鐘厚德

（南寧產(chǎn)業(yè)投資有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530022）

挪威鮑利葛電站原有機(jī)組5臺(tái)，經(jīng)過改造擴(kuò)容，增加了2臺(tái)均由南寧發(fā)電設(shè)備總廠提供的單機(jī)容量為10 MW的發(fā)電機(jī)組，擴(kuò)容后該電站總裝機(jī)容量為95 MW，新增裝的這2臺(tái)發(fā)電機(jī)為懸吊式結(jié)構(gòu)。

2008年9 月至2009年7月，筆者在原工作單位南寧發(fā)電設(shè)備總廠曾帶領(lǐng)16人組成的專業(yè)隊(duì)伍，承擔(dān)出口到挪威鮑利葛電站的這2套10 MW水輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備的安裝工程。在安裝過程中，針對1號機(jī)組在整體盤車時(shí)擺度出現(xiàn)異常的問題，對整個(gè)盤車過程的各次擺度記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行對比、分析，排查了可能造成影響的部位，根據(jù)多年的安裝經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了問題的癥結(jié)并給予解決，使得盤車工作進(jìn)行順利，擺度亦合乎規(guī)范要求。

1 機(jī)組盤車的擺度超差問題

機(jī)組采取一次性整體盤車，機(jī)組聯(lián)軸后參照GB/T8564-2003《水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范》第9.5.7中條款c）推力軸承剛性盤車，各軸瓦受力應(yīng)初調(diào)均勻，鏡板水平偏差應(yīng)在0.02 mm/m以內(nèi)，并調(diào)整靠近推力頭的導(dǎo)軸瓦的單側(cè)間隙，一般為0.03～0.05 mm。

上導(dǎo)軸承為分塊瓦共12塊，在X、Y方向?qū)ΨQ抱4塊瓦。為了使4塊軸瓦間隙均勻，分別在軸承瓦面與主軸軸承位之間墊上0.05 mm的薄銅片，對稱打緊楔子板，并測量鎖板到導(dǎo)軸承端面的距離H做好記錄，然后松開取出薄銅片，再調(diào)整好原記錄在案的距離H，用塞規(guī)檢查各塊軸瓦間隙基本都在0.05 mm的范圍內(nèi)。

機(jī)組調(diào)整符合技術(shù)規(guī)范要求后，在X、Y方向，分別在上導(dǎo)、下導(dǎo)軸承位、聯(lián)軸法蘭、水導(dǎo)軸承位安放百分表監(jiān)測盤車擺度，以原廠內(nèi)聯(lián)軸校擺的8個(gè)等分點(diǎn)作為基準(zhǔn)（如圖1）。

圖1 內(nèi)聯(lián)軸校擺的8個(gè)等分點(diǎn)

啟動(dòng)高壓頂起轉(zhuǎn)動(dòng)部分后，把第一點(diǎn)轉(zhuǎn)到X標(biāo)位置上。把百分表調(diào)對坐標(biāo)上的點(diǎn)，開始第一次盤車。轉(zhuǎn)動(dòng)過程中覺得非常沉重，4條推桿用16個(gè)人合力來推，第一次盤車數(shù)據(jù)記錄見表1。

根據(jù)GB/T8564-2003《水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范》第9.5.7條表33的規(guī)定，機(jī)組軸線的允許擺度值（雙振幅），參照本機(jī)組的轉(zhuǎn)速屬于250 r/min以下的機(jī)組，發(fā)電機(jī)軸允許的相對擺度為0.03 mm/m；水輪機(jī)軸允許的相對擺度為0.05 mm/m；根據(jù)擺度允許值，可計(jì)算出機(jī)組部位的允許值。

從第一次盤車記錄的數(shù)據(jù)來看，1、8、7、6 點(diǎn)，百分表顯示出的讀數(shù)均為正值，而2、3、4、5的數(shù)值為負(fù)值。從這些數(shù)據(jù)分布看，總覺得有點(diǎn)異常，覺得這些數(shù)據(jù)總是一邊倒。這軸線不是一條垂直線，象是一條斜線只是繞著抱軸的上導(dǎo)瓦轉(zhuǎn)動(dòng)而己。而且這些數(shù)據(jù)還有一個(gè)特點(diǎn)，正值由小到大，負(fù)值卻是由大到小，軸線沒有出現(xiàn)折彎點(diǎn)。類似這樣的問題，有必要進(jìn)行深入分析。第一次盤車計(jì)算出各部位相對擺度數(shù)據(jù)記錄（見表2）

表1 第一次盤車數(shù)據(jù)記錄表 （單位：mm）

表2 相對擺度情況記錄表（單位：mm）

從表2看，除了水導(dǎo)軸承位符合中標(biāo)GB/T8564-2003規(guī)定的允許偏差值之外，其各部位都已超出規(guī)定范圍。再從表1的盤車數(shù)據(jù)來看，縱使計(jì)算的相對擺度符合規(guī)定要求，筆者認(rèn)為軸線也要進(jìn)一步調(diào)整。

其實(shí)，目前這條軸線并非是一條垂直的軸線，是一條繞著上導(dǎo)軸承瓦旋轉(zhuǎn)的斜線。見圖2所示。

圖2 軸線偏擺示意圖

2 原因分析

2.1 尋找軸線偏擺原因的思路

出現(xiàn)這種狀況，筆者認(rèn)為應(yīng)從3個(gè)方面考慮：

（1）推力軸承瓦受力不均；

（2）推力頭環(huán)鍵槽不垂直或是環(huán)鍵兩端面不平行；（3）轉(zhuǎn)動(dòng)部分不平衡。

2.2 對可能產(chǎn)生軸線偏擺原因的分析

對可能產(chǎn)生軸線偏擺原因分析如下：

（1）推力軸承瓦受力不均的原因，可以排除。如果是受力不均，盤轉(zhuǎn)時(shí)每點(diǎn)的數(shù)據(jù)都會(huì)變動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)表1中的數(shù)據(jù)；

（2）推力頭環(huán)鍵槽不垂直，或是環(huán)鍵兩端面不平行，都有可能出現(xiàn)這種情況。當(dāng)推力頭受力以后，環(huán)鍵槽上端面和環(huán)鍵的上端面就會(huì)壓平，這樣推力頭與鏡板把合，就會(huì)形成一個(gè)斜面。盤車轉(zhuǎn)動(dòng)起來a面總是正值、b面則總是出現(xiàn)負(fù)值，上導(dǎo)的測點(diǎn)的數(shù)值正好與之相反；

（3）轉(zhuǎn)動(dòng)部分不平衡，也會(huì)出現(xiàn)與上述（2）相似的情形，如果出現(xiàn)的不平衡點(diǎn)在轉(zhuǎn)子上或是在轉(zhuǎn)輪上，都是會(huì)產(chǎn)生類似情況。

根據(jù)以上分析，我們先用塞規(guī)檢查推力頭的環(huán)鍵槽與環(huán)鍵配合狀況，看是否符合相關(guān)規(guī)定。經(jīng)檢查，推力頭上、下端面用0.02 mm塞規(guī)插不進(jìn)，這證明推力頭的配合是良好的。

再檢查上導(dǎo)軸承瓦的間隙，上導(dǎo)軸承瓦上、下間隙均勻不存在傾斜現(xiàn)象。

各種可能產(chǎn)生偏擺的現(xiàn)象排除后，覺得問題應(yīng)出在轉(zhuǎn)動(dòng)部分的平衡上。轉(zhuǎn)輪在廠內(nèi)已做過靜平衡，出現(xiàn)問題的可能性應(yīng)當(dāng)較小，而轉(zhuǎn)子磁軛是在工地現(xiàn)場疊壓，出現(xiàn)不平衡的機(jī)率也許就比較大。

2.3 對產(chǎn)生超差原因的確認(rèn)

為此，筆者認(rèn)為有必要重新校核轉(zhuǎn)子平衡。因?yàn)椋瑒偛艡z查導(dǎo)軸承瓦的間隙是在靜壓狀況下進(jìn)行的，現(xiàn)在啟動(dòng)高壓頂起液壓裝置，把轉(zhuǎn)動(dòng)部分頂起來，讓轉(zhuǎn)動(dòng)部分處于懸浮狀態(tài)下，再檢查上導(dǎo)軸承瓦的間隙。轉(zhuǎn)動(dòng)部分頂起來后，經(jīng)過檢查4塊導(dǎo)瓦，X、Y方向軸上的分布點(diǎn)為第1點(diǎn)和第7點(diǎn)，這個(gè)方位的導(dǎo)瓦，上面間隙大，下面間隙小；分布點(diǎn)上的第3和第5點(diǎn)的這兩塊導(dǎo)瓦恰好相反，上小下大；導(dǎo)瓦上下間隙相差0.02 mm。這樣，總算證實(shí)了偏差是受磁軛不平衡的影響所致。

3 問題的解決

找到了問題的癥結(jié)，下一步是要對轉(zhuǎn)子磁軛添加平衡塊。其方法有二：一是反復(fù)試驗(yàn)，做到平衡為止；二是先計(jì)算好應(yīng)添加平衡塊的凈質(zhì)量，一次添加完成。

利用靜力平衡條件，計(jì)算出兩端質(zhì)量差t，設(shè)

兩端質(zhì)量分別為 t1、t2；

兩端半徑差為1.mm；

兩半徑分別為 r1、r2；

兩端的凈質(zhì)量相等為T=45 000 kg；

轉(zhuǎn)子直徑為D=4 700 mm。

根據(jù)靜力平衡條件計(jì)算t1、t2的值

計(jì)算得應(yīng)該加平衡塊的凈質(zhì)量為19.1 kg，添加在分布點(diǎn)的7點(diǎn)和8點(diǎn)之間。

加好了平衡塊，重新對各部位進(jìn)行校核合格后，啟動(dòng)高壓頂起液壓裝置，頂起轉(zhuǎn)動(dòng)部分。就在轉(zhuǎn)動(dòng)部分頂起來之時(shí)，奇跡發(fā)生了，轉(zhuǎn)動(dòng)部分在沒有外力作用的情況下，卻自己滴溜溜地轉(zhuǎn)動(dòng)了起來。這一奇跡，是筆者多年來從未見到過的，就連剛才一起盤車時(shí)推得氣喘如牛的外籍人士，看到了也感到有點(diǎn)神奇。

第二次盤車數(shù)據(jù)記錄如表3。

表3 第二次盤車數(shù)據(jù)記錄表

表3的盤車數(shù)據(jù)來看，無論是上導(dǎo)、下導(dǎo)、主軸法蘭及水導(dǎo)各部位，都有了很明顯的變化，轉(zhuǎn)子添加了平衡塊以后，軸線有了很大的改善。這也進(jìn)一步證明了轉(zhuǎn)子要求進(jìn)行動(dòng)平衡，是很有必要的。

同時(shí)監(jiān)測到鏡板的軸向擺度為0.04 mm，按國標(biāo)GB/T8564-2003的表34鏡板允許的軸向擺度屬≤0.15 mm系列，故此，軸向擺度符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求。再看表4計(jì)算出的相對擺度。

表4 相對擺度數(shù)據(jù)表

從表4分析，機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的軸線是一條很理想的軸線。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分在高壓頂起時(shí)，會(huì)在沒有任何外力的情況下，自己就轉(zhuǎn)動(dòng)起來了。這與軸線的垂直和轉(zhuǎn)動(dòng)部分的平衡，有著必然的聯(lián)系。所以，轉(zhuǎn)動(dòng)部分在標(biāo)準(zhǔn)及圖紙和相關(guān)的技術(shù)文件里，都強(qiáng)調(diào)機(jī)組要進(jìn)行動(dòng)平衡的必要性。從以上的情況可以看出轉(zhuǎn)動(dòng)部分進(jìn)行平衡，是很有必要的。

4 結(jié)束語

在水電機(jī)組安裝當(dāng)中，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分平衡與否，不只是影響在安裝過程中盤車軸線找正，更重要是影響到機(jī)組的運(yùn)行。

通過盤車檢查上導(dǎo)、下導(dǎo)、水導(dǎo)軸承位的擺度，利用盤車測量到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并作出相應(yīng)的處理。因此，盤車只是測定機(jī)組軸線是否符合規(guī)定要求及尋找原因的一種手段，而正確處理問題和解決問題以保證機(jī)組正常運(yùn)行才是目的。

在機(jī)組安裝過程中出現(xiàn)問題，不同的人有著不同的處理方法，但萬變不離其宗，都要處理到符合相關(guān)規(guī)定和滿足技術(shù)要求，確保機(jī)組可靠穩(wěn)定運(yùn)行，才能得到用戶的認(rèn)可和滿意。

[1]GB/T8564-2003，水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范[S].