轴流式主风机静叶角度测量方法探讨

赵聚运，邹　靖，刘光明

(中国石油天然气第七建设有限公司，山东 胶州　266300)

中石化弘润公司100万t/a DCC工程催化裂解装置能量回收系统设有主风机组一套，其中风机由西安陕鼓动力股份有限公司设计制造的全静叶可调式轴流式压缩机，型号为AV56-10，它的主要动力学特点是流量、压力调节范围广，各工况点效率高，运行平稳。静叶角度的准确性是保证它这一特点的基础，使用一种准确性高的检测方法，来检验测量静叶角度值，使之到达设计要求值，保证设备在运行生产过程中平稳运行，是设备施工安装过程中的重要环节。为此，通过对设备说明书及相应规范中对静叶角度测量原理进行仔细研究，对传统的测量方法进行改进，通过新测量方法的实施，取得了良好的效果。

1　传统测量方法

以西安陕鼓动力股份有限公司为中化宏润公司100万t/a DCC工程催化裂解装置能量回收系统供货的轴流压缩机(型号：AV56-10)为例，介绍安装使用说明书及SH/T3516-2012《催化裂化装置轴流压缩机-烟气轮机能量回收机组施工及验收规范》[1]中对静叶角度测量方法的具体要求：

(1)静叶承缸中分面放置工型平尺，然后采用万能角度尺进行静叶角度的测量，万能角度尺测量时应靠紧叶根并垂直于叶片轴线。

(2)分别测量第一级静叶在最小角、中间角、最大角时，其余各级静叶的角度，各级静叶角度设计值见安装使用说明书中合格证文件。

(3)静叶角度测量见图1。

图1　静叶角度测量示意图

(4)以上所述为供货商设备说明书和专项施工规范中的要求，但在现场的实际施工过程中，存在较大的弊端：

①采用传统测量方法，使用的工、量器具较多。如：工型平尺、万能角度尺、量块及直角尺，间接的增大了工作量。

②工型平尺的两个小的垂直立面精度差，测量精度存在一定的误差。如果采用量块和直角尺作为辅助的测量工具，因辅助测量量具增多，各量具之间存在一定的配合误差，导致测量误差也相应的增大，并且对测量人员的素质要求较高 。用工型平尺、量块、直角尺及万能角度尺进行测量如图2所示。

图2　平尺、量块、直角尺及万能角度尺测量

③在测量过程中，需将平尺横跨在静叶承缸的中分面上，这就需要使用长度至少为2 m、精度等级不低于1级的工型平尺，每测量一级静叶角度就需要将平尺进行平行移位，如此加大了人力资源的投入，增大了施工难度，延长了施工工期。

2　新测量方法

因传统测量方法存在诸多问题，我根据以往的施工经验，结合现场实际情况，对静叶角度的测量方法进行了改进：使用框式水平仪(代替平尺、量块、直角尺)，再配合万能角度尺直接进行静叶角度测量。具体方法流程和操作要领如下：

2.1　方法流程

压缩机内下机壳就位、水平找正→下静叶承缸、调节缸组装→下静叶承缸和调节缸放入下机壳→静叶角度测量→电动执行机构检查

2.2　操作要领

2.2.1压缩机下机壳就位、水平找正

(1)拆卸底座上的纵向和横向导向键。

(2)起吊下机壳，并校正下机壳中分面的水平度，机壳各支承座配合表面涂MoS2粉。

(3)将下机壳轻轻置于底座上，并将机壳调整到四处导向键槽同时满足要求的位置，即导向键可以轻松推入(必要时可调整底座位置)。按图纸要求安装机壳摆动支撑和固定支撑。

(4)测量下机壳中分面的水平度。先在两端四个支撑点处测量，再在中间支撑处测量。横向水平度允差0.06 mm/m；纵向水平度允差0.04 mm/m(纵向水平度仅作参考，最终以轴系找正为准)。

2.2.2下静叶承缸、调节缸组装

(1)在进行组装前，先对承缸、调节缸进行检查。检查各接合面应光洁、无锈蚀和损伤，各联接螺栓应能轻松拧入；检查各静叶、曲柄、滑块应转动灵活，联接和锁紧应可靠，并能停留在任一角度；静叶应无裂纹、损伤；转轴密封圈应密封良好。驱动环应无扭曲变形，内表面光洁、无锈蚀，外表面涂层完好，端面应打有标记；各驱动环与滑块应接触良好，各静叶栅叶顶高度应符合要求。

(2)将下静叶承缸背部向上放平，调整各级静叶转轴、曲柄和滑块的轴线位于同一断面内，所有滑动面及配合面均涂以MoS2粉剂，然后装入各级驱动环，安装导向环上的导向销，最后水平吊装调节缸，对准导向销缓慢落下，此时一定要注意驱动环的外圆对准调节缸内侧的卡槽。组装完毕后，拆下导向销，并将调节缸内导向环的联接螺栓穿入不锈钢丝以防松。

2.2.3下静叶承缸和调节缸放入下机壳

(1)使用专用定子吊装工具，将组装在一体的下承缸和调节缸翻转180°，然后水平吊起下半承缸和调节缸，并在承缸出口端外圆处的凹槽内放入密封圈。

(2)下机壳调节缸各支撑处的垫片按照出厂前的数量和位置摆放，不要混淆。

(3)组装调节缸两侧的支承导杆和滑动支撑，然后推动调节缸，使调节缸与伺服机构的联接板对正并联接、紧固并防松。同时检查调节缸支撑套与导杆的配合间隙及支撑滑道与滑板的配合间隙应符合随机文件要求。

(4)所有滑动面及配合面均涂以MoS2粉剂，并确保下半定子所有连接螺栓紧固、防松。

2.2.4静叶角度测量

(1)将电动执行器拨到手动位置，并转动手柄，使调节缸在前后死点之间进行往复运动，检查运动是否灵活，有无卡涩现象，检查所有静叶珊是否随调节缸的往复运动而进行同步的摆动动作，检查所有静叶应互不接触。

(2)将调节缸运动到前死点处，采用规格为200 mm的框式水平仪一台放置到静叶承缸的下中分面上，靠近第一级静叶处，并稍稍探出中分面的内圆，然后采用万能角度尺进行静叶角度的测量。

图3　框式水平仪、万能角度尺测量

(3)在测量时，万能角度尺应靠紧叶根并垂直于叶片轴线，将框式水平仪的一处外沿立面做为测量基准，万能角度尺的直角尺与框式水平仪的外沿立面接触，利用透光法检验万能角度尺与框式水平仪的接触情况，接触处无缝隙时，此时所测得的角度数据为第一级静叶角度。测量时还需注意，因为此时调节缸是在前死点处，所以一级静叶栅最小极限角应小于最小开度角，即此时测得的角度值应该小于22°，使用电动执行器的手动摇柄，慢慢将第一级静叶角度调整到图纸规定的最小角22°，锁死执行机构，依次测量其余各级静叶的角度，至此第一步测量工作完成。测量示意图见图3。

(4)再依照上述的测量程序，将第一级静叶调整到设备随机技术文件中规定的中间角、最大角，再分别测量其余各级静叶的角度，并须符合设备安装使用说明书合格证的要求。测量最大角时需注意，因为此时调节缸是在后死点处，所以一级静叶栅最大极限角应大于最大开度角，即此时测得的角度值应该大于79°，同样使用电动执行器的手动摇柄，慢慢将第一级静叶角度调整到图纸规定的最大角79°，锁死执行机构，然后再依次测量其余各级静叶的角度。

2.2.5电动执行机构的检查

按设备资料上的电动执行器示意图，使第一级静叶分别处于最小角、中间角、最大角时，检查电动执行器的设定值(电动执行器在第一级静叶处于最小角和最大角的角度设定值应不大于叶片实际转动需要值，以免损坏叶片)应一一相符，并且静叶角度开启的指针也要和标尺一一对应。

3　结束语

本方法是对压缩机随机文件及规范SH/T3516-2012《催化裂化装置轴流压缩机-烟气轮机能量回收机组施工及验收规范》中对静叶角度测量方法的改进。经过现场实践和机组运行情况反馈，框式水平仪完全能够替代平尺、量块及角度尺作为测量静叶角度的主要量具。新方法简化了测量所需的步骤和工器具，与传统测量方法比较，使操作方法简单、方便，有效缩短了施工工期。并且由于框式水平仪本体的精度较高，减少了测量存在的配合误差，保证了机组安装质量，提高了工作效率，节省了人力资源。

[1]中华人民共和国工业和信息化部.SH/T 3516-2012 催化裂化装置轴流压缩机-烟气轮机能量回收机组施工及验收规范[S].北京:中国石化出版社，2013.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50275-2010 压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范[S].北京:中国计划出版社，2011.