鐘厚德

（南寧產(chǎn)業(yè)投資有限責任公司，廣西 南寧 530022）

挪威鮑利葛電站原有機組5臺，經(jīng)過改造擴容，增加了2臺均由南寧發(fā)電設備總廠提供的單機容量為10 MW的發(fā)電機組，擴容后該電站總裝機容量為95 MW，新增裝的這2臺發(fā)電機為懸吊式結構。

2008年9 月至2009年7月，筆者在原工作單位南寧發(fā)電設備總廠曾帶領16人組成的專業(yè)隊伍，承擔出口到挪威鮑利葛電站的這2套10 MW水輪發(fā)電機組設備的安裝工程。在安裝過程中，針對1號機組在整體盤車時擺度出現(xiàn)異常的問題，對整個盤車過程的各次擺度記錄數(shù)據(jù)進行對比、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，發(fā)現(xiàn)了問題的癥結并給予解決，使得盤車工作進行順利，擺度亦合乎規(guī)范要求。

1 機組盤車的擺度超差問題

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

上導軸承為分塊瓦共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)。

機組調(diào)整符合技術規(guī)范要求后，在X、Y方向，分別在上導、下導軸承位、聯(lián)軸法蘭、水導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個等分點作為基準（如圖1）。

圖1 內(nèi)聯(lián)軸校擺的8個等分點

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

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

從第一次盤車記錄的數(shù)據(jù)來看，1、8、7、6 點，百分表顯示出的讀數(shù)均為正值，而2、3、4、5的數(shù)值為負值。從這些數(shù)據(jù)分布看，總覺得有點異常，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瓦轉(zhuǎn)動而己。而且這些數(shù)據(jù)還有一個特點，正值由小到大，負值卻是由大到小，軸線沒有出現(xiàn)折彎點。類似這樣的問題，有必要進行深入分析。第一次盤車計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，除了水導軸承位符合中標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，縱使計算的相對擺度符合規(guī)定要求，筆者認為軸線也要進一步調(diào)整。

其實，目前這條軸線并非是一條垂直的軸線，是一條繞著上導軸承瓦旋轉(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，筆者認為應從3個方面考慮：

（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)時每點的數(shù)據(jù)都會變動，不會出現(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。當推力頭受力以后，環(huán)鍵槽上端面和環(huán)鍵的上端面就會壓平，這樣推力頭與鏡板把合，就會形成一個斜面。盤車轉(zhuǎn)動起來a面總是正值、b面則總是出現(xiàn)負值，上導的測點的數(shù)值正好與之相反；

（3）轉(zhuǎn)動部分不平衡，也會出現(xiàn)與上述（2）相似的情形，如果出現(xiàn)的不平衡點在轉(zhuǎn)子上或是在轉(zhuǎn)輪上，都是會產(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，看是否符合相關規(guī)定。經(jīng)檢查，推力頭上、下端面用0.02 mm塞規(guī)插不進，這證明推力頭的配合是良好的。

再檢查上導軸承瓦的間隙，上導軸承瓦上、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，覺得問題應出在轉(zhuǎn)動部分的平衡上。轉(zhuǎn)輪在廠內(nèi)已做過靜平衡，出現(xiàn)問題的可能性應當較小，而轉(zhuǎn)子磁軛是在工地現(xiàn)場疊壓，出現(xiàn)不平衡的機率也許就比較大。

2.3 對產(chǎn)生超差原因的確認

為此，筆者認為有必要重新校核轉(zhuǎn)子平衡。因為，剛才檢查導軸承瓦的間隙是在靜壓狀況下進行的，現(xiàn)在啟動高壓頂起液壓裝置，把轉(zhuǎn)動部分頂起來，讓轉(zhuǎn)動部分處于懸浮狀態(tài)下，再檢查上導軸承瓦的間隙。轉(zhuǎn)動部分頂起來后，經(jīng)過檢查4塊導瓦，X、Y方向軸上的分布點為第1點和第7點，這個方位的導瓦，上面間隙大，下面間隙??；分布點上的第3和第5點的這兩塊導瓦恰好相反，上小下大；導瓦上下間隙相差0.02 mm。這樣，總算證實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，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試驗，做到平衡為止；二是先計算好應添加平衡塊的凈質(zhì)量，一次添加完成。

利用靜力平衡條件，計算出兩端質(zhì)量差t，設

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)靜力平衡條件計算t1、t2的值

計算得應該加平衡塊的凈質(zhì)量為19.1 kg，添加在分布點的7點和8點之間。

加好了平衡塊，重新對各部位進行校核合格后，啟動高壓頂起液壓裝置，頂起轉(zhuǎn)動部分。就在轉(zhuǎn)動部分頂起來之時，奇跡發(fā)生了，轉(zhuǎn)動部分在沒有外力作用的情況下，卻自己滴溜溜地轉(zhuǎn)動了起來。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推得氣喘如牛的外籍人士，看到了也感到有點神奇。

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、下導、主軸法蘭及水導各部位，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。這也進一步證明了轉(zhuǎn)子要求進行動平衡，是很有必要的。

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

表4 相對擺度數(shù)據(jù)表

從表4分析，機組轉(zhuǎn)動部分的軸線是一條很理想的軸線。因此，當轉(zhuǎn)動部分在高壓頂起時，會在沒有任何外力的情況下，自己就轉(zhuǎn)動起來了。這與軸線的垂直和轉(zhuǎn)動部分的平衡，有著必然的聯(lián)系。所以，轉(zhuǎn)動部分在標準及圖紙和相關的技術文件里，都強調(diào)機組要進行動平衡的必要性。從以上的情況可以看出轉(zhuǎn)動部分進行平衡，是很有必要的。

4 結束語

在水電機組安裝當中，發(fā)電機轉(zhuǎn)動部分平衡與否，不只是影響在安裝過程中盤車軸線找正，更重要是影響到機組的運行。

通過盤車檢查上導、下導、水導軸承位的擺度，利用盤車測量到的數(shù)據(jù)進行分析并作出相應的處理。因此，盤車只是測定機組軸線是否符合規(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組正常運行才是目的。

在機組安裝過程中出現(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規(guī)定和滿足技術要求，確保機組可靠穩(wěn)定運行，才能得到用戶的認可和滿意。

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