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摘要：以兰溪电厂#1、#2机组东方汽轮机厂生产的N600-24.2/566/566型汽轮机安装为基础，借鉴北仑二期电厂、秦山三期电站日立公司矢量图和计算书，结合以往汽轮机轴系靠背轮连接研究经验，对汽轮机轴系靠背轮连接的整套工序以及在连接过程中的矢量合成法进行了论述，并在现场安装工作中取得良好的效果。
关键词：汽轮机；对轮中心；矢量图
一、引言
在汽轮机机组安装中，靠背轮连接是很重要的技术环节。汽轮发电机组轴系联接质量对于机组运行各轴承振动及温度变化有重要影响。以东汽生产的N600-24.2/566/566型汽轮机为例，其工序主要包括：轴系精找中、靠背轮螺孔铰孔珩磨、螺栓加工配对、对中连接以及靠背轮罩壳安装。
二、轴系精找中
在靠背轮连接前进行轴系精找中主要是为了克服基础沉降以及扣缸后后续工作对转子中心造成的影响，保证轴系对轮中心满足开口及外缘偏差要求。复找中心调整与初找中心调整基本一样，也要根据各对轮中心数据来确定调整方法及对象。复找中心调整应考虑调整后其通流间隙、油档间隙的变化情况以及瓦枕垫片调整后接触面情况。由于已经扣缸，通流间隙无法复测，根据计算和通流间隙的偏差要求，如果瓦枕垫片调整量在0.10mm内时认为是可以接受的，油档间隙可以通过挡油环的调整螺钉进行调整。在转子中心调整好之后，应重新测量转子扬度和油档间隙，并做好记录。在每个转子轴颈上浇干净透平油，用行车盘动转子，旋转方向必须与转子的运行方向一致（从车头看为逆时针）。首先必须转动转子5分钟以上消除弹性变形，在表计读数稳定后再进行测量工作。低压A转子与高中压转子找中，低压A转子与高中压转子对轮端面张口值为0.00mm，外圆错位以低压A转子为准，高中压转子中心放低0.76mm。低压A转子与低压B转子找中，低压A转子与低压B转子对轮端面上张口值为0.14mm，外圆错位以低压A转子为准，低压B转子中心放低0.01mm。发电机转子与低压B转子找中，低压B转子与发电机转子对轮端面张口值为0.00mm，外圆错位以低压B转子为准，发电机转子联轴器中心放低0.31mm。
三、高中压转子与低压A转子拉紧止口
高中压转子与低压A转子中心复找后拉紧止口，拉紧前必须用顶紧架子将前箱台板固定，防止在推拉过程中台板产生偏移。在低压A转子设立顶针限位，架设百分表，防止低压A转子向调端窜动。在高中压转子推力盘处和缸体猫爪处左右各架设百分表，监测转子和缸体的移动情况。同时在前箱左右架设百分表，监视前箱左右方向的偏移，一般不得大于0.02mm。在#3油档上方架设百分表监视转子上下方向的变化情况。用千斤顶及厂供抬轴工具将高中压转子缓慢抬起，使高中压转子和低压A转子完全同心，用标准的白钢条在两靠背轮外缘测量上下左右无错口。然后用临时工艺螺栓缓慢拉紧转子止口，每次拉紧量不超过1mm，在靠背轮间距减少的同时必须同步地将高中压缸用推拉装置往电端移动，架设百分表监视左右移动偏差；加工各种规格厚度的猫爪立键，控制高中压缸的移动距离，防止内部通流部件产生碰撞损坏。
四、推力瓦安装
清理推力轴承球面，涂一层清洁汽轮机润滑油，吊装下半推力轴承体；安装下半正反垫环及推力瓦块。中分面去除毛刺，吊装上半推力轴承体；安装上半正反垫环及推力瓦块。推力轴承套上下紧固螺钉把紧力矩为790-980Nm。
五、高中压缸支撑猫爪转换
架设百分表，用厂家提供的千斤顶转换高中压缸的猫爪支撑。将下缸猫爪处的工艺垫片切换到运行垫片，使高中压缸成为运行状态下的上缸猫爪支撑。转换时在外把式轴封处（1号轴封#1、#2段汽封圈和2号轴封#4汽封圈）和猫爪处底部及左右架设百分表，严格监视变化情况，猫爪处偏差不得超过0.02mm。
六、低压A-B转子间垫片检查
在低压A、B缸之间采用靠背轮垫片。根据实测数据加工垫片，清理靠背轮垫片，表面清洁无毛刺，复核靠背轮垫片厚度数据，垫片厚度偏差≤0.02mm，平行度偏差≤0.02mm。利用靠背轮顶开螺钉，将轮面距离拉开，注意转子只需顶开3-4mm即可，架百分表监视移动量不准超过轴窜值，装入轮间垫片，注意垫片安装方向；再用工艺引导销将联轴器端面合拢。
七、临时螺栓连接
根据各靠背轮螺栓孔直径，每只靠背轮厂家提供了4只螺栓，直径小于螺栓孔直径0.5mm左右。清理螺纹毛刺，螺纹处涂一层薄薄的防咬剂。每个靠背轮应按找中心时的相对位置对正。同时应根据两靠背轮端面瓢偏值进行修正，然后慢慢的拉紧。拉到一定程度时，用标准的白钢条在两靠背轮螺栓孔内进行测量上下左右，尽量保持两靠背轮螺栓孔同心度一致。然后，将对称水平面的两只临时螺栓装入拉紧，注意监视百分表，然后安装上下对称临时螺栓，此时慢慢地盘动转子，在圆周8等分点上测量靠背轮外缘晃动度，每个测点相对变化值应小于0.02mm。
八、靠背轮铰孔及螺栓配对
靠背轮中心对好临时拉紧后，由厂家安排进行铰孔。铰孔采用厂家自己提供的可调节铰刀。首先镗、铰水平方向靠临时螺栓边的螺孔，镗、铰好后，配上正式螺栓，然后镗、铰上面螺孔，配好正式螺栓，此时，慢慢地盘动转子，测量靠背轮外圆晃动度，应不超过0.02mm，然后依次镗、铰其他螺孔。镗、铰好的螺孔应与靠背轮的法兰端面垂直，不得偏斜。由于现场铰孔，并且靠背轮螺栓是按照铰孔后的螺孔直径进行一一对应加工的，加工回来后的螺栓无法更改安装位置，所以我们采取了对加工好的螺栓进行称重，而后根据对应螺栓重量的差值对螺母和保险垫片进行配对。在螺栓送出加工前，对毛胚螺栓进行测量和称重，以免加工后相差过大造成配对困难。螺栓加工完成后，进行再次称重，对应螺栓重量的差值由螺母和保险垫片进行相应补偿，在靠背轮直径方向对称的两只螺栓、螺母及保险垫片的总重量差应不大于5克，敲钢印做好记号。
九、靠背轮连接
清理检查靠背轮螺孔，要求粗糙度为0.8，内部无脏物；清理螺纹毛刺，使螺纹处于良好状态；螺纹处涂一层薄薄的防咬剂。用厂家提供专用工具测量原始长度。连接螺栓上涂抹薄薄一层二硫化钼，用铜棒轻轻地敲入。装好后螺栓与螺孔应作对应的钢印标记。分别均匀紧固全部螺栓，运用了矢量合成法对整个紧固过程进行全程监护、调整，以保证紧固完毕后靠背轮晃度变化在要求范围内。紧固后测螺栓拉伸量，用保险垫片锁紧螺栓。安装靠背轮罩壳，确保其埋入转子靠背轮凹肩内，与转子间隙符合设计要求。
十、矢量合成法
由于螺栓紧固顺序对于联轴器联接过程中的晃动变化具有关键影响，所以最终圆周晃动显得尤为重要。靠背轮晃动矢量合成法能够很好地分析联轴器联接过程中的晃动变化，并通过螺栓紧固顺序调整达到保证最终晃动合格的作用。矢量合成的两大要素：角度和数值的计算方法，角度以单个晃动的逐个叠加合成确定；数值以单个晃动的最大值作为合成后的晃动近似值。整个靠背轮联接工作分为三步走顺序，初始状态矢量合成数据作为第一步紧固对称四颗螺栓50%紧力的依据；一步步依次调整，直至最终合格。以浙江兰溪电厂#1机组高中压-低压A转子联轴器晃动矢量分析图为例，测量结果见表1。
高中压电端靠背轮单独晃动合成后最大为0.01mm，方向146.7°。低压A调端靠背轮单独晃动合成后最大为0.005mm，方向135°。以矢量终点为圆心，0.025mm允许变化范围为半径画圆作为目标范围。
过程一：紧固270°、90°、0°、180°处的四颗螺栓至50%紧力后，通过百分表测量得：高中压电端靠背轮晃动合成后最大为0.02mm，方向345.4°，低压A调端靠背轮晃动合成后最大为0.02mm，方向200.7°。由此可知，高中压电端靠背轮晃动合成后最大值已超出目标范围。
过程二：通过先紧固345.4°方向处螺栓至50%紧力后，再依次以对称紧固方法将剩余螺栓全部紧固至50%紧力后，通过百分表测量得：高中压电端靠背轮晃动合成后最大为0.01mm，方向324.7°低压A调端靠背轮晃动合成后最大为0.015mm，方向231.6°，由此可知，此时高压电端靠背轮晃动合成后最大值已在目标范围内。
最终：先紧固324.7°方向处螺栓至100%紧力后，再依次以对称紧固方法将剩余螺栓全部紧固至100%紧力后，通过百分表测量得：高压电端靠背轮晃动合成后最大为0.005mm，方向292.5°，中压调端靠背轮晃动合成后最大为0.015mm，方向252.9°。
十一、注意事项
每个靠背轮的晃度符合时要注意它们晃度最大点的方向，如果方向相反，需要重新进行调整连接。（如一个靠背轮为+0.015mm，另一个为-0.015mm）。利用螺栓的紧力和紧定的先后次序来调整靠背轮晃度时，必须保证紧力在厂家紧力的允许范围内。在靠背轮同心度合格的状态下，可以采取对晃度大的方向上的螺栓先紧定，然后再紧其对称的螺栓。在紧螺栓时要注意控制螺栓两端面与螺母端面的距离应尽量一致，单根螺栓的前后、所有单侧的螺栓都要求尽量达到要求。接螺栓应使用用铜棒轻轻地敲入，发现阻碍不得强行蛮力敲进，否则有可能引起靠背轮卡住导致连接时晃度难以调整。
十二、结论
上述汽轮机安装工艺在浙江兰溪电厂实践运用中取得了良好效果，并为推广应用打下了基础。不足之处在于该工艺中矢量合成的数值是取单个矢量中最大值作为近似量，为了最大程度地接近实际值，必须采取在圆周方向上尽量多测单个晃动的方法，但是晃动测的越多，势必造成测量、人为出现误差的可能性越大。另外，为了尽量减少偶然误差对矢量合成造成的偏差性，需要从单个靠背轮晃动测量开始，直到靠背轮联接结束合格为止，采用定人、定测量工具的办法，但目前在实际操作过程中还是存在一定难度的。
（作者单位：浙江省火电建设公司。为助理工程师）
关键词：汽轮机；对轮中心；矢量图
一、引言
在汽轮机机组安装中，靠背轮连接是很重要的技术环节。汽轮发电机组轴系联接质量对于机组运行各轴承振动及温度变化有重要影响。以东汽生产的N600-24.2/566/566型汽轮机为例，其工序主要包括：轴系精找中、靠背轮螺孔铰孔珩磨、螺栓加工配对、对中连接以及靠背轮罩壳安装。
二、轴系精找中
在靠背轮连接前进行轴系精找中主要是为了克服基础沉降以及扣缸后后续工作对转子中心造成的影响，保证轴系对轮中心满足开口及外缘偏差要求。复找中心调整与初找中心调整基本一样，也要根据各对轮中心数据来确定调整方法及对象。复找中心调整应考虑调整后其通流间隙、油档间隙的变化情况以及瓦枕垫片调整后接触面情况。由于已经扣缸，通流间隙无法复测，根据计算和通流间隙的偏差要求，如果瓦枕垫片调整量在0.10mm内时认为是可以接受的，油档间隙可以通过挡油环的调整螺钉进行调整。在转子中心调整好之后，应重新测量转子扬度和油档间隙，并做好记录。在每个转子轴颈上浇干净透平油，用行车盘动转子，旋转方向必须与转子的运行方向一致（从车头看为逆时针）。首先必须转动转子5分钟以上消除弹性变形，在表计读数稳定后再进行测量工作。低压A转子与高中压转子找中，低压A转子与高中压转子对轮端面张口值为0.00mm，外圆错位以低压A转子为准，高中压转子中心放低0.76mm。低压A转子与低压B转子找中，低压A转子与低压B转子对轮端面上张口值为0.14mm，外圆错位以低压A转子为准，低压B转子中心放低0.01mm。发电机转子与低压B转子找中，低压B转子与发电机转子对轮端面张口值为0.00mm，外圆错位以低压B转子为准，发电机转子联轴器中心放低0.31mm。
三、高中压转子与低压A转子拉紧止口
高中压转子与低压A转子中心复找后拉紧止口，拉紧前必须用顶紧架子将前箱台板固定，防止在推拉过程中台板产生偏移。在低压A转子设立顶针限位，架设百分表，防止低压A转子向调端窜动。在高中压转子推力盘处和缸体猫爪处左右各架设百分表，监测转子和缸体的移动情况。同时在前箱左右架设百分表，监视前箱左右方向的偏移，一般不得大于0.02mm。在#3油档上方架设百分表监视转子上下方向的变化情况。用千斤顶及厂供抬轴工具将高中压转子缓慢抬起，使高中压转子和低压A转子完全同心，用标准的白钢条在两靠背轮外缘测量上下左右无错口。然后用临时工艺螺栓缓慢拉紧转子止口，每次拉紧量不超过1mm，在靠背轮间距减少的同时必须同步地将高中压缸用推拉装置往电端移动，架设百分表监视左右移动偏差；加工各种规格厚度的猫爪立键，控制高中压缸的移动距离，防止内部通流部件产生碰撞损坏。
四、推力瓦安装
清理推力轴承球面，涂一层清洁汽轮机润滑油，吊装下半推力轴承体；安装下半正反垫环及推力瓦块。中分面去除毛刺，吊装上半推力轴承体；安装上半正反垫环及推力瓦块。推力轴承套上下紧固螺钉把紧力矩为790-980Nm。
五、高中压缸支撑猫爪转换
架设百分表，用厂家提供的千斤顶转换高中压缸的猫爪支撑。将下缸猫爪处的工艺垫片切换到运行垫片，使高中压缸成为运行状态下的上缸猫爪支撑。转换时在外把式轴封处（1号轴封#1、#2段汽封圈和2号轴封#4汽封圈）和猫爪处底部及左右架设百分表，严格监视变化情况，猫爪处偏差不得超过0.02mm。
六、低压A-B转子间垫片检查
在低压A、B缸之间采用靠背轮垫片。根据实测数据加工垫片，清理靠背轮垫片，表面清洁无毛刺，复核靠背轮垫片厚度数据，垫片厚度偏差≤0.02mm，平行度偏差≤0.02mm。利用靠背轮顶开螺钉，将轮面距离拉开，注意转子只需顶开3-4mm即可，架百分表监视移动量不准超过轴窜值，装入轮间垫片，注意垫片安装方向；再用工艺引导销将联轴器端面合拢。
七、临时螺栓连接
根据各靠背轮螺栓孔直径，每只靠背轮厂家提供了4只螺栓，直径小于螺栓孔直径0.5mm左右。清理螺纹毛刺，螺纹处涂一层薄薄的防咬剂。每个靠背轮应按找中心时的相对位置对正。同时应根据两靠背轮端面瓢偏值进行修正，然后慢慢的拉紧。拉到一定程度时，用标准的白钢条在两靠背轮螺栓孔内进行测量上下左右，尽量保持两靠背轮螺栓孔同心度一致。然后，将对称水平面的两只临时螺栓装入拉紧，注意监视百分表，然后安装上下对称临时螺栓，此时慢慢地盘动转子，在圆周8等分点上测量靠背轮外缘晃动度，每个测点相对变化值应小于0.02mm。
八、靠背轮铰孔及螺栓配对
靠背轮中心对好临时拉紧后，由厂家安排进行铰孔。铰孔采用厂家自己提供的可调节铰刀。首先镗、铰水平方向靠临时螺栓边的螺孔，镗、铰好后，配上正式螺栓，然后镗、铰上面螺孔，配好正式螺栓，此时，慢慢地盘动转子，测量靠背轮外圆晃动度，应不超过0.02mm，然后依次镗、铰其他螺孔。镗、铰好的螺孔应与靠背轮的法兰端面垂直，不得偏斜。由于现场铰孔，并且靠背轮螺栓是按照铰孔后的螺孔直径进行一一对应加工的，加工回来后的螺栓无法更改安装位置，所以我们采取了对加工好的螺栓进行称重，而后根据对应螺栓重量的差值对螺母和保险垫片进行配对。在螺栓送出加工前，对毛胚螺栓进行测量和称重，以免加工后相差过大造成配对困难。螺栓加工完成后，进行再次称重，对应螺栓重量的差值由螺母和保险垫片进行相应补偿，在靠背轮直径方向对称的两只螺栓、螺母及保险垫片的总重量差应不大于5克，敲钢印做好记号。
九、靠背轮连接
清理检查靠背轮螺孔，要求粗糙度为0.8，内部无脏物；清理螺纹毛刺，使螺纹处于良好状态；螺纹处涂一层薄薄的防咬剂。用厂家提供专用工具测量原始长度。连接螺栓上涂抹薄薄一层二硫化钼，用铜棒轻轻地敲入。装好后螺栓与螺孔应作对应的钢印标记。分别均匀紧固全部螺栓，运用了矢量合成法对整个紧固过程进行全程监护、调整，以保证紧固完毕后靠背轮晃度变化在要求范围内。紧固后测螺栓拉伸量，用保险垫片锁紧螺栓。安装靠背轮罩壳，确保其埋入转子靠背轮凹肩内，与转子间隙符合设计要求。
十、矢量合成法
由于螺栓紧固顺序对于联轴器联接过程中的晃动变化具有关键影响，所以最终圆周晃动显得尤为重要。靠背轮晃动矢量合成法能够很好地分析联轴器联接过程中的晃动变化，并通过螺栓紧固顺序调整达到保证最终晃动合格的作用。矢量合成的两大要素：角度和数值的计算方法，角度以单个晃动的逐个叠加合成确定；数值以单个晃动的最大值作为合成后的晃动近似值。整个靠背轮联接工作分为三步走顺序，初始状态矢量合成数据作为第一步紧固对称四颗螺栓50%紧力的依据；一步步依次调整，直至最终合格。以浙江兰溪电厂#1机组高中压-低压A转子联轴器晃动矢量分析图为例，测量结果见表1。
高中压电端靠背轮单独晃动合成后最大为0.01mm，方向146.7°。低压A调端靠背轮单独晃动合成后最大为0.005mm，方向135°。以矢量终点为圆心，0.025mm允许变化范围为半径画圆作为目标范围。
过程一：紧固270°、90°、0°、180°处的四颗螺栓至50%紧力后，通过百分表测量得：高中压电端靠背轮晃动合成后最大为0.02mm，方向345.4°，低压A调端靠背轮晃动合成后最大为0.02mm，方向200.7°。由此可知，高中压电端靠背轮晃动合成后最大值已超出目标范围。
过程二：通过先紧固345.4°方向处螺栓至50%紧力后，再依次以对称紧固方法将剩余螺栓全部紧固至50%紧力后，通过百分表测量得：高中压电端靠背轮晃动合成后最大为0.01mm，方向324.7°低压A调端靠背轮晃动合成后最大为0.015mm，方向231.6°，由此可知，此时高压电端靠背轮晃动合成后最大值已在目标范围内。
最终：先紧固324.7°方向处螺栓至100%紧力后，再依次以对称紧固方法将剩余螺栓全部紧固至100%紧力后，通过百分表测量得：高压电端靠背轮晃动合成后最大为0.005mm，方向292.5°，中压调端靠背轮晃动合成后最大为0.015mm，方向252.9°。
十一、注意事项
每个靠背轮的晃度符合时要注意它们晃度最大点的方向，如果方向相反，需要重新进行调整连接。（如一个靠背轮为+0.015mm，另一个为-0.015mm）。利用螺栓的紧力和紧定的先后次序来调整靠背轮晃度时，必须保证紧力在厂家紧力的允许范围内。在靠背轮同心度合格的状态下，可以采取对晃度大的方向上的螺栓先紧定，然后再紧其对称的螺栓。在紧螺栓时要注意控制螺栓两端面与螺母端面的距离应尽量一致，单根螺栓的前后、所有单侧的螺栓都要求尽量达到要求。接螺栓应使用用铜棒轻轻地敲入，发现阻碍不得强行蛮力敲进，否则有可能引起靠背轮卡住导致连接时晃度难以调整。
十二、结论
上述汽轮机安装工艺在浙江兰溪电厂实践运用中取得了良好效果，并为推广应用打下了基础。不足之处在于该工艺中矢量合成的数值是取单个矢量中最大值作为近似量，为了最大程度地接近实际值，必须采取在圆周方向上尽量多测单个晃动的方法，但是晃动测的越多，势必造成测量、人为出现误差的可能性越大。另外，为了尽量减少偶然误差对矢量合成造成的偏差性，需要从单个靠背轮晃动测量开始，直到靠背轮联接结束合格为止，采用定人、定测量工具的办法，但目前在实际操作过程中还是存在一定难度的。
（作者单位：浙江省火电建设公司。为助理工程师）