趙曉東，張西克，劉曉偉

（1.國網(wǎng)新源控股有限公司檢修分公司天津分部，北京 100068；2.山東泰山抽水蓄能電站有限責任公司運維檢修部，山東泰安 271001）

1 概述

泰山抽水蓄能電站發(fā)電電動機為立軸、半傘式結(jié)構(gòu)，與水泵水輪機通過主軸直接相連。兩個導軸承分別位于轉(zhuǎn)子上方和下方，推力軸承位于下機架上，與下導軸承組成組合軸承，采用帶空氣冷卻器的密閉式通風系統(tǒng)。發(fā)電電動機總重量為700.8。由福伊特—富士公司生產(chǎn)，中國水利水電第四工程局現(xiàn)場安裝、調(diào)試。

2 上機架結(jié)構(gòu)

發(fā)電電動機上機架上部支撐發(fā)電機基坑蓋板、

碳刷架和集電環(huán)罩，下部懸掛定子上擋風板。上機架中心體內(nèi)布置16塊導軸承瓦，導軸承為油浸式、自循環(huán)、分塊瓦可調(diào)式結(jié)構(gòu)。上機架為輻射型框架鋼板結(jié)構(gòu)，由中心體和六個徑向臂構(gòu)成[1]。中心體為圓盤形式，支臂為工字梁形式，直徑11.56m，重41t，采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，是水輪發(fā)電機較為重要的結(jié)構(gòu)件。

上機架支臂為浮動支臂，與混凝土基礎(chǔ)通過楔形凸鍵、彈簧板、限位鍵、基礎(chǔ)墊板相連（見圖1）。彈簧板寬450mm，高650mm，厚65mm。材質(zhì)為35CrMo，強度極限大于980N/mm2，屈服點大于835N/mm2，延伸率大于12%。機組運行時，上機架通過彈簧板的變形吸收因溫度、振動等原因造成的位移。

上機架安裝質(zhì)量控制要求見表1。

圖1 支臂連接結(jié)構(gòu)圖

表1 上機架安裝質(zhì)量控制要求

3 上機架回裝

3.1 轉(zhuǎn)動部分定中心

以轉(zhuǎn)輪上止水漏環(huán)間隙實測中心為基準，將轉(zhuǎn)動部件推至上止漏環(huán)中心，復測上止水漏環(huán)間隙，數(shù)據(jù)見圖2。其中迷宮環(huán)水流向為1.45mm，背水向為1.65mm。

圖2 水輪機上止漏環(huán)間隙（mm）

轉(zhuǎn)輪止漏環(huán)設(shè)計設(shè)計間隙為1.5mm，四個方位間隙實測平均值計算為1.63mm。

根據(jù)標準要求轉(zhuǎn)輪止漏環(huán)各間隙與實際平均間隙之差不應(yīng)超設(shè)計間隙的±10%，見表2。數(shù)據(jù)顯示機組轉(zhuǎn)動部位中心調(diào)整滿足標準要求。

表2 止漏環(huán)間隙計算表 mm

3.2 盤車檢查

采用剛性盤車法對軸線進行檢查。以下導為支撐點，把下導間隙調(diào)至0.03～0.05mm，推力瓦支撐呈剛性狀態(tài)，連續(xù)盤車，定點讀數(shù)[2]。盤車數(shù)據(jù)見表3。

滑環(huán)—下導最大凈擺度發(fā)生在1～5點為0.12mm，滑環(huán)至下導距離為6m，計算得到0.02mm/m；規(guī)范要求集電環(huán)相對擺度不超過0.3mm/m。

上導—下導最大凈擺度發(fā)生在1～5點為0.03mm，上導至下導距離為4.84m，計算得到0.0062mm/m；規(guī)范要求上導軸承相對擺度不超過0.02mm/m。

水導—下導最大凈擺度發(fā)生在4～8點為0.06mm，水導至下導距離為8.625m，計算得到0.0070mm/m；規(guī)范要求水導相對擺度不超過0.04mm/m。

表3 盤車數(shù)據(jù)表 0.01mm

3.3 機架高程水平中心測量

將上機架吊回基坑，放落至機架支臂上，用支臂調(diào)整螺栓將機架調(diào)平至小于0.08mm/m要求。用全站儀測量轉(zhuǎn)子與定子間高程差，高差為0.72mm，滿足標準要求。

3.4 機架中心固定

以轉(zhuǎn)動部分中心為基準，將機架推至中心處[3]。并按照以下步驟進行機架中心固定：

（1）測量并記錄支臂彈簧板與固定塊之間間隙。

（2）沿待固定的一對支臂方向架設(shè)兩只百分表，監(jiān)測支架與軸之間位移情況。

（3）在對稱支臂分別架設(shè)一對10t千斤頂，千斤頂另一端頂在彈簧板上，移動千斤頂。當千斤頂移動距離為1/3組合楔形鍵厚度時，對稱在支臂兩端打入組合楔形鍵，打入深度為1/3組合楔形長度。依次進行另外兩組對稱支臂的固定。

（4）再次在對稱支臂分別架設(shè)一對10t千斤頂，千斤頂另一端頂在彈簧板上，移動千斤頂。當千斤頂移動距離為2/3組合楔形鍵厚度時，在對稱支臂兩端打入組合楔形鍵，打入深度為2/3組合楔形長度。依次進行另外兩組支臂的固定。

（5）再次在支臂分別架設(shè)一對10t千斤頂，千斤頂另一端頂在彈簧板上，移動千斤頂。當千斤頂移動距離為3/3組合楔形鍵厚度時，在對稱在支臂兩端打入組合楔形鍵，打入深度為3/3組合楔形長度。依次進行另外兩組支臂的固定。

（6）支臂固定過程中注意監(jiān)視百分表移動情況。

（7）測量彈簧板背板與基礎(chǔ)板限位塊之間間隙，計算彈簧板撓度變形量，確保撓度值在滿足0.28±0.05mm要求。

（8）復測上導軸承瓦架支撐至上端軸領(lǐng)間隙，監(jiān)測機架中心移動情況，數(shù)據(jù)如圖3所示，數(shù)據(jù)顯示在機架中心固定過程中，機架中心發(fā)生偏移。機架中心由1號上導瓦移向9號瓦方位，中心最大偏移0.22mm，但中心偏差滿足小于0.8mm要求。

圖3 上導軸領(lǐng)至上機架瓦架距離

（9）復測上導軸承油箱銅齒至軸領(lǐng)間隙，間隙測量如圖4所示。測量驗證機架中心確實存在偏移，中心偏移趨勢與軸領(lǐng)至上機架瓦架中心偏移趨勢相同。最小銅齒間隙滿足0.5±0.25mm要求。

圖4 上導軸承油箱銅齒至軸領(lǐng)間隙

4 問題分析

機架中心固定是在上機架高程、水平、中心調(diào)整合格后進行的。并且在支臂固定過程中，百分表未顯示支臂中心有較大的偏移。

但中心固定后上導軸承瓦架支撐至上端軸領(lǐng)間隙、上導軸承油箱銅齒至軸領(lǐng)間隙顯示，在機架中心固定過程中，機架中心存在偏移。

分析認為：中心固定過程中，千斤頂頂桿與彈簧板接觸面積較小，造成在千斤頂加載過程中，機架支臂存在一定旋轉(zhuǎn)角度。而此時百分表架設(shè)在轉(zhuǎn)軸上，接近支臂中心，百分表無法反映出支臂的旋轉(zhuǎn)變化。

為了驗證分析正確性，對彈簧板背板與上下限位鍵之間間隙進行測量，測量數(shù)據(jù)如圖5所示，數(shù)據(jù)顯示彈簧板兩側(cè)變形量不均勻。說明支臂的固定過程中支架與彈簧板之間存在偏移。

圖5 彈簧板背板與上下限位鍵之間間隙

在上機架2、5號支臂方位上進行機架中心重新調(diào)整，調(diào)整采用打鍵方式。打松2號支臂固定組合鍵，打緊5號支臂組合鍵。調(diào)整過程顯示機架中心移動不明顯，此時組合鍵移動的距離，完全被彈簧板變形所吸收。

脊柱腫瘤通常會引起患者的腰部疼痛不適，隨著病變的進展，腫瘤破壞骨質(zhì)壓迫脊髓神經(jīng)還會引起腿疼甚至癱瘓，嚴重影響患者的生活質(zhì)量。椎體轉(zhuǎn)移瘤（癌）在脊柱惡性病變中最常見，多見于中老年人，主要癥狀為劇烈疼痛，患者常常難以忍受，需要服用大量鎮(zhèn)痛藥方能緩解；有的病變會發(fā)生病理性骨折和繼發(fā)性截癱。

鑒于各項數(shù)據(jù)測量均在標準規(guī)范之內(nèi)，且工期較為緊張，不再對機架中心進行重新調(diào)整。

5 改進措施

千斤頂在機架中心固定過程中，存在三次加載卸載過程，且千斤頂頂桿接觸面積較小，加上組合鍵打鍵過程，支臂存在旋轉(zhuǎn)不可避免。

為了克服機架固定過程中支臂旋轉(zhuǎn)造成的中心偏移，下一步將采用如下改進措施：

上機架落調(diào)平后，在6個支臂上分別加裝M36頂絲，每個支臂上安裝4個M36頂絲。依照轉(zhuǎn)動部件中心，用頂絲將上機架推至中心。同步調(diào)整6個支臂頂絲，確保機架中心不發(fā)生移動，在調(diào)整過程中確保彈簧板變形量一致。

分別在6個支臂左右處加裝導向板，導向板一端與基礎(chǔ)板焊接固定，另一端與支臂之間預(yù)留50mm間隙，安裝一組楔形鍵。架設(shè)百分表，底座固定在導向板上，表針指示在支臂上。在頂絲移動過程中，監(jiān)測支臂是否旋轉(zhuǎn)，并根據(jù)支臂旋轉(zhuǎn)量，用楔子板將支臂推至原位置。

當彈簧板達到設(shè)計變形量后，在進行組合鍵的打鍵，打鍵過程監(jiān)測百分表指針變化。

具體安裝工序按照以下進行：

（1）上機架吊入機坑上方調(diào)整好方位后，平穩(wěn)落至6個支柱法蘭上面，調(diào)平上機架后，用24個M16的螺栓將上機架水平方位固定。

（2）在6個支臂左右處加裝導向板，導向板一端與基礎(chǔ)板焊接固定，另一端與支臂之間預(yù)留50mm間隙，安裝一組楔形鍵。架設(shè)百分表，底座固定在導向板上，表針指示在支臂上。監(jiān)測支臂旋轉(zhuǎn)。

（4）同步調(diào)整6個支臂頂絲，確保6個支臂方位百分表變化均勻一致。

（5）測量6個彈簧板變形量，當變形量達到0.28mm后，進行組合鍵打鍵。

（6）在6個支臂間打入組合鍵，打鍵過程用百分表監(jiān)測支臂旋轉(zhuǎn)情況，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)量，在支臂左右兩側(cè)用打鍵方式，將支臂推至原位置。

（7）回裝過程中部分示意圖如圖6所示。

圖6 回裝過程中部分示意圖

6 結(jié)束語

本文針對泰山抽水蓄能電站4號機組上機架回裝及中心調(diào)整工作，提出的一些具體工序做法。并根據(jù)具體安裝工作遇到的問題，提出了一些改進措施，以確保機架中心固定時，中心不發(fā)生移動。同時通過改進措施，可以糾正機架中心固定過程中支臂偏移，為今后上機架中心調(diào)整提供了相關(guān)參考。

[1] 白延年.水輪發(fā)電機設(shè)計與計算[M].北京：機械工業(yè)出版社，1972.

[2] 黃景湖.準確把握水電機組“擺度”的涵義[J ].水電站機電技術(shù)，2004，1:4-8.

[3] 王玲花.水輪發(fā)電機組安裝與檢修[M].北京：中國水利水電出版社，2012.