機電工程有大量的轉(zhuǎn)動設(shè)備，目前，國內(nèi)火電電站工程多以超超臨界660MW和1000MW機組為主，對大型汽輪機本體安裝過程來講，汽機本體隔板部套找中心工作是大型汽輪機本體安裝中的一項十分重要的工作,它直接關(guān)系到在此之后的汽封間隙調(diào)整工作，如果隔板的同心度不好，會很大程度上加大汽封間隙調(diào)整工作的工作量，并影響汽封間隙的均勻程度，從而會影響機組運行時的經(jīng)濟性、穩(wěn)定性和安全性。

  傳統(tǒng)的施工工藝中，隔板找中心多數(shù)采用的方法主要是拉鋼絲法和假軸法，需要消耗大量勞動力，且隔板部套找中心工作精度較低，為了更加高質(zhì)量的完成隔板找中心這項工作，我公司采用了較為先進的激光找中心。

1、激光找中心原理

我公司采用由瑞典Damalini AB公司生產(chǎn)的D660隔板同心度激光測量系統(tǒng)，其原理是通過氦氖激光發(fā)生器產(chǎn)生激光束，在接收靶上形成光斑，光斑的移動導(dǎo)致硅片的電阻的變化，給硅片一定的電壓;因電阻的變化，將導(dǎo)致電流的變化，電流的變化;經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字信號，光斑越靠近中心區(qū)域，線形度越高。在接收靶形成光斑的三種情況中，第1種情況是能夠準(zhǔn)確測量的，由于該激光測量系統(tǒng)測量的激光的能量中心，故第2、3種情況不能準(zhǔn)確測量。

2、激光測量系統(tǒng)組成

激光測量系統(tǒng)是由激光發(fā)射器、激光探測器和顯示單元組成。

①激光發(fā)射器有三個帶磁力的剛性支撐桿,支撐桿可調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同直徑的測量對象。堅固的設(shè)計可保證最高的測量精度。激光束可以非常簡便地進行水平和垂直的微調(diào)。

②激光探測器支架為剛性，連接于橫梁，對于大直徑設(shè)備可加擴展橫梁和加長探桿。探測器支架可旋轉(zhuǎn)，同時探測器可在滑桿上上下滑動，磁性座可固定在衡量的任意位置，當(dāng)測量對象直徑不同時，這種設(shè)計大大簡化了測量過程中橫梁的移動和固定工序。

③顯示單元是整個測量系統(tǒng)的大腦，顯示單元除包含各種軸對中測量程序外還包括所有幾何測量程序，該單元具有RS-232接口，可以通過打印機輸出測量結(jié)果，或?qū)y量結(jié)果傳到PC機中。

3、應(yīng)用案列

 瑞典Damalini公司開發(fā)的Easy-Laser 激光隔板同心度測量系統(tǒng)利用激光來進行測量,避免了機械測量方式產(chǎn)生誤差的因素,大大提高了工作效率。該儀器自動記錄測量值,并且用數(shù)字和圖形兩種方式顯示測量結(jié)果,操作簡單,初次使用者經(jīng)過簡單培訓(xùn)就可以完成高質(zhì)量的測量。該產(chǎn)品在電力系統(tǒng)主要用于透平隔板和軸承支撐的同心度測量,也可作中分面平面度測量,目前已經(jīng)在國內(nèi)的電廠和電建有所應(yīng)用,成功調(diào)整過600MW汽機。顯示精度0.001mm,測量距離40米。系統(tǒng)自動計算各隔板之間軸心在水平和垂直兩個方向上的相對位置,并能夠進行動態(tài)調(diào)整。最多測量和存儲的點數(shù)為600點。

4、操作步驟：

1.測量準(zhǔn)備:檢查儀器是否齊全，電池電量是否充足。電池電量不足可能會導(dǎo)致整個測量過程中斷，數(shù)據(jù)丟失。

2.安裝激光發(fā)射器:量好#3軸承孔直徑、三爪支桿長度，用三爪吸盤將激光發(fā)射器固定在軸承孔上。盡量使激光發(fā)射器架設(shè)在軸承孔中心位置。

3.安裝激光探測器:將激光探測器安裝在自定心支架上，通過電纜連接好主機。

4.粗調(diào)激光:將加大靶架設(shè)在軸承座近端隔板上，調(diào)整激光發(fā)射器調(diào)整盤的水平、垂直位移旋紐（先粗調(diào)、后精調(diào))，直至激光穿過靶心;將加大靶架設(shè)在軸承座遠(yuǎn)端隔板上，調(diào)整激光發(fā)射器調(diào)整盤的水平、垂直角度旋紐（先粗調(diào)、后精調(diào))，直至激光穿過靶心。把加大靶放置近端隔板，看看是否仍然穿過中心

5.隔板測量調(diào)整:打開主機，使用32功能，依次輸入隔板間的距離。用任意三點法記錄出軸承座及每個隔板的測量值(mm)。

6.依次對油擋、隔板進行測量，得出測量結(jié)果，進行修正最終得出隔板偏移量。

7.根據(jù)最終測量結(jié)果調(diào)整隔板中心，重復(fù)5、6步驟，直至隔板中心符合要求。

8.核對，打印報表:核對結(jié)果，打印數(shù)據(jù)報表，或傳入電腦通過軟件打印。

“江蘇電建一公司應(yīng)用D660在常熟"安裝600MW汽輪機現(xiàn)場圖片

5、隔板同心度激光測量系統(tǒng)對比過去的假軸法和拉鋼絲法有著明顯的優(yōu)點:

1)精度:假軸法和拉鋼絲法的理論精度為10um，而實際上，假軸由于無法剛好盤到90°位置上，誤差較大，其可靠的精度為30um;拉鋼絲法由于鋼絲本身和耳機靈敏度的影響，其誤差也遠(yuǎn)超過10um，其可靠的精度為30um。而激光測量法的理論精度為1um，測量的重復(fù)性相當(dāng)好，只要測量方法正確，任意兩次的測量誤差均小于5um。

2)基準(zhǔn):假軸法和拉鋼絲法需要嚴(yán)格的將假軸和鋼絲的洼窩調(diào)整到與真轉(zhuǎn)子洼窩一致后方可進行測量工作，這部分的調(diào)整工作量較大，工作時間較長。由于每次隔板調(diào)整工作需將假軸吊走、鋼絲拆除，因此再次測量前必須重新檢查其洼窩是否與真轉(zhuǎn)子洼窩一致。而激光測量無須將嚴(yán)格的調(diào)整激光的位置，只需保證激光同基準(zhǔn)洼窩中心偏差±1mm即可，因此架設(shè)激光發(fā)射器極為方便，快捷，并且在調(diào)整隔板期間，無須拆除激光發(fā)射器，避免重新調(diào)整;

3)測量方式:用假軸法架百分表時，由于盤動三點的位置不準(zhǔn)確，經(jīng)常盤動一圈后，百分表回不到零位，造成該次測量失敗，必須重新測量，直至百分表回零時才可作為測量數(shù)據(jù)。假軸自身重量在1噸以上，每次都需要用行車吊進吊出，受現(xiàn)場機具影響大。拉鋼絲法在測量時，受個人因素影響較大，各人測量的結(jié)果偏差較大。其共同特點都必須在時鐘3-6-9點位置測量。而激光測量本身帶有角度測量裝置，無須嚴(yán)格按時鐘三點的準(zhǔn)確位置進行測量，探桿旋轉(zhuǎn)任意三個位置，根據(jù)已知圓弧上三點可以確定圓心的原理，通過計算得出隔板中心的偏差值。

4)測量過程耗時:同樣以該低壓缸為例，14級隔板用假軸法測量的時間約6小時，用拉鋼絲法測量的時間約12小時，而采用激光測量方法花費時間少，每次測量時間約半小時。

5)測量結(jié)果計算:假軸法和拉鋼絲需要考慮假軸和鋼絲的垂弧，通過計算得出隔板偏移量時，而采用激光準(zhǔn)直儀無須考慮激光本身垂弧影響，直接得出隔板在水平和垂直兩個方向上偏移量（精度: 1um)，并可通過打印機即時打印，作為隔板中心的驗收依據(jù)。

6)使用成本:假軸法必須將假軸與真轉(zhuǎn)子軸頸尺寸加工成一致，這就帶來了通用性的問題，以東方汽輪機廠生產(chǎn)的600MW汽輪機為例，汽輪機由一個高中壓合缸和兩個低壓缸組成，即汽輪機軸系三段轉(zhuǎn)子構(gòu)成，若是用假軸法找中心就必須按照真轉(zhuǎn)子的軸頸加工三個假軸;根據(jù)市場上假軸的加工費用在1.2萬元/噸左右，計算下來光假軸的加工費用超過5萬元，而不同型號的機組需要加工不同尺寸的假軸，造成浪費。另外在使用上在維護和保存上，假軸在不用時必須直立掛起，并定期對軸頸部位上油防銹。以本機組A低壓缸為例，若采用假軸，假軸的長度將超過6米，這就給存放假軸的場地提出了更高的要求，無疑也加大了假軸的使用成本。拉鋼絲法的使用成本相對之下zhui低，20米琴鋼絲、1副耳機、2節(jié)電池、1只內(nèi)徑千分尺就可以完成測量過程。而采用激光測量成本較高，一套D660隔板同心度激光測量系統(tǒng)售價約為二十萬元左右。一次性投入相當(dāng)大，另外在使用前，必須對使用人員進行培訓(xùn)。維護成本叫較高，但其通用性好，以公司2012年以前所承接安裝的600MW 以上機組5臺來計算，15個汽缸找中心，每個汽缸隔板找中心的成本僅為1.8萬元。

6、使用激光測量系統(tǒng)的主意事項

1)應(yīng)盡量避免由于溫差造成的氣流擾動，如焊接作業(yè);如出現(xiàn)數(shù)值擺動大的情況，可以采用濾波功能確保讀數(shù)穩(wěn)定;

2)在任意三點法時，為提高準(zhǔn)確度，應(yīng)盡量增大三點之間的夾角，至少保瞪大于20°;

3)在得出計算結(jié)果時,還需要通過轉(zhuǎn)子的垂弧值以及轉(zhuǎn)子在全實缸狀態(tài)(注:在隔板找中心時，汽缸處于半實缸狀態(tài)）的下沉量對其進行修正，確保其結(jié)果準(zhǔn)確。

  采用了激光測量能將隔板中心偏差控制在較小的范圍內(nèi)，很大程度上減輕汽封間隙調(diào)整的工作量，又可使汽封環(huán)保持為一個平滑、高效的整圓;既高質(zhì)量的完成了隔板找中心的工作，又減輕了工人的勞動強度;但其高昂的售價限制了該系統(tǒng)的進一步推廣應(yīng)用。

7、結(jié)論

  通過新舊工藝的對比,我們可以看出新工藝在實際大型機電設(shè)備安裝工作中的經(jīng)濟價值。我們通過改進工藝，提高了安裝工作的質(zhì)量，帶來了較為明顯的經(jīng)濟效益，激光測量技術(shù)在大型汽輪機安裝過程中有著一定意義的推廣價值。