承上,在其自重作用下弯曲时,转子几何中心所形成的一条曲线。
·轴承中心线:指轴承箱挡油环及轴承座洼窝的中心连线。
·汽轮机中心线:是指各转子连接成轴系时,其中心所形成的一条曲线。
·转子中心线与汽缸中心线的找中:指转子中心与汽缸中心在前后汽封洼窝处找正到同心。
1.汽轮机找中心的目的及要求
汽轮机找中心是总装过程中的一项重要而细致的工作。由于大型蒸汽透平的级数很多,因此对各级隔板找中的工作量是相当大的。汽轮机在运行状态下,转子与静体之间保持准确的同心度,是保证汽轮机可靠运行的基本条件之一。如果转子中心和静体中心不相重合,会使机组产生振动,轴瓦表面产生单侧磨损,严重时甚至造成转子与静体间的互相碰擦,汽封齿磨损而使气封漏汽量增加。因此对汽轮机的找中提出了严格的要求。
(1)汽轮机找中的要求
① 汽轮机在运行状态下,各转子中心线应在同一垂直平面内,也就是说,要求汽轮机各汽缸、隔板和轴承的中心沿纵向都处于同一垂直平面之内。
② 当轴系连接后(包括发电机转子),各转子的中心线在垂直平面内应形成一条无折点的平滑曲线。而汽缸和轴承座应按照转子的连接方式,安置成水平或成一定的倾角,使转子和静体之间保持同心,如图10.14所示。
③ 汽轮机在满足负载变动的情况下均能可靠地运行,轴承座的振动值应在允许的范围内。
图10.14 汽轮机发电机组找中
(2)汽轮机找中心的主要内容
① 轴承座与轴承座找中心。
② 汽缸与轴承座找中心。
③ 汽缸内部所有静止部分的找中心,其中有:内外缸找中心;隔板套、隔板找中心。
④ 高压、中压以及低压转于间的轴系找中心。
⑤ 转子与其他部套,如调速器、主油泵等之间的找中心。
2.汽轮机找中心的方法
汽轮机找中心的方法有很多种,根据不同的具体情况选用不同的找中方法。在小型工业汽轮机装配中,有时可直接用转子本身来测定转子与静体的同心度。而电站汽轮机厂内总装配或安装时大都采用拉钢丝找中和假轴找中,或光学找中装置。
(1)拉钢丝找中
拉钢丝找中的基本原理是应用一根沿着汽轮机中心线水平地拉紧的钢丝,把它当做汽轮机的假想中心线,然后按钢丝的中心来找正汽缸和轴承座的中心。拉钢丝找中时应预先校准气缸中分面的水平,图10.15为拉钢丝找中时的示意图。钢丝最好选用质地较好的琴钢丝,钢丝直径为0.5mm,为使钢丝拉紧,它的一端固定,另一端加一重锤。测量方法是用内径千分尺从左右两侧测量洼窝表面到钢丝的距离a及b,如图10.15所示,当调整到a =b就算合格,一般允差为0.03mm,在粗找中时允差为0.2mm左右。用同样的方法依次对各轴承座轴承洼窝、汽缸两端汽封洼窝和隔板汽封洼窝进行测量和校正,直到符合要求为止。这时就可认为各汽缸、隔板和轴承座洼窝的纵向中心处于同一垂直平面上。接着进行各汽缸和轴承座在垂直平面中高低位置的找中。为了保证各转子中心线的连线形成一条平滑的曲线,要求汽缸、轴承座、隔板的洼窝在垂直方向的尺寸c应符合下式:
图10.15 汽轮机拉钢丝找中
c =(a +b)/2+ f0−fx
式中 fx——测量截面处钢丝挠度;
f0——所测量截面转子的挠度。拉钢丝找中时为了便于测量,可采用如图10.16所示的导电测量方法。导电测量方法可采用光信号及声信号,将工件及钢丝分别接在电路上,测量时只要内径千分尺刚与钢丝接触,电流就接通,如果电路上接上电铃或灯泡就可听到声音或看见灯泡发亮。导电测量的优点是:测量比较迅速,但是必须使工件与钢丝及其连接件之间保持绝缘。
(2)假轴找中
假轴找中是利用一根特制的假轴来代替转子进行找中,假轴通常是一根光轴,可用150~200mm直径的厚壁钢管或几段铸造钢管焊接后加工制成,如图10.17所示。为了提高找中精度,对假轴本身的制造精度有一定的要求,一般要求它的偏心度不得超过0.02mm,椭圆度不得超过0.01mm,并经过适当的除应力处理。为了保证精度,假轴必须妥善保管并作定期检查。我们希望假轴的静挠度能等于或接近于转子本身的静挠度,这样就不必考虑静挠度对找中的影响。与假轴配合使用的还有支架,找中时为调整方便,支架通常制成可调节的,图10.18为汽轮机总装配时使用的一种支架。也可做成两端与转子轴颈等径的假轴,直接由轴承支承。
(
图10.16 拉钢丝找中时导电测量
图10.17 找中用假轴
图10.18 支架
找中时预先校准汽缸水平,然后将支架固定在汽缸两端前后汽封挡处,并以前后汽封洼窝为基准,调整假轴与基准洼窝的同心度。通过调整支架上的三个支承螺栓来调整假轴位置,从而改变假轴的中心达到找中的目的。测量时用千分尺测出a、b、c三个读数,如图10.19所示,只要使a=b=c,假轴中心就与洼窝中心重合。如果测量的读数不相等,可根据下式进行调整。
s =(a−b)/2 h =(a+b)(/2−c
当s>0时,假轴应向左移动;s<0时,假轴应向右移动。当h>0时,假轴应向上移动;h<0时,假轴应向下移动。
图10.19 假轴找中示意图
校准好假轴与基准洼窝的同心度后,可以对汽缸内各级隔板洼窝或轴承座洼窝进行找中。但这时应调整隔板或轴承座的位置,使之与假轴同心。当假轴实际静挠度与转与静挠度不一致时,则垂直方向的尺寸c值应加以修正。3.转子扬度的测定和轴系的找中方式(1)转子扬度的测定
汽轮机及发电机转子,由于本身重量而产生静挠度,使转子中心线成为一条曲线。如果转子的重量是对称分布的话,当转子水平放置时,则在转子轴颈的两端产生大小相等、方向相反的倾角,工艺称之为扬度δ 。转子的静挠度通常是由设计部门提供的,轴颈两端的扬度可以通过实测来确定。确定转子扬度的目的是为了使汽轮机静体中心线与转子中心线保持一致,从而使汽轮发电机组轴系的中心线形成一条连续的光滑曲线。转子扬度用全像水平仪测量。水平仪的精度应不低于0.1mm/m,即水平仪上每一格刻度代表在1m长度内垂直方向相差0.1mm。在测量时先将轴颈和水平仪底部擦拭干净,然后把水平仪安放在轴颈中部,使横向气泡保持在中间位置。由于转子存在一定的扬度,所以纵向气泡必然是偏移的,这时可以调整水平仪的千分螺丝,使纵向气泡保持在中间位置,并记录水平仪的读数,然后将水平仪掉转180°,放在原来的位置上,以同样的方法记录第二次读数,两次读数的平均值即为转子的扬度。
(2)转子按联轴器找中
转子按联轴器找中是进行轴系连接前必不可少的一道工序(厂内连装双缸机组需要进行,而分缸装配或单缸机组则不进行)。转子按联轴器找中心时,可以根据联轴器的具体结构,采用不同的找中心工具。
转子按联轴器找中,对单缸汽轮机来说就是汽轮机转子和发电机转子联轴器间的找中,因此厂内总装配时不进行此项工作。对于双缸汽轮机,则包括高压转子与低压转于之间的联轴器找中,低压转子与发电机转子的联轴器找中。不论是汽轮机转子间的联轴器找中或汽轮机转子与发电机转于间的联轴器找中,其方法都是相同的,但不同形式的联轴器找中时允许的误差也不相同。
转子按联轴器找中时为了获得正确的结果,必须使两个转子旋转相同的角度,保持测点在两联轴器上的相对位置不变,这样就消除了由于联轴器本身表面粗糙度和不垂直度所引起的误差。或者一转子不动,盘动另一转子,然后将原不动转子旋转180°,再次盘动另一转子。将两次所测数据平均计算得出结果也可消除联轴器本身的形位公差所引起的误差。
找中时可以在联轴器端面同时安装两只百分表,在联轴器径向安装一只百分表。开始找中前将百分表指针调整到零位,然后按转子旋转方向盘动转子,在0°、90°、180°、270°时记录百分表的读数,如图10.20所示,再转至360°原位时百分表的读数。将以上四个位置的测量数值综合成如图10.21所示的记录数据。
其中
上述的测量数据是否正确,可用下式进行检查:
图10.20 联轴器找中示意图
这样,根据测得的数值可以求得两联轴器间的中心误差:端面上下张口b=B2−B4;端面的左右张口b′=B1−B3;圆周高低偏差a = (A1−A3)/2;圆周左右偏差a′=(A2−A4)/2。取得以上的正确数据之后,就可以计算出轴承的调整量,如图10.22所示。轴承的调整量可根据三角形相似原理得出,因此要使两联轴器端面平行并同心,应该使1号、2号轴承向上移动。
图10.21 记录数据示意图
图10.22 轴承的调整量示意图
1号轴承的调整量为:
2号轴承的调整量为:
上式同样适用于水平方向的调整。调整方法一般是改变轴瓦下面的可调垫片的厚度,如图10.23所示为常用的三垫铁轴瓦,改变垫片厚度可使轴瓦中心位置移动,其调整量可用下面的方法计算。当轴瓦水平调整ΔL时,垫片调整为ΔLcosα;当轴瓦垂直调整ΔH时,垫片调整为ΔHsinα。如果转子与挡油环洼窝中心是正确的,则可用改变轴承座的高低以及左右移动轴承座的位置来调整中心。
图10.23 三垫块轴瓦的调整
10.2.5 轴承的装配
1.推力轴承装配要求
在汽轮机中采用的推力轴承形式很多,但它们的装配方法大致相同。推力轴承的位置、推力本身在轴承座中的位置就决定了汽轮机通流部分的轴向间隙,所以推力轴承的装配是在转与安置于下汽缸并定位后进行的。图10.24是汽轮机中常用的推力轴承。反向推力瓦反向推力瓦
图10.24 推力轴承
推力轴承具有一个球形的轴承体,由于轴承体的球面能自动调整中心,从而使推力轴承推力盘的压力能均匀地分布在各个推力瓦上。为了固定转子的轴向位置,推力盘两侧都有推力瓦块,推力轴承的推力瓦块是用销钉浮动地与定位环连接的,推力盘与非工作瓦块之间须保持一定间隙,这个间隙通常称为转子的油隙。油隙的大小可用改变定位环的厚度来调整,一般大型汽轮机为0.4~0.5mm左右。油隙过小,可能引起推力轴承中油温增高或出现摩擦痕迹。间隙过大,在汽轮机负荷突然发生变化时可能会使推力瓦块受到冲击,或者使转子与静止部分相碰。
汽轮机的推力轴承装配时应满足下列要求:
(1)推力轴承的轴向位置,应该与转子的正确位置相适应。
(2)推力瓦块应与转子的推力盘良好接触,且推力盘传递于瓦块上的轴向力,应均匀分布于瓦块的整个工作面上。
(3)推力轴承中应有适当的油隙,以保证轴承的正常工作。
(4)装配时必须注意对准轴承的润滑油进出口油孔,并使油路畅通,防止油孔阻塞而烧坏轴承。
因此,在装配时,转子定位后,通过配准定位挂环来保证瓦块与推力盘的间隙,通过配准调整环来保证推力轴承轴向位置。
2.支持轴承的装配
支持轴承安装到对应轴承座上时,先实测轴承座洼窝直径,按该尺寸配车轴承外圆垫块后,安装到轴承箱座上,吊入转子,根据转子中心进行刮研调整。
安装好的推力轴承要满足以下要求:
(1)轴承外圆垫块与轴承座接触80%以上,四周0.03mm塞尺不得塞入。
(2)在轴承安装好以后,用塞尺测量轴颈相对轴瓦的左右侧隙,用压铅法测量轴承顶隙。如图10.25所示,在轴颈的适当位置,放置几段长约60mm、粗1.0~1.5mm的铅丝,与这些位置相对应的下轴瓦水平接合面上,也放上同样规格的铅丝。盖合轴承,并均匀拧紧水平接合面上螺丝,把铅丝压扁,然后拆开,用千分尺测出全部压扁了的铅丝厚度,计算出轴颈与轴承之间的间隙α。(注:α =轴颈铅丝厚度平均数−轴瓦两接合面铅丝厚度的平均数)
图10.25 上轴承顶部间隙的测定
1—上轴承盖;2—上轴承;3—铅丝
图10.26 上轴承盖与上轴承紧力的测定
(3)轴承盖与上轴瓦之间要求有足够的紧力,轴承盖自由地压在上轴瓦上,在未拧紧接合螺丝的情况下,轴承盖和轴承座的水平接合面之间,要有一定的均匀间隙。当螺丝拧紧之后,这个间隙就被消除,并使上轴承盖紧紧地压在上轴瓦上,这样,上、下轴瓦之间就有了一定的紧力。要使轴承盖具有一定的紧力可以在轴承顶部的垫块内加垫片,或均匀地修刮轴承盖的水平接合面。球形轴承没有调整垫片的装置,因此只有修刮水平接合面而不许在球面顶上加活动垫片。轴承盖上轴瓦之间是否有预期的紧力也可以用压铅丝法来测定。测定的方法是在上轴承顶部及下轴承水平接合面上放铅丝,如图10.26所示。扣上轴承盖并均匀地拧上螺丝,然后再松开螺丝,分别测量被压扁了的铅丝的厚度,即可得出轴承盖上轴瓦的紧度,其大小等于两侧铅丝和的平均数减去上轴承顶部铅丝的平均数。即:
c = (a1+a2+c1+c2)/4−(b1+b2)/2
如果c>0,说明轴承盖与上轴瓦之间具有紧力。如果c<0,则说明轴承盖与上轴瓦之间有间隙存在,上轴瓦没有获得一定的紧力,仍须修配调整直到满意为止。各个轴承的紧力都必须调整在设计值内。
10.2.6 通流部分间隙的测量和调整
1.通流部分的轴向间隙及其测量
汽轮机和燃气轮机通流部分转子与静子之间的间隙对机组的效率和安全运行有重要的意义。汽封的径向间隙、动叶顶部的径向间隙、动叶与喷嘴之间的轴向间隙都是很重要的,间隙太大了会引起漏气,损失增加,降低了机组的效率,间隙太小了,又容易引起转子与静子之间的碰擦,影响安全运行,因此,通流部分的间隙必须按照设计值在总装时予以保证。
一般来说,汽轮机动叶与本级喷嘴或隔板之间的轴向间隙(称级内间隙)较小,而动叶与下级隔板之间的轴向间隙(称级间间隙)则较大;高压端各级内轴向间隙较小,而低压端各能的级内轴向间隙较大,调节级的轴向间隙最小。如图10.27所示即为东方汽轮机厂生产的300MW机组某一级在厂内装配时需要测量的轴向通流间隙。
图10.27 轴向通流间隙图
测量时首先将转子吊进下汽缸,然后调整到一个适当的位置,这个位置能够保证调节级喷嘴和动叶之间的轴向间隙符合设计值,或者能够保证大多数级具有正确的轴向间隙。当确定了转子的正确位置之后,配准推力轴承座的调整环,把转子的轴向位置固定下来。
轴向间隙的测量可用塞尺、楔形游标尺等测量工具。
为了使测量的结果可靠,应在转子大致相隔90°位置测取四组读数。第一次在转子与汽缸水平中分面两侧测取两组数据。第二次使转子转过90°再同样测取两组数据,然后取其平均值作为调整时的正式数据。转动转子时,必须防止轴向移动。
2.径向间隙的测量和调整
汽轮机转子和静体间以汽封齿的径向间隙为最小。
汽封齿径向间隙的测量有压铅丝法和贴胶布法两种。
(1)压铅丝法
用直径稍大于两侧间隙的保险丝弯成与转子或汽封齿凹凸相同的形状,放在汽封齿上。然后吊放转子,在转子上面同样放好铅丝,再吊装上隔板或隔板套,并拧紧1/3水平接合面上的螺栓,然后吊出,取出上下已被压扁的铅丝,测量其厚薄,就可知道上、下汽封的径向间隙。如图10.28所示为在厂内装配时需要测量的汽封齿径向间隙。
(2)贴胶布法
在转子或汽封齿的上面沿轴向贴两条医用白胶布,一条为单层、一条为双层,然后将汽封装好,吊上转子,盖上隔板可隔板套,拧紧1/3水平接合螺栓,盘动转子一圈,然后吊出,根据白胶布的印痕轻重来判断汽封齿径向间隙大小。一般单层的厚度在约为0.25mm左右。如果所贴胶布单层的没有接触、双层的已经接触,即证明该汽封齿的径向间隙在0.25~0.50mm之间。这种方法省时间、又方便,但精度较压铅丝法差,误差在0.1mm左右。
图10.28 径向通流间隙图
汽封径向间隙的调整也可用修配方法:如果测量后发现径向间隙过小,可直接把各圈汽封块弧段装夹于一个简单的铸铁夹具上车修,把φ1、φ2尺寸车大。如果径向间隙太大,则可车大内径φ3,但车修后还需将各个汽封弧段端面修去一定尺寸(修去量即为φ3车大的量与圆周率的乘积),使汽封块拼合后的周长与所要求的尺寸相符。
10.2.7 汽轮机盖缸
1.汽缸的盖缸
在汽轮机的装配过程中,上汽缸本身也有一些装配工作。装配时,上汽缸的水平中分面是朝上放着的,因此在汽缸闭合时,首先应将上汽缸翻身使水平中分面朝下,汽缸的翻身要特别小心,所有起重工具及钢丝等必须有足够的强度、无裂纹、变形及损伤折痕,行车应经检查确无毛病,才可进行汽缸翻身。
有些上汽缸在装好隔板并翻身之后还要装一些部套,例如蒸汽室、调节汽阀、进汽管段等,这些部套对上汽缸的装配还是属于部件装配。但这种结构的上汽缸全部装好以后就不再翻过来,所以在汽缸闭合时,上汽缸不必翻身,可以直接装到下汽缸上。上汽缸的起重装置必须保证汽缸的水平接合面保持水平位置,方可进行汽缸闭合。汽缸的闭合应用超慢速行车,上汽缸降落时应该经导柱为引导。导柱可用四根,也可用两根,导柱装在下汽缸的水平法兰上,导柱上刻有等距的异口圆周线,各导柱上圆周线距离下汽缸水平中分面都有相等的距离,根据这些圆周线的指示可以判断上汽缸的中分面在接近下汽缸水平中分面时是否与它平行。当上、下法兰面相距还有几十毫米时,将定位销通过上汽缸法兰中的销孔,穿入汽缸法兰的销孔中,这样可以更好地保证上汽缸在降落的最后阶段完全与下汽缸对准。
汽缸盖缸之后应进行盘车试验。盘车试验可以用汽轮机的盘车装置。盘车时为了润滑轴承和减少盘车的起动转矩,必须由高压顶轴油泵给各个轴承提供顶轴油压,使转子抬高0.04~0.10mm。盘车时应用听棒倾听汽缸内有无碰擦的声音,如果汽轮机总装配后不进行试车,则在制造厂总装平台上进行一定时间的盘车试验即可。
2.汽缸水平中分面螺栓的热紧
汽缸的紧固一般都用螺栓。汽缸螺母紧固后要求中分面上应有足够大的接触紧力,以防汽轮机运行时产生漏气。同时为了防止汽缸变形应使中分面的左右对称部分得到均匀的紧力(厂内装配时不需要热紧,但高、中压缸水压试验时大螺栓需要热紧)。
由于汽缸水平中分面的螺栓直径一般都很大(最大的螺栓直径达160mm左右),同时还要承受很高的工作温度,因此,必须根据工作温度选用不同的材料。一般将螺母的材料选得比螺栓的材料稍差一些,这样由于材料膨胀系数不同,可以避免螺纹咬死现象,同时也可减少螺栓的磨损。
为了使螺栓紧固后得到均匀的紧力,固紧时采用三个步骤:首先将螺母拧到与垫圈相接触,然后用普通扳手用力均匀地拧紧所有的螺母,再进行最后拧紧。
螺栓最后拧紧的方法,视汽轮机的蒸汽参数而定,对于螺栓直径较小的中压汽轮机可以采用冷紧法,按照设计给定的力矩用扭矩扳手拧紧螺母。对于高参数的汽轮机以及汽缸中分面螺栓大于50mm以上的中压汽缸的螺栓的紧力必须采用热紧法,因为高压汽缸直径大,工作压力又高,巨大的蒸汽作用力力图克服螺栓产生的紧力分开上下汽缸,同时螺栓在350℃~400℃及以上的高温下工作,材料会因松弛而伸长,从而减少螺栓的紧力而导致汽缸中分面漏汽。但螺栓的紧力必须适宜,紧力过大容易使螺栓产生裂纹甚至断裂,因此,高压缸螺栓应当根据设计给定的螺栓伸长量进行热紧。由于在加热下螺栓伸长量测量困难,因此一般都先转换成螺母在热紧时的转角或弧长进行,最后用专用工具测量螺栓伸长量。
螺栓有热紧前预先冷紧,其力矩值按设计要求进行,然后用角度尺分别划出螺母在热紧时应转过的角度。接着将螺栓加热,使它伸长,再将螺母按划线拧紧预定的角度。螺栓冷却后收缩便产生所需要的紧力(另外一种螺栓结构不需要热紧,直接将冷拉螺栓拧紧到伸长量要求把紧螺母即可)。
热紧时对螺栓加热方法常用氧气乙炔或电加热器两种,用氧气乙炔加热螺栓一般不宜将乙炔火焰直接加热螺栓。有的工厂用氧气乙炔火焰加热螺旋空气加热器中的压缩空气,然后用热空气加热螺栓,这样加热温度比较均匀,不会引起螺栓的局部过热而烧坏螺栓。但这种方法加热速度较慢。
电加热器是螺栓热紧时常用的加热用具。加热时,将电加热器的发热元件伸入螺栓中心孔内,这种电加热器加热速度迅速而均匀。
3.汽缸中分面螺栓固紧的顺序
汽缸中分面法兰螺栓的固紧力必须根据具体情况按一定顺序进行,以便均匀地固紧汽缸法兰的接合面,形成预期的均匀紧力。
由于螺栓固紧力的作用而引起汽缸的变形与拧紧的次序很有关系。由于低压缸四周台板支承中部有垂直法兰面,所以,对低压汽缸经常自汽缸两端轴封处开始拧紧螺栓,汽缸中部则最后拧紧。这样低压汽缸中部的垂直法兰处不致产生漏汽。
对高压汽缸,由于没有垂直接合面,则应从汽缸中部开始拧紧螺栓。
汽缸盖合后,进行盘车试验。若厂内不进行试车,盘车试验合格后即可拆开、检查涂防腐层、装箱,若要进行试车,则连接各种蒸汽管、油管、水管等,所有零部件全都装好后进行试车。试车合格后再拆开、清理、涂防腐层、装箱。
10.2.8 前箱控制部套安装
由于调节系统的不同在前箱中装配的部套也不同。
·液压调节系统 它在前箱中部套有:主油泵、调速泵、同步器、放大器、中间滑阀和保安系统部套。
·电调系统 它在前箱中的部套有:主油泵和保安系统部套。
·电液并存系统 它在前箱中的部套除液压调节系统部套外还有电解转换器。
这些部套必须单部套装配和试验完毕后进入总装,安装在前箱内。
1.主油泵安装
主油泵一般为离心式油泵,装在箱的底座上。主油泵轴与高压转子连接有两种形式:一种是泵轴与高压转子钢性连接直接固定在转子上,另一种是通过齿型联轴器连接。
300MW机组的主油泵与高压转子采用刚性连接,主油泵的中心调整是指调整主油泵壳体的中心满足要求。其左右中心通过调主油泵壳体位置来保证,上下中心通过调整主油泵座与箱体底座之间的调整垫片厚度来达到。其工艺流程如下:
·检查主油泵与箱体底座接触情况;
·主油泵初步就位,泵与座间配制工艺垫片;
·初步找正主油泵中心;
·配磨产品垫片;
·安装产品垫片和主油泵并检查垫片与泵座和底座的接触情况;
·找正主油泵中心并固定;
·钻铰主油泵座定位销孔,配入销子。
2.前箱中其他控制部套及油管道安装
在总装这些控制部套一般都是整体进行安装,其位置是按箱体布置图中要求进行,部套与部套的连接部位是由总装来配准,但有些部套是在静态试验时调准。各部套安装后进行油管道安装连接,将部套与部套间按设计图纸要求连接。管道的具体走向,高低位置可根据前箱空间确定,但走向应水平、垂直、便于拆装,不能与箱体、箱盖发生干涉,且应预留一定的热膨胀空间。其安装工艺流程如下:
·安装前箱中各部套;
·用铁丝按设计图要求连接部套,确定管道走向及长度;
·根据铁丝形状及长度配制管道并弯管(现一般大于φ20管子,均采用弯头),并留一定余量;
·试装管道并去除余量,打磨坡口;
·清理管道内壁;
·安装管道并点焊,按图确认无误后取出;
·焊接管道,氩弧焊打底,然后周焊。要求管内无焊瘤等,不锈钢管全部用氩弧焊;
·安装各管道,对照图纸检查连接是否正确,合格后取出;
·修磨焊缝,探伤检查;
·管道酸洗磷化;
·安装各管道(各管道清理检查合格后安装),紧固所有连接螺母。
箱体中管道连接后,对各电器部套进行接线及线管固定。
注意:在箱体内各部套、管道、接线完成后应彻底清洁箱体,保证清洁度要求,然后才能装上轴承箱盖。
10.2.9 计算机在汽轮机装配中的应用
随着计算机的发展,国内外逐渐应用计算机模拟汽轮机制造厂内的总装配。例如,日本日立公司已用计算机进行汽轮机模拟装配,或用计算机控制大型汽轮机通流部的轴向间隙等。
1.通流部分计算机模拟装配
汽轮机制造厂进行厂内总装配,其目的是为了使各零部件组合后达到预定的装配精度,防止在工地安装时由于达不到要求而进行返修。采用计算机模拟汽轮机的总装配,就能保证各零部件加工后满足装配要求,可以直接将零部件运送到工地安装。因此,省去了厂内总装配,缩短了生产周期,降低了成本。
用计算机模拟汽轮机的总装配实质上是用计算机解多环尺寸链。汽轮机的装配精度最终表现为各零部件间的间隙、过盈和相互位置的误差。由尺寸链原理可知,装配精度就是指该装配尺寸封闭环的公差。在完全互换法中,封闭环的公差应等于该尺寸链各组成环公差之和。在设计时,对零件的尺寸取定一个公差范围,但该零件加工完成之后,这个尺寸就是一个具体数值,对每个已加工好的零件来说,不再是一个公差范围。如果我们对已加工好的零件进行测量,并把所测得的尺寸分别代入尺寸链相应的组成环中,这样,就能预算出这些零件装配后的间隙(或过盈)值,即该尺寸链封闭环的公差。或者,相反地可以根据封闭环公差的大小和已加工好的零件的实际尺寸,反求出调整零件的尺寸和公差,然后按所求出的尺寸、公差来加工该调整零件。只要该零件加工后的尺寸、公差符合计算值,装配后就能满足要求。对于三环的尺寸链,这种计算是很简单的。但是,如果相互配合的零件很多,即尺寸链很长,像汽轮机通流部分和静体间的各种间隙,它是由许多零件组成的,而且要求保证的间隙很多,那么,计算的工件量很大。由于大型汽轮机级数很多,整台机组就有几百个间隙需要控制,因此,计算工作量就更大,若用人工计算不仅很慢,而且很容易出错,用计算机进行计算就很方便,而且可以在生产过程中不断根据已加工零件的实测尺寸,预算出透平通流部分装配后的间隙,并由调整零件控制装配间隙,使之满足要求。在全部零件加工完毕之后,把实测得到的尺寸输入计算机,在计算机中进行模拟装配,计算出通流部分的最终间隙,看其是否符合装配要求,必要时可对调整零件或其他零件进行返修,直到满意为止。
由于装配中应用了计算机,使汽轮机通流部分装配间隙的精度提高了,机组的性能有了进一步提高,同时使工地安装工作提早进行,缩短了制造周期,降低了生产成本。
在汽轮机制造厂,计算机还可用于发送零部件各管理生产。为了不漏送和误送零部件,将零部件的发送与整个生产管理系统连接起来,它能按部套的分类编号,依照预定的次序改善零件,同时进行程序调度和日程进度管理、编制零件明细表等。
2.汽轮机虚拟装配
虚拟装配是根据产品设计的形状、精度特性,真实的模拟产品的三维实体的装配过程。对于汽轮机的虚拟装配,是在计算机中完成汽轮机的所有零部件的三维实体造型,并在计算机中按照各个零部件的相互定位关系进行产品的虚拟装配,检查各零部件的干涉情况及可装配性。在零部件加工完成后,将实际测量的尺寸输入到虚拟装配平台中(虚拟装配平台是结合汽轮机的结构特点,在成熟的三维实体造型软件开发的专用平台),得出汽轮机各个零部件的装配关系是否符合图纸的设计要求。
在汽轮机的设计制造过程中使用虚拟装配技术,将使产品的设计周期大大的缩短,并能快速地设计出合理的结构,并且方便产品的设计改型。由于在制造中采用计算机虚拟装配,要求更加严格的控制零部件的加工精度,以提高整个产品的质量。
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