汽轮机轴系中心调整的计算方法与流程

1.本发明属于机械轴系中心调整方法技术领域，具体涉及汽轮机轴系中心调整的计算方法。


背景技术：

2.多转子汽轮机由于轴承乌金的磨损，汽缸及轴承座的位移，轴承垫铁腐蚀等原因，轴系中心会发生变化。可能会造成振动升高、动静部件碰摩等故障，因此汽轮发电机组大修时要对轴系的各个转子中心进行检查和调整。
3.多转子汽轮机轴系中心的调整是一个很烦琐的工作，调整原则是尽量恢复机组安装时或上次检修后转子与汽缸的相对位置，重点考虑各瓦处油档的洼涡中心、各轴颈的扬度、轴瓦的负荷分配、发电机的空气间隙等因素，再根据这些因素对各轴瓦的调整量进行计算。
4.现有的汽轮机轴系调整计算方法通常包括两种，人工计算和软件计算。人工计算的计算量大、极易产生错误，计算时为保证计算准确，通常要进行反复验算，或两个人计算互相验证，不但劳神费力，而且不能进行多方案分析。现有的软件计算虽然在功能上具备快速调整的能力，但其有以下几方面不足：一是在调整时无法快速的手动修正初步计算出的调整量，造成对后续的轴系推力和汽缸通流间隙、汽封调整造成不利影响，还会造成轴瓦调整数据不合理、调整工作量大、调整工期长、不易达到一次调整成功等问题；二是不具备反算功能，对按照实际调整量调整后的中心数值不能事先核算；三是在轴瓦垫铁调整计算过程中未对加减垫片进行精细的计算，其角度取值不合理，个别调整量较大的轴瓦不能做到一次调整成功，影响检修工期。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供汽轮机轴系中心调整的计算方法，实现轴系中心调整工作一次成功。
6.本发明所采用的技术方案是，汽轮机轴系中心调整的计算方法，具体按照以下步骤实施：
7.步骤1，根据汽轮机参数资料，采集汽轮机基础数据，并录入转子中心标准数据、测量数据和期望值；
8.步骤2，选取一根转子保持现状不调整作为基准转子，利用相似三角形公式计算与基准转子直接相连的转子各轴瓦的初步调整量；
9.步骤3，整个轴系以一个轴瓦为支点旋转，各瓦修正值根据预设公式进行调整，保证调整后各对轮圆周和张口仍满足预期调整值，并确定各轴瓦的实际调整值；
10.步骤4，利用反算公式，根据各轴瓦的实际调整值反算出调整后各对轮中心和轴径扬度和洼窝中心数值；
11.步骤5，以轴瓦实际调整值为数据源，按照增加垫片选下沿角度、减少垫片选上沿
角度的原则，计算各轴瓦垫铁的调整量；
12.步骤6，根据发电机各地脚螺栓距低发对轮距离，以及调完前轴后的低发对轮的中心数值，根据相似三角形原理，计算发电机定子各地脚螺栓的调整量。
13.本发明的特点还在于，
14.步骤2中，具体根据式(1)计算各轴瓦的初步调整量：
[0015][0016]
式中，x
cb
为轴瓦垂直方向初步调整量，a
cl
为对轮上张口测量值， a
qw
为对轮上张口期望值，d为对轮的直径，l为轴承到基准对轮的总距离，b
cl
为对轮垂直方向圆周测量值，b
qw
为对轮垂直方向圆周期望值。
[0017]
步骤2中，对于多段转子，假设距离基准转子后有m个转子，从基准转子依次通过第n个对轮，连接第n个转子(1≤n≤m)，那么第n个转子上轴瓦的调整量根据公式(2)将各对轮的调整量叠加：
[0018][0019]
式中，(x
cb
)n为基准转子后第n个转子轴瓦垂直方向初步调整量， (
acl
)n为基准转子后第n个对轮上张口测量值，(a
qw
)n为基准转子后第n个对轮上张口期望值，dn:为基准转子后第n个对轮的直径，ln为轴承到基准转子后第n个对轮的总距离，(b
cl
)n为第n个对轮垂直方向圆周测量值，(b
qw
)n为第n个对轮垂直方向圆周期望值。
[0020]
步骤3中，各瓦修正值根据公式(3)进行调整：
[0021][0022]
式中，x
tyi
为第i号轴瓦垂直方向受第m瓦“调整区”输入数据后影响的调整量，x
tzm
为第m号轴瓦垂直方向“调整区”输入的修正调整量，li为第i号轴瓦到支点轴瓦的距离，lm为第m号轴瓦到支点轴瓦的距离。
[0023]
步骤3中，根据实际需要，跟根据公式(4)计算出各轴瓦初步调整量经修正后的调整量，在“调整总计”区显示，以获得最优轴瓦调整方案：
[0024]
x
zji
＝x
cbi
∑x
yxi
x
tzi
i＝1，2，3，4
……ꢀꢀꢀ
(4)
[0025]
式中，x
zji
为第i号轴瓦垂直方向修正后的总计调整量，x
cbi
为第 i号轴瓦垂直方向初步调整量，∑x
yxi
，第i号轴瓦垂直方向受其他轴瓦“调整区”输入数据后影响调整量，x
tzi
为第i号轴瓦垂直方向“调整区”输入的修正调整量。
[0026]
步骤3中，根据实际需要，手动微调个别轴瓦的调整量，各轴瓦实际调整值根据手动微调后的调整量确定。
[0027]
步骤4中，反算公式具体为公式(5)和公式(6)：
[0028]
式中：w
thi
为调整后第i轴瓦的洼窝中心数值，w
tqi
为调整前第i轴瓦的洼窝中心数值，x
sji
为第i号轴瓦垂直方向实际调整量；
[0029][0030]
式中：y
thi
为调整后第i轴瓦的轴径扬度数值，y
tqi
为调整前第i轴瓦的轴径扬度数值，x
sjiz
为第i号轴瓦所在轴左侧轴瓦垂直方向实际调整量，x
sjiy
为第i号轴瓦所在轴右侧轴瓦垂直方向实际调整量，di为第i 号轴瓦所在轴两轴瓦距离。
[0031]
步骤5中，各轴瓦垫铁的调整量具体按照下式计算：
[0032]
下侧瓦垫铁调整量：
[0033]zxi
＝x
sji
i＝1，2，3，4
……ꢀꢀꢀ
(7)
[0034]
左侧瓦垫铁调整量：
[0035]zzi
＝y
sji
i＝1，2，3，4
……ꢀꢀꢀ
(8)
[0036]
式中：y
sji
为第i轴瓦垂直方向调整实际调整量；
[0037]
右侧瓦垫铁调整量：
[0038]zyi
＝-y
sji
i＝1，2，3，4
……ꢀꢀꢀ
(9)
[0039]
左下侧瓦垫铁调整量：
[0040][0041]
式中：αi为轴瓦垫片上沿角度，βi为轴瓦垫片下沿角度；
[0042]
右下侧瓦垫铁调整量：
[0043][0044]
本发明的有益效果是，汽轮机轴系中心调整的计算方法，能快速提供多种调整方案，显示调整方案对轴径扬度和汽缸洼窝中心数值影响，可实时反算调整方案对中心数值的影响，并能对轴瓦垫铁调整进行精细计算，可保证轴系中心调整工作一次成功。
具体实施方式
[0045]
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0046]
本发明汽轮机轴系中心调整的计算方法，具体按照以下步骤实施：
[0047]
步骤1，根据汽轮机参数资料，采集汽轮机基础数据，并录入转子中心标准数据、测量数据和期望值；在测量数据时，要注意测量数据的方向，数据与对应的名称方向相反时为负数，期望值为调整后的目标值，需根据测量数据整合考虑。
[0048]
步骤2，选取一根转子保持现状不调整作为基准转子，利用相似三角形公式计算与基准转子直接相连的转子各轴瓦的初步调整量；基准转子选取中间位置的转子。
[0049]
具体根据式(1)计算各轴瓦的初步调整量：
[0050]
[0051]
式中，x
cb
为轴瓦垂直方向初步调整量，a
cl
为对轮上张口测量值， a
qw
为对轮上张口期望值，d为对轮的直径，l为轴承到基准对轮的总距离，b
cl
为对轮垂直方向圆周测量值，b
qw
为对轮垂直方向圆周期望值。
[0052]
对于多段转子，假设距离基准转子后有m个转子，从基准转子依次通过第n个对轮，连接第n个转子(1≤n≤m)，那么第n个转子上轴瓦的调整量根据公式(2)将各对轮的调整量叠加，其原理与公式(1)的原理一致：
[0053][0054]
式中，(x
cb
)n为基准转子后第n个转子轴瓦垂直方向初步调整量， (
acl
)n为基准转子后第n个对轮上张口测量值，(a
qw
)n为基准转子后第n个对轮上张口期望值，dn:为基准转子后第n个对轮的直径，ln为轴承到基准转子后第n个对轮的总距离，(b
cl
)n为第n个对轮垂直方向圆周测量值，(b
qw
)n为第n个对轮垂直方向圆周期望值。
[0055]
步骤3，整个轴系以一个轴瓦为支点旋转，各瓦修正值根据预设公式进行调整，保证调整后各对轮圆周和张口仍满足预期调整值，并确定各轴瓦的实际调整值。因高压转子前装有主油泵，主油泵口环间隙有限，在实际轴系中心调整时，#1轴瓦通常是不进行调整的，因此各轴瓦修正调整区的函数公式按如下规则设置：#1轴瓦的“调整区”被输入数据时，#1轴瓦在初步调整量的基础上加上修正调整值，获得#1轴瓦修正后的总计调整量，且整个轴系以最后一个轴瓦为支点旋转，各瓦修正值也根据公式3调整，并保证修正后各对轮圆周和张口仍满足预期调整值。如：在#1瓦的“调整区”输入与“初步调整量”代数和为0的数值，即可实现#1瓦修正后的总调整量为0，其他瓦修正值根据公式2调整，并保证调整后各对轮圆周和张口仍满足预期调整值。其中，公式3具体为：
[0056][0057]
式中，x
tyi
为第i号轴瓦垂直方向受第m瓦“调整区”输入数据后影响的调整量，x
tzm
为第m号轴瓦垂直方向“调整区”输入的修正调整量，li为第i号轴瓦到支点轴瓦的距离，lm为第m号轴瓦到支点轴瓦的距离。
[0058]
根据实际需要，跟根据公式(4)计算出各轴瓦初步调整量经修正后的调整量，在“调整总计”区显示，以获得最优轴瓦调整方案：
[0059]
x
zji
＝x
cbi
∑x
yxi
x
tzi
i＝1，2，3，4
……ꢀꢀꢀ
(4)
[0060]
式中，x
zji
为第i号轴瓦垂直方向修正后的总计调整量，x
cbi
为第 i号轴瓦垂直方向初步调整量，∑x
yxi
，第i号轴瓦垂直方向受其他轴瓦“调整区”输入数据后影响调整量，x
tzi
为第i号轴瓦垂直方向“调整区”输入的修正调整量。
[0061]
在调整量修正后，根据实际需要，需要手动微调个别轴瓦的调整量，各轴瓦实际调整值根据手动微调后的调整量并结合修正后的调整量确定。如：手动修改修正后的调整量，轴瓦实际调整值为手动输入的数值，如果未手动修改，轴瓦实际调整值为修正后的调整量。
[0062]
步骤4，利用反算公式，根据各轴瓦的实际调整值反算出调整后各对轮中心和轴径扬度和洼窝中心数值，以指导调整量以及修正后的调整量，或重新设定各对轮圆周和张口预期调整数据，以保证目标值在标准区内部并适当远离标准区边界，经反复操作直至各数据理想、合格。
[0063]
反算公式具体为公式(5)和公式(6)：
[0064]wthi
＝w
tqi
x
sji
i ＝1，2，3，4
……ꢀꢀꢀ
(5)
[0065]
式中：w
thi
为调整后第i轴瓦的洼窝中心数值，w
tqi
为调整前第i轴瓦的洼窝中心数值，x
sji
为第i号轴瓦垂直方向实际调整量；
[0066][0067]
式中：y
thi
为调整后第i轴瓦的轴径扬度数值，y
tqi
为调整前第i轴瓦的轴径扬度数值，x
sjiz
为第i号轴瓦所在轴左侧轴瓦垂直方向实际调整量，x
sjiy
为第i号轴瓦所在轴右侧轴瓦垂直方向实际调整量，di为第i 号轴瓦所在轴两轴瓦距离。
[0068]
步骤5，以轴瓦实际调整值为数据源，按照增加垫片选下沿角度、减少垫片选上沿角度的原则，计算各轴瓦垫铁的调整量。
[0069]
步骤5中，各轴瓦垫铁的调整量具体按照下式计算：
[0070]
下侧瓦垫铁调整量：
[0071]zxi
＝x
sji
i＝1，2，3，4
……ꢀꢀꢀ
(7)
[0072]
左侧瓦垫铁调整量：
[0073]zzi
＝y
sji
i＝1，2，3，4
……ꢀꢀꢀ
(8)
[0074]
式中：y
sji
为第i轴瓦垂直方向调整实际调整量；
[0075]
右侧瓦垫铁调整量：
[0076]zyi
＝-y
sji
i＝1，2，3，4
……ꢀꢀꢀ
(9)
[0077]
左下侧瓦垫铁调整量：
[0078][0079]
式中：αi为轴瓦垫片上沿角度，βi为轴瓦垫片下沿角度；
[0080]
右下侧瓦垫铁调整量：
[0081][0082]
步骤6，根据发电机各地脚螺栓距低发对轮距离，以及调完前轴后的低发对轮的中心数值，根据相似三角形原理，计算发电机定子各地脚螺栓的调整量。如果调整发电机的轴瓦垫铁会影响发电机的动静间隙，直接调整发电机定子地脚螺栓。