某型压气机IGV 驱动机构的安装分析

2022-06-01杜晓娇

科技创新与生产力 2022年3期

郑庆，杜晓娇

（东方汽轮机有限公司，四川德阳 618000）

随着经济的高速发展，我国能源需求不断增加。在保护绿水青山的大背景下，国家对清洁能源的需求越来越大，越来越多的燃气轮机发电机组投入运行。压气机是燃气轮机的一个重要组成部分，而进气导流叶片（In1et Guide Vane，IGV）又是压气机的重要组成部分。IGV 主要有两方面作用[1-2]：一是在燃气轮机启动和停机的低转速过程中防止压气机发生喘振；二是在联合循环机组部分负荷运行时，通过调节IGV 的角度，减小进气流量，使燃机的排烟温度保持在较高水平，以提高联合循环机组的总体热效率。所以在现有的燃气轮机中，无一例外地都包含有IGV 驱动机构。机组不同，需求不同，机组的IGV 驱动机构数量也不同，本文所介绍的压气机只有1 组IGV 驱动机构。

1 IGV 驱动机构简介

该型压气机IGV 驱动机构主要由IGV、操纵环、滚轮、垫块、杆端关节轴承等组成，结构简单，使用方便，但安装调试复杂，见图1。 IGV 驱动机构是一个环形结构，以水平中分面为界，分为上、下两半，安装时须分别进行，之后将上、下两半通过螺栓进行连接。由于IGV 安装在压气机缸上的过程十分简单，在这里就不做介绍。以下将采用自进气侧向出气侧的顺序对IGV 驱动机构的安装进行介绍。

图1 IGV 驱动机构

2 压气机IGV 驱动机构的安装

2.1 IGV 与垫块、摆臂的安装

垫块、摆臂均与IGV 叶柄小间隙配合，为保证转动平顺，不发生卡涩，在摆臂与垫块、垫片与套筒之间均加有润滑脂。垫片配做，厚度由H-h 决定，见图2。

图2 IGV 与垫块、摆臂的安装示意图

2.2 杆端关节轴承的安装

鉴于杆端关节轴承的特殊性，总装前先将其两两连接，调节中间连杆与螺母，使两轴承中心距离达到设计值L，见第125 页图3。

图3 杆端关节轴承的安装示意图

当操纵环与螺柱安装完成后，将杆端关节轴承的一端安装在螺柱1 上，另一端安装在螺柱2 上，见第125 页图4。

图4 杆端关节轴承与IGV 驱动机构的连接示意图

2.3 操纵环的安装

操纵环的运动是依靠滚轮实现的，其与滚轮是锥形配合，见图5。安装时需将两组锥面调整到互相接触，达到设计要求的范围，同时，要保证滚轮顶部与操纵环底部留有一定间隙l，防止卡涩，间隙l 依靠偏心轴的旋转进行调节。

图5 操纵环的安装示意图

驱动机构的运转是靠操纵环的旋转来达到的，IGV 运动的准确性与操纵环安装的准确性密不可分。最初安装时依靠滚轮来调节操纵环同心度，但检查时发现依靠滚轮的调整无法达到设计要求，会存在偏心。滚轮安装在偏心轴上，即使操纵环与滚轮精准配合，由于偏心轴的转动角度不同，也会导致操纵环偏心。为保证安装时操纵环与气缸同心，又能旋转顺畅，在气缸的适当位置沿周向加工3～6 个小平面，每个平面与气缸中心距离R 相等，见图6。操纵环上下半把合以后，通过调节滚轮，使操纵环与几个小平面的距离相登，即F1=F2=F3=F4，这样，就可保证操纵环与气缸的同心。

图6 操纵环与气缸的同心安装示意图

2.4 IGV 初始安装角的测量

IGV 的角度对机组的效率及安全性影响很大，故测量IGV 角度的准确性变得尤为重要。由于IGV的转动是通过连杆机构进行调节，各零件之间的配合间隙及安装公差均会对叶片角度产生影响，故安装完成驱动机构后，如何正确测量每支IGV 的初始角度就显得尤为重要。结合实际工程安装经验，笔者专门设计了一个测量角度的工装，其结构见图7，其中角度α 为初始角度设计值，b 面在测量时紧贴气缸进气侧端面。此时只要c 面与IGV 叶柄上的平面（图2 中A 面）贴合，说明IGV 初始安装角度正确，见图8。若未能达到初始安装角度，需对IGV 进行调节，调节合格后再进行后续安装。