检查校正柴油发电机组中心线
柴油发电机组中心线校正(即轴对中)是安装或维护中最关键的步骤之一。校正精度直接影响发电机组的稳定性和使用寿命,系统逐渐恶化。中心线校正是“先测量、再计算、后调整”的循环过程,其核心是消除两轴之间的角度偏差和径向偏差,以确保它们在同一条直线上。
1、中心线不正确的表现形式和原因
柴油发电机组中心线不正确,简单地说,柴油发电机曲轴和发电机转子轴不在同一直线上。这种偏差主要表现为两种形式,其背后的原因也涉及多个环节,从安装不当到运行后的变形。
1、中心线不正确的两种表现形式
(1)平行偏移:指两轴中心线虽然平行,但不在同一直线上,上下或左右方向有错位。
(2)角度偏移(交错):指两轴中心线不平行,相交成一定角度,表现为联轴器两端有张口。
2、中心线不正确的主要原因
中心线不正确的原因贯穿于机组安装、维护和运行的全过程,主要包括:
(1)安装过程中的问题:
① 对中精度不足:这是最常见的原因,即在机组初始安装时,不按规范进行精确的轴对中校正。
② 基础和底座问题:如果安装基础不牢固,存在沉降,或发电机底脚与基础不紧密(存在“软脚”),将直接导致中心线偏差。
(2)部件变形或磨损:如柴油机或发电机转轴本身弯曲,联轴器制造质量差或磨损严重,轴承间隙过大或过小,会破坏原中心状态。
(3)运行中的变化
① 紧固件松动:长时间运行产生的振动可能导致地脚螺栓和联轴器连接螺栓松动,从而偏离中轴线。
② 基础和身体的变形:机组运行过程中的振动、热效应和基础随着时间的推移而沉降或变形,可能导致校正的中心线被重新破坏。
二、中心线不正确的影响
柴油发电机组中心线不正确(即轴不正确)是运行中的一个严重隐患,对机组的性能、寿命和安全有许多负面影响。以下从机械、振动、运行效率和安全四个维度进行说明:
1、加速机械部件损坏
(1)联轴器
① 弹性部件加速老化:弹性联轴器橡胶或聚氨酯部件由于力不均匀,产生异常变形、加热,导致过早开裂、脱落。
② 刚性联轴器磨损:螺栓由剪切力和法兰表面磨损,甚至导致螺栓断裂或联轴器本体开裂。
(2)轴承:发电机前后轴承和柴油机曲轴主轴承不承受额外的弯矩和径向力。其结果是轴承合金层的疲劳剥落(巴氏合金层的麻点和裂纹);轴承温度异常升高(可能超过报警值);严重者造成“烧瓦”或“抱轴”事故。
(3)轴本身:在交变弯曲应力的作用下,轴可能在键槽、轴肩等应力集中部位产生疲劳裂纹,最终导致轴断裂事故。
2、振动加剧,噪声增大
(1)振动特征的变化
① 频谱表现:在错误的情况下,通常会产生两倍频(2X)的显著振动分量,严重时可能会出现高次谐波。
② 方向性:振动通常是明显的径向方向性(例如,水平方向振动远远大于垂直方向)。
(2)危害
① 疲劳损伤:振动传递到仪表、管道、油箱、散热器等部件,导致支架断裂、管接头松动泄漏、仪表故障。
② 环境问题:噪声显著增大,影响操作人员健康,可能违反工厂噪声标准。
③ 基础损坏:长期剧烈振动可能导致混凝土基础开裂、地脚螺栓松动甚至拔出。
3、运行效率下降和能耗增加
(1)增加机械损耗:克服不对造成的额外反力,需要消耗柴油机输出功率,导致燃油消耗率上升(实测可能增加3%~8%),发电机效率下降(输出功率下降)。
(2)加热:联轴器与轴承摩擦加剧,导致局部高温加速润滑油(脂)氧化变质,缩短换油周期,触发电机过热保护或柴油机高温停机。
(3)影响电力质量:振动传递到发电机转子,可能导致气隙不均匀,导致输出电压波形畸变,增加谐波含量。
4、安全隐患及连锁故障
(1)突然停机:断轴、烧瓦或联轴器脱落可直接导致机组紧急停机,导致重要负荷断电。
(2)二次损坏:高速旋转部件断裂后可能飞出,击穿外壳、油管或冷却水管,造成漏油或冷却液泄漏,甚至火灾。
(3)维护成本飙升:轻微错误可能在几个月后暴露,但一旦损坏形成,需要更换轴承、修复轴颈或加工联轴器,维护成本和停机损失巨大。
三、中心线检查校正
安装发电机组时,发电机与柴油机之间的连接不是简单的连接,而是有严格的技术要求,最突出的表现是中心线的对齐。也就是说,柴油机的曲轴和发电机轴必须保持在同一中心线上。如果两轴中心线不对齐,工作时会引起机体剧烈振动,仪表、油管、水箱容易损坏;橡胶铰链磨损迅速;同时,曲轴轴承和发电机轴承磨损加剧,甚至断裂。因此,发电机组装后,必须检查校正中心线。以康明斯柴油发电机组为例,讲述柴油机与发电机中心线的检查校正方法。
1、安装专用工具
将专用工具(包括支臂、圆铁和调整螺钉)固定在饺子链盘和飞轮的垂直表面,并转向垂直向上。
2、测量
调整平行螺钉和垂直螺钉,保持其与圆铁之间0.50mm的基准间隙,然后固定紧固螺钉。然后将飞轮旋转180°,测量平行螺钉与垂直螺钉与圆铁之间的间隙并记录下来,计算上下两轴的交错量和上下两轴的偏移量:偏移量不大于0.1mm。例如:假设平行螺钉、垂直螺钉与圆铁之间的间隙分别为0.65mm和0.20mm。
3、调整
(1)交错量的校正方法:
松开发电机的四个底座螺钉,稍微抬起发电机的底座,适当减少底座垫片{增减量(mm)=发电机前后底座之间的距离(m)×交错量(mm/m)],然后平整发电机(此时发电机可能移动一点,应恢复原位),拧紧四个底座螺钉。最后,如果不符合要求,应进行审查和纠正。调整交错量的基本规则是:上下垫尾,上下垫尾。也就是说,测量时,平行螺钉与圆铁之间的距离大于平行螺钉,然后将飞轮旋转180°。当距离圆铁时,用垫片垫发电机尾部调整交错量。同样,当平行螺钉上方与圆铁的距离小于下方与圆铁的距离时,应适当去除发电机尾部的垫片,以调整其交错量。
(2)偏移偏移的校正方法:
松开发电机底座的四个螺钉,适当调整底座前后垫片的厚度(增减偏移量)。例如,如果发电机偏高,发电机底座垫片的厚度应降低0.15mm,以纠正其偏移量。
4、转动
飞轮使专用工具处于水平方向的左右两侧。用上述相同方法检查左右(前后)方向的交错量和偏移量。如果左右(前后)方向两轴中心线的交错量和偏移量超过允许限度,则应移动发电机进行校正。校正时,先校正交错量,再校正偏移量。
5、复查
校正发电机与柴油机曲轴中心线的交错量和偏移量后,应进行复查,直至柴油机与发电机中心线的偏移量和交错量符合要求。
总结:
综上所述,对于追求效率和最高精度,或用于大型高速机组,强烈建议选择激光对中间仪器。它不仅速度快,而且能有效避免人工计算错误,是目前公认的最佳方案。现场没有激光对中间仪器,但需要可靠的精度,百分比表法是完全可靠的选择,只要操作和计算正确,就能完全满足使用要求。总之,柴油发电机中心线不是各种因素共同作用的结果,安装不当和基本问题是两个最根本的原因。定期检查和维护,及时发现和处理这些问题,是保证柴油发电机组长期稳定运行的关键。