喷嘴和静叶环的常见缺陷有下列几种:
汽道的积垢和高温部分的氧化;
静叶损伤,如裂纹、卷边、缺口;
焊缝、铸件裂纹,连接松动;
静叶环结合面漏汽;
静叶环变形;
静叶环中心变动,等等。
这些缺陷,大多可通过检修消除或改善。但当汽机发生过动静磨擦,静叶环出汽边整圈磨损严重,或大部分汽叶被严重腐蚀时,就只能更换新喷嘴或静叶环了。
1、静叶锈垢的清理
常用的方法有三种:手工法、喷砂法、化学法。
手工法:用钢丝刷、砂布、刮刀等工具去除零件表面的结垢和氧化层。此法简单易行,但工效较低,常作为其他方法的必要补充。
喷砂法:用压缩空气挟带经过严格筛选的细砂喷扫有锈垢的零件表面,然后用清洁的压缩空气将残砂吹净。此法工效高、清理较彻底,但如掌握不当(风压、砂粒直径、喷枪与零件表面距离等),可能损伤静叶。它是目前广泛使用的一种方法。
化学法:用热苛性钠溶液浸煮静叶环,待锈垢层软化后再用清水冲净。此法适用于前述方法难以去除的二氧化硅垢和高温氧化皮,一般由专业人员实行。
锈垢清理的质量标准是:零件表面锈垢完全消失,显露出金属光泽,但无损伤痕迹。
2、静叶损伤的处理
静叶的损伤多发生在其出汽边上。
小裂纹、小缺口可用什锦锉锉成浅圆槽或修出圆角;裂纹较长时,应在裂纹端部钻出Φ2mm左右的止延孔;对较深的裂纹和较大的缺口均应做补焊处理。
小的卷边或局部变形,通常在冷态下敲击即可校正。出口卷边严重时应做热校正,方法是:按汽道形状制作一块斜垫铁,用大火嘴将卷边的静叶加热到其材料允许的高温,将垫铁敲进汽道,贴住汽叶,再用榔头校正之。
不论用哪种方法,静叶损伤处理完毕后,均应用有效的探伤方法或探测仪器检查处理部位,确认没有裂纹,并且变形在允许范围内,方可告竣工。
3、静叶环裂纹的处理
焊接静叶环的焊缝裂纹或未熔合缝多出现在其主焊缝上。
发现缺陷后,先作探伤检查,确定裂缝的长度和深度,然后用砂轮机将裂缝打磨干净,测量其深度。裂缝深度小于5mm时可以不补焊;凡深度大于5mm或其长度超过圆周长度1/6的裂缝均应进行补焊。
4、静叶环变形的处理
静叶环变形一般发生在高温区的几个级中。从大修解体、通流部分间隙测量数据的对比分析,不难找出可能发生了变形的静叶环。对它们进行变形测量,即可确定其变形量的大小。
静叶环变形总体形式是内环向出汽侧突出,主要是因其两则压差超限和材料高温蠕变造成的。
当静叶环最大变形量小于0.5mm时,由于300MW机组高中压前面级的轴向最小间隙的允许偏差值为±1mm,故可不作处理,但必须相应调整机组启停时的胀差控制值,以免磨擦发生。
当静叶环最大变形量小于2mm且变形均匀时,可用调整静叶环轴向位置的办法处理:车削静叶环轴向定位凸缘的进汽侧,车去的厚度应保证本级动静间隙符合规定值,同时在其出汽侧加两个相同厚度的半圆环垫,并铆死在上下静叶环上。半圆环垫的两面与静叶环及汽缸(或静叶持环)槽的轴向支承面均应进行研刮,以保证其汽密性。
变形量过大或变形不规则的静叶环必须更换。
5、静叶环水平结合面漏汽处理
上下两半静叶环的结合面和静叶环合缝漏汽会降低级的热效率。在排除了静叶环变形、挂耳和结合面密封键膨胀间隙不合格等原因时,应研刮结合面。要求结合面接触面积在75%以上,接触点均匀分布,每25×25mm2面积上有3~5个接触点。合格标准是:紧螺栓用塞尺检查结合面间隙,高压缸<0.03mm;低压缸<0.05mm。中压缸不紧螺栓0.05mm塞尺塞不进。
6、静叶环和静叶持环膨胀间隙的调整
汽轮机运行时,静叶环不能因膨胀间隙过大而抖动或过小而膨胀受阻。因此应按制造厂的要求,留好静叶环的膨胀间隙。下面介绍本机组静叶环和静叶持环间隙的调整方法,参看图2-66和图2-67。
(1)间隙a的测量
用深度尺测量上半汽缸(静叶持环)和静叶环上半凹槽的深度e和f,设静叶环下半与汽缸(或静叶持环)下半中分面高低的差值为±Δ,则间隙为a=f-e±Δ。
图2-66 静叶环的支承 图2-67 静中环膨胀间隙a的调整
1-静叶环上半;2-静叶环下半;3-上汽缸 1-静叶环上半;2-静叶环下半;3-上汽缸
(或静叶持环);4-静叶环下半;5-挂耳; (或静叶持环);4-静中环下半;5-挂耳;
6-垫片;7-压板 6-垫片;7-压板
当静叶环中分面高于汽缸(或静叶持环)中分面时,Δ取正值,反之取负值。若a值为负,则在合缸后,静叶环中分面将出现间隙而漏汽。因此,对a值应按照制造厂要求的间隙进行修正。一般可修锉压板7,使之如图2-67所示压板形状。
(2)间隙b测量
如图2-66所示:b值测量可先量出挂耳高出下汽缸平面(或静叶持环)的数值h和上汽缸平面至压板表面距离g,则间隙b值为:b=g -h。
间隙b不符合要求时,可用修锉或补焊压板的办法,使b值合格。
(3)径向膨胀间隙的测量
静叶环下半的膨胀间隙d,可用塞尺在静叶环外圆与汽缸之间进行测量,底部也可用压铅块测量。
静叶环上半的膨胀间隙d,可在上半汽缸内吊入静叶环,测出静叶环中分面低于汽缸中分面的数值δ,δ与静叶环下半中分面高出汽缸中分面的数值Δ之差即为d=δ-Δ。
对于间隙d,若局部过小时可用砂轮打磨;若整圈过小,则应送至修配厂进行车削。
静叶环膨胀间隙经调整后,还需将装有静叶环上半的内上缸和上静叶持环,与其下半部装合作如下检查:内上缸与静叶持环上半能否自由落在下半汽缸的各个中分面上,有否卡涩或接合面处产生间隙等现象,直到缺陷全部消除为止。
制造厂对各部分膨胀间隙的要求为:
a=0.1~0.12mm; c>2mm
b=0.1~0.12mm d=2.0~2.5mm
7、静叶环中心的调整
静叶环位置的调整,是根据所测中心数据,并结合静叶环中分面与汽缸中分面的高低综合进行的。其目的是使静叶环的中心与转子中心在机组运行时趋于一致。
检查静叶环放置的水平情况,可利用深度尺测量静叶环中分面的高度差。如图2-68所示:如果ΔD=ΔE,则静叶环中分面与汽缸中分面平行。
对于下半在中分面处为挂耳支吊,底部为纵销定位,如图2-69所示的静叶环,调整横向位置时,可修补纵销的两侧面来达到要求。纵销修补后,仍应保持原来要求的间隙值(两侧总间隙0.04~0.08mm).
图2-68 检查静叶环中分面和汽缸中 图2-69 用改变两侧挂耳高度调整静叶环
分面平等情况 1-假轴;2-套箍;3-可调螺丝;
1-汽缸(或静叶持环);2-静叶环 4-静叶环;5-汽缸(或静叶持环)
静叶环高低位置的调整,可通过修补下挂耳承力面来达到。当下挂耳与承力块间有调整垫片时,则可用加减垫片厚度来加以调整。
两侧挂耳高、低调整数值由下式决定:
式中,c—静叶环汽封洼窝底部的间隙值;
a、b—静叶环汽封洼窝两侧的间隙值;
—当静叶环左、右侧中分面与汽缸中分面的高度差分别为D、E,欲使静叶环中分面与汽缸中分面平行时,两个挂耳应调整的数值。静叶环中分面高于汽缸中分面的取负值,低的取正值;
±Δf —假轴与转子静挠度差。当假轴静挠度大于转子静挠度时取正值,小于转子静挠度时取负值;
A—考虑下汽缸在汽轮机运行时,因上、下缸的温度差,使下汽缸向上弯曲以及转子静挠度增加的影响,一般A取0.05~0.10mm。
调整后,下挂耳承力面的接触面积应大于50%,不合格时应修刮。
三、滑销系统
机组长期运行后,滑销和销槽表面可能发生部分锈蚀或积垢,高温部位的滑销表面还可能生成氧化层。这些因素使滑销间隙减小甚至消失,汽缸膨胀不畅,引发机组振动,汽体变形等不良后果。
部分滑销位置隐蔽,不吊开下缸和轴承座无法检修,故常规大修只对一些外露的重要滑销进行检查、清理。下列滑销必须检修:
高中压外缸的猫爪横销及其联系螺栓;
高中压内缸猫爪和上下导销;
前中轴承箱的角销和联系螺栓。
低压缸和发电机运行温度较低,其纵、横销(发电机横向定位板除外)一般不需拆卸清理,仅用塞尺测量其间隙。但其联系螺栓则需逐一清理,测量调整间隙。
1、检修方法简介
测量原始间隙数据并作记录;
拆卸滑销,去除表面锈垢、磨痕、毛刺、打磨光洁,检查其与销槽的接触面积(大于总面积的80%);
调整配合面的间隙。间隙过小可研刮或磨削相应表面,间隙过大时必须更换;
用改变垫圈厚度的办法调整联系螺栓间隙;
用二硫化钼粉擦拭配合表面,直到发出乌黑亮光;
装复并作记录。间隙值应符合标准,且两端同侧的间隙方向一致,误差不超过0.02mm,否则应返修。
2、滑销间隙规范
(1)猫爪横销(参看图2-70)
承力面及滑动面,在两端用塞尺检查,0.05mm塞尺不入;a=0.25~0.3mm;螺栓与螺孔四周间隙满足热膨胀要求,一般取b=0.8~0.9mm;2c=0.2~0.4mm。
(2)高中压内缸定位键(参看图2-71)
用内外径千分尺测量,横向(扁身)定位键两侧间隙2a=0.08~0.16mm;轴向定位键间隙b=0.15~0.25mm。
图2-70 猫爪联系螺栓间隙 图2-71 高中压内缸定位键
a-横向定位键;b-轴向定位键
(3)前、中轴承座滑销(参看图2-72,2-73,2-74)
图2-72 前、中轴承座纵销 图2-73 前、中轴承座压销 图2-74 前、中承座联系螺栓
纵销间隙:用塞尺及千分尺测量,2a=0.04~0.08mm;b=3.2mm;c过盈0~0.02mm。
角销间隙:a=0.08~0.18mm;b=c=5mm。
联系螺栓间隙:a=0.08~0.18mm;b满足热位移要求。
(4)低压缸滑销(参看图2-75,2-76)
图2-75 低压缸端部横向定位板 图2-76 低压缸两侧纵向定位板
端部横向定位板(纵销):用塞尺及千分尺测量;2a=0.04~0.08mm;b符合制造厂规定;c=6.5~7mm。
两侧纵向定位板(横销):2a=0.04~0.08mm;b=24~28mm。
定位螺栓:a=0.04~0.07mm。(参看图2-74)
(5)发电机地脚螺栓螺母垫片与机座间隙
用塞尺测量:a=0.03~0.25mm(参看图2-74)
四、轴承
径向轴承承受转子的静、动载荷,确定转子的径向位置——在刚性连接的轴系中则影响诸轴承的负荷分配;推力承轴承受轴系的轴向推力并确定其轴向位置,从而直接关系汽轮机动静间隙的变化。所以其安装检修要点可以概括为:定位、间隙、紧力三个方面。如果处理不当,轻则引起轴承超温、机组振动,重则导致烧瓦、磨坏轴颈、动静摩擦等严重事故。
1、径向轴承
本机的一、二号轴承都是四瓦块可倾瓦轴承,但其轴瓦体在轴承座内的支承结构不同;三号轴承为上半圆筒形瓦、下半二瓦块可倾瓦结构;四号轴承为标准的圆筒瓦三垫块结构。它们的检修方法大致相同,现将主要程序和质量标准简述如下:
测量轴承座上盖对轴瓦体的紧力并作记录;
测量轴瓦下沉量和轴颈扬度并作记录;
测量轴承间隙并作详细记录;
检查上、下轴承体的结合面,如果有垫片,应取下并作记录,妥善保存;
仔细测量轴承油挡洼窝中心并作记录,作为研刮垫块时轴承中心变化的依据。
由于一、二号轴承上半的两块可倾瓦块工作时依靠球面垫块支承在轴承体上,两者间无连接件,故起吊上瓦前,需将上轴承体两个螺孔中的螺塞取出,装入并调整临时(固定)螺检,使上轴瓦与上轴承体暂时连接,一起吊装。
(2)轴承的检查
轴瓦乌金表面有无磨损、划痕、腐蚀、裂纹、脱胎、局部剥落等现象;
轴瓦乌金表面与轴颈表面的接触情况;
轴承体上下半结合面的间隙,圆筒形轴瓦两端阻油边水平和垂直方向的间隙及磨损情况;
球形承力面有无磨损、腐蚀、锈斑;
球面调整垫块与瓦块、轴承体或球形承力面的接触情况;
可倾瓦块组装后能否在四个方向轻微自由摆动,各垫块下的垫片是否完好,等等。
上述检查都应有详细记录,作为消缺和装复的依据。
(3)轴瓦间隙的测量与调整
①圆筒形轴瓦间隙的测量
a、两侧间隙:转子在下瓦上就位,用塞尺分别测量下瓦两侧两端阻油边与轴颈表面的间隙,记录各测点塞尺片的厚度和塞入深度。
b、顶部间隙:有两种方法可供选用,一是压铅丝法,二是千分尺法。
压铅丝法:将两条长约50mm、粗约1mm的铅丝平行于转子轴线置于轴瓦两端阻油边处轴颈顶部,如图2-77所示。扣上瓦,紧结合面螺栓,用0.02mm塞沿四周检查塞不进时,吊开上瓦,测量铅
丝被压扁后的最小厚度即轴瓦该端顶部间隙。 图2-77 压铅丝法测轴瓦间隙
千分尺法:紧结合面螺栓、塞尺检查结合面合格
后,用内、外径千分尺分别测量轴瓦两端阻油边处子午面的内径和同一位置轴颈的外径,两者之差即轴瓦该端的顶部间隙。
本机三号轴承因其上半瓦为圆筒形,也可用压铅丝法测顶部间隙。
②可倾瓦间隙的测量
这种轴承的瓦块是活络支承在轴瓦体上的,因而不能用上述方法测量轴瓦间隙。常用的测量方法有两种:一是抬轴法,二是轴瓦提升法(也称深度千分尺法)。
本机组的2号瓦未设专门的轴承体测量中心孔,故可用抬轴法来测量。组装好可倾瓦轴承,在转子轴颈处和轴承体外圆上各架一只百分表,然后用抬轴架将轴略微提升。同时监视两只百分表,当轴承体百分表指针开始移动时,读出轴承上的百分表读数。将读数减去原始读数,再减去轴承体上的百分表指针移动数值,其结果除以,即为轴瓦的油隙。
本机组的1号瓦设有轴承体测量中心孔,故可用轴瓦提升法和抬轴法测量其间隙,下面介绍用轴瓦提升法测量油隙。
将可倾瓦轴承的所有部件组装好,紧固结合面的螺栓,并完全松开轴承上部瓦块的临时固定螺栓,用铜棒轻轻地敲击轴承,使轴承上半部的两块瓦块落到轴上。
用一深度千分尺从轴承45°位置的轴承体上的中心孔穿入,测量轴瓦外垫片到轴承体上半部外表面的距离,记为B;均匀地拧紧瓦块的临时固定螺栓,要求每块瓦块上的两个临时固定螺栓的拧紧量保持一致,直到轴瓦外垫片与轴承体的内表面完全接触为止。这时,再用深度千分尺测量轴瓦外垫片到轴承体上半部外表面的距离,记为A。
两次测量的差值T=B-A,即为可倾瓦在45°方向上的油隙。
注意:两种测量方法的结果应基本相同,否则应查明原因或重新测量。
必须指出的是:一、二号轴承上半 可倾瓦块的中心都与水平(或中垂线)成45°夹角,用轴瓦提升法测间隙时,深度千分尺也与水平成45°夹角,因而测得的间隙必须换算成垂直方向的值才是轴瓦的油隙。换算方法很简单:轴瓦顶部间隙C=T。
③轴瓦间隙的调整
a、调整方法
一般情况下,可倾瓦的油隙不予调整,轴瓦乌金亦不予研制。若测量结果与标准值相差过大或轴瓦位置必须变动时,可在制造厂家协助下进行调整。
对分式轴瓦(包括圆筒形、椭圆形瓦)间隙的调整按常规方法进行:若顶部间隙偏小,应修刮上瓦顶部乌金;若间隙过大,可适当修刮轴瓦水平结合面。瓦结合面处的侧都间隙不应超过规定值,偏小时可修刮,达大时应予更换或补焊后修刮。
b、300MW汽轮机轴瓦及油档间隙验收标准
参看图2-78。
● 一号轴承
轴向间隙:
调端a:16.0±3.0
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