張 治 忠,　熊　璽,　萬　利

(國電大渡河枕頭壩水電建設(shè)有限公司，四川 樂山　614700)

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自動盤車裝置在枕頭壩一級水電站中的應(yīng)用

張 治 忠,熊璽,萬利

(國電大渡河枕頭壩水電建設(shè)有限公司，四川 樂山614700)

摘要：對各種盤車的方式、原理、優(yōu)缺點進行了闡述與分析。在枕頭壩一級水電站4#機組安裝過程中，采用了自動機械盤車裝置進行軸系同心度測量和調(diào)整，實踐證明：該盤車裝置在大型水輪發(fā)電機組軸線調(diào)整中具有安裝、拆卸方便，轉(zhuǎn)速均勻、停點準，降低勞動強度、提高工作效率等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：枕頭壩一級水電站；自動盤車；軸線調(diào)整；水輪發(fā)電機

盤車的目的是檢查和調(diào)整水輪發(fā)電機組軸線、進而合理地分配軸瓦間隙，是水輪發(fā)電機組安裝和檢修過程中必不可少的一道關(guān)鍵環(huán)節(jié)。盤車所用時間的長短直接影響到整臺機組的安裝工期；同時，盤車質(zhì)量的高低亦關(guān)系到機組能否安全、穩(wěn)定地運行。所以，軸線調(diào)整工作是機組安裝過程中的一道重要工序，必須保證其高標準、高質(zhì)量地完成。

1枕頭壩一級水電站機組結(jié)構(gòu)

枕頭壩一級水電站安裝4臺單機容量為180MW的軸流轉(zhuǎn)槳式機組，由浙江富春江水電設(shè)備股份有限公司制造，水輪機型號為ZZ-LH-875，最大水頭36.49m，額定水頭29.5m，額定流量678.22m3/s，水輪機導(dǎo)軸承設(shè)置12塊由稀油潤滑的巴氏合金瓦。

發(fā)電機為立軸半傘式結(jié)構(gòu)，型號為SF180-72/14220，額定容量180MVA，額定轉(zhuǎn)速83.3r/min，設(shè)有36對磁極，旋轉(zhuǎn)方向為俯視順時針，采用密閉自循環(huán)空氣冷卻方式冷卻，設(shè)置12臺空氣冷卻器。

發(fā)電機上導(dǎo)、下導(dǎo)軸承均設(shè)置了16塊由稀油潤滑的巴氏合金瓦；推力軸承承受水輪發(fā)電機組所有轉(zhuǎn)動部件的重量和軸向水推力構(gòu)成的組合載荷，采用多波紋彈性油箱支撐方式，由20塊金屬塑料瓦組成，推力瓦內(nèi)徑為φ3 130、外徑為φ4 400，推力軸承采用鏡板泵外循環(huán)冷卻，每臺機組下機架機坑內(nèi)布置了3個油冷卻器，機組轉(zhuǎn)動部分的總質(zhì)量約為1 200t。

2傳統(tǒng)盤車方式及特點

目前，立式水輪機組采用的盤車方式有兩大類：一類是機械盤車，另一類是電氣盤車。機械盤車包括人工盤車、橋機牽引盤車和電動機械盤車等。

2.1人工盤車

由人力驅(qū)動的盤車工藝主要適用于小型立式水輪發(fā)電機組，眾多人員在統(tǒng)一號令指揮下靠人力驅(qū)動機組進行盤車。該盤車方式需要的人員多、勞動強度大、轉(zhuǎn)速難以控制；其工作效率低、停點不準確，進而影響到測量數(shù)據(jù)的精度。

2.2機械盤車

機械盤車是利用機械牽引帶動機組旋轉(zhuǎn)的盤車方式，一般采用安裝間內(nèi)的橋機作為牽引動力，用地錨定滑輪作為鋼絲繩導(dǎo)向來驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)測量機組軸線，在中、小型立式水輪發(fā)電機組盤車工藝中被廣泛采用。其缺點是無法在盤車過程中有效地監(jiān)測鋼絲繩和導(dǎo)向地錨的荷載變化情況，若鋼絲繩拉斷或與導(dǎo)向地錨拉脫，則會危及人身和設(shè)備的安全，存在一定的安全隱患；另外，在其操作過程中難以控制機組的轉(zhuǎn)速，停點誤差大，不能準確地反映機組軸線狀態(tài)。

2.3電氣盤車

電氣盤車工藝廣泛應(yīng)用于大、中型立式水輪發(fā)電機組。當水輪發(fā)電機采取電氣盤車時，同步發(fā)電機處于步進電動機狀態(tài)。其原理是發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組通以恒定直流時，轉(zhuǎn)子各磁極將會產(chǎn)生恒定磁勢，從而在氣隙間及定子鐵芯上產(chǎn)生恒定磁通，同時，定子線圈單相也通入直流電，則該相定子就會受到順時針(或反時針)的磁力。根據(jù)作用力與反作用力原理，轉(zhuǎn)子就會受到反時針(或順時針)的磁力，當磁力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩大于轉(zhuǎn)子的靜摩擦轉(zhuǎn)矩時，轉(zhuǎn)子即轉(zhuǎn)動一定的電氣角度；切換電流至定子的另一相時，轉(zhuǎn)子又旋轉(zhuǎn)一定的電氣角度。三相循環(huán)切換，則轉(zhuǎn)子就會連續(xù)轉(zhuǎn)動。

機組安裝或檢修后，由于定子和轉(zhuǎn)子之間的固定空氣間隙不均勻，電氣盤車時將造成磁拉力不平衡，過大的單邊磁拉力壓迫導(dǎo)軸承的軸瓦使切向摩擦力增大，進而影響機組軸線的測量精度；電氣盤車在操作中機組的旋轉(zhuǎn)不容易控制，停點不準確，不能真實反映機組的軸線狀態(tài)；電氣盤車方式的安裝、拆卸、控制與操作復(fù)雜，所需工期較長。

3自動盤車的應(yīng)用

自動盤車裝置是轉(zhuǎn)動設(shè)備軸系調(diào)整中心、靠彈性力偶驅(qū)動轉(zhuǎn)子的動力裝備。轉(zhuǎn)動設(shè)備軸系檢修與調(diào)整中心是靠外力驅(qū)動轉(zhuǎn)子實現(xiàn)的，其要求轉(zhuǎn)速均勻、停點準，軸向、徑向無干擾，測得的數(shù)據(jù)精確。

3.1自動盤車的原理

該工程所使用的自動盤車裝置由青島正利電力裝備有限公司生產(chǎn)，主要由力偶機構(gòu)、減速機構(gòu)、聯(lián)軸機構(gòu)、控制機構(gòu)四部分組成。機架安裝在發(fā)電機上機架上，聯(lián)軸機構(gòu)利用發(fā)電機上端軸與盤車裝置的驅(qū)動裝置連接以傳遞力矩、帶動機組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。自動盤車裝置以主設(shè)備有限的、可利用空間與接口內(nèi)容為幾何條件，將減速增矩和力偶矩的力學(xué)原理結(jié)合起來，使額定的驅(qū)動力以力偶的形式正切向作用于主軸，由14臺小型電動機經(jīng)減速增矩機構(gòu)輸出轉(zhuǎn)矩并通過力偶臂形成力偶矩，再通過聯(lián)軸機構(gòu)傳遞給轉(zhuǎn)子。設(shè)計上采用了正反轉(zhuǎn)的控制方式，定點后可使主軸與外力分離并處于充分自由的狀態(tài)，以保證盤車精度。

3.2盤車裝置的安裝及參數(shù)

根據(jù)枕頭壩一級水電站機組的結(jié)構(gòu)特點，所設(shè)置的盤車裝置接口參數(shù)為：

(1)靠上機架上φ4 740-45-m16“生根”；

(2)靠上端軸軸端φ1 160-16-m24傳遞轉(zhuǎn)矩；

(3)配匹功率：0.37kW×14；

(4)配匹電壓：380V；

(5)配匹電流：不大于15A；

(6)輸出轉(zhuǎn)矩：750kN·m。

圖1　盤車裝置安裝示意圖

3.3主要盤車過程

(1)初步調(diào)整機組中心后，在受油器操作油管、上導(dǎo)軸承、推力軸承、下導(dǎo)軸承、主軸法蘭和水導(dǎo)軸承處按逆時針方向8等分并編號，各部分的對應(yīng)點要在同一垂直面上，在各測點的+X、+Y方向設(shè)百分表。

(2)分別在對稱的4塊下導(dǎo)軸瓦上涂抹透平油；頂起轉(zhuǎn)子，在推力瓦面上涂抹無水熟豬油；檢查定轉(zhuǎn)子氣隙。

(3)由專人操作盤車裝置準確停在各測點處，然后反轉(zhuǎn)一定角度，使大軸和盤車裝置完全脫離，通知各部位人員記錄百分表讀數(shù)。

3.4自動盤車裝置具有的優(yōu)點

與傳統(tǒng)盤車工藝相比，自動盤車裝置表現(xiàn)出以下優(yōu)點：

(1)安裝、拆卸、操作簡單方便，改善了工作人員的工作環(huán)境和工作條件，降低了勞動強度，提高了工作效率；排除了盲目、超負荷驅(qū)動的隱患，從根本上確保了人員和設(shè)備的安全。

(2)力的作用點合理、作用方向明確，平衡驅(qū)動、傳動比大、轉(zhuǎn)速均勻、停點準確，正反轉(zhuǎn)控制方式能置轉(zhuǎn)子于充分、自由的狀態(tài)下讀取數(shù)據(jù)，軸向、徑向無干擾，使測量數(shù)據(jù)客觀有效，從而提高了盤車精度。

(3)電動機驅(qū)動力矩作用于發(fā)電機上端軸軸端且均衡、平穩(wěn)。對于枕頭壩一級水電站半傘式結(jié)構(gòu)的水輪發(fā)電機組采用抱緊發(fā)電機下導(dǎo)軸瓦的方式進行盤車，可以取得滿意的效果。

4結(jié)語

自動盤車裝置在枕頭壩一級水電站4#機的成功應(yīng)用，筆者獲得了以下幾點體會：

(1)自動盤車裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作規(guī)范、方便、測量結(jié)果真實可靠，從而提高了盤車的質(zhì)量、效率和自動化水平，改善了工作人員的勞動環(huán)境和勞動強度，適合在水電站中運用和推廣。當然，該盤車裝置還存在一定的技術(shù)改進空間，制造工藝水平和質(zhì)量有待進一步提高。

(2)機組制造工藝和安裝質(zhì)量是軸線質(zhì)量的前提。推力軸承作為固定部件和旋轉(zhuǎn)部件的結(jié)合點以及機組正常運行的支持點，其高程、水平和同心度直接影響到機組軸線調(diào)整的質(zhì)量。

參考文獻：

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

張治忠(1985-)，男，河北衡水人，工程師，碩士，從事水電站運行、維護和檢修工作；

熊璽(1971-)，男，四川樂山人，副總工程師兼處長，工程師，學(xué)士，從事電力生產(chǎn)管理工作；

萬利(1980-)，男，四川眉山人，助理工程師，從事水電的運行維護工作.

(責任編輯：李燕輝)

收稿日期:2015-11-16

文章編號:1001-2184(2015)06-0133-03

文獻標識碼:B

中圖分類號:TV7；TV53；TV737

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