龐子敬（青島正利電力裝備有限公司，山東 青島 266071）

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自動盤車裝置在三峽機組的應用

龐子敬
（青島正利電力裝備有限公司，山東 青島 266071）

摘要：自動盤車裝置是靠彈性力偶驅動轉子，在充分自由狀態(tài)實現水電機組軸系調整工藝的動力裝備。它規(guī)范了水電機組軸系調整的驅動工藝。

關鍵詞：自動盤車裝置；彈性力偶；充分自由狀態(tài)；水電機組軸系調整；驅動工藝

1概述

舉世矚目的長江三峽水利樞紐安裝32臺70萬kW水輪發(fā)電機組，分別由德國伏伊特（VOITH）公司、美國通用電氣（GE）公司、德國西門子（SIEMENS）公司組成的VGS聯營體，法國阿爾斯通（ALSTOM）公司、瑞士ABB公司組成的ALSTOM聯營體，哈爾濱電機廠有限責任公司和東方電機股份有限公司提供，按結構形式可分為VGS型和ALSTOM型兩類，該系列機組集聚全球一流裝備技術。

然而，各制造商對于機組軸系調整的外力驅動方式卻依然提供原始的驅動工藝，在機電安裝過程中某機組軸系調整竟“投入30人參與驅動、花費60d直線工期”，人們亦曾嘗試采用卷揚機牽引方式，雖說代替了部分人力，但仍沒有擺脫“轉速不均勻，停點不準確、可控性差、操作人員勞動強度大、效率低，甚至反復無效的情況”和工作面混亂滋生隱患的局面。

2010年4月14日，長江電力確定引進發(fā)明技術“自動盤車裝置”（中國發(fā)明專利號：02135704.8）以擺脫傳統工藝的被動局面。2010年11月18日，“自動盤車裝置”首次在8號機（VGS）綜合性大修中應用。其應用特點如下：

（1）“解放”導瓦，革除強制約束，自動盤車裝置整體置機組上機架中心體之上，兩者目測同心，裝置動靜部分與機組動靜部分分別剛性連接。

（2）現場取電380 V，0.37 kW×6。

（3）開啟壓力潤滑油泵。

（4）一人一鍵智能操縱，電流小于10A，重2373.9t的機組轉子平穩(wěn)旋轉。

（5）到停點，轉子便自行脫離裝置，機組定子與轉子間完全空氣間隙隔離，呈“軸向、徑向處于充分自由狀態(tài)”。

（6）現場井然有序，工作狀態(tài)安全文明，人員尊嚴體面。

（7）測得數據真實精確，一步調整到位，省人、省心、省時、省力。尤其一般用15 d直線工期的軸系調整工作縮為3 h實現，贏得從容工作和更多發(fā)電時間，博得現場人員的肯定與歡迎。

2傳統驅動工藝及其弊端

水電機組軸系調整的傳統驅動工藝，一般指人力驅動、吊車牽引驅動兩類，存在諸多弊端。

（1）人力驅動形式

1）抱緊導瓦，實施強制約束，約束愈強則反抗應力愈大，驅動力盲目，安全無保障。

2）驅動不連續(xù)，轉子惰走失控。

3）干擾因素多，測數失真，反復無效勞動拖長工期。

4）投入人力多，國內某機組軸系調整最多投入80人參與驅動。

5）將人員約束在有限的時間和空間里，重復簡單乏味勞動，其形式、其內容與現代文明相悖。

（2）吊車牽引驅動形式

1）在現場附加由吊車、滑輪、纜繩、地錨、盤車柱組成的直線牽引力系，“力的作用點、力的大小和作用方向”盲目。

2）驅動時抱緊導瓦實施強制約束，測數時松脫導瓦維持自由狀態(tài)，還要反復倒掛鋼纜維持切向牽引。

3）驅動不連續(xù)，轉子惰走失控。

4）干擾因素多，誤差大，造成反復無效勞動，拖長工期。

5）強制約束，盲目給力，強拉硬拽，強行通過，現場“危機四伏”。拉飛地錨、拉斷纜繩致人員傷亡事故，無不與此有關。

3自動盤車裝置的基本特征

自動盤車裝置是靠彈性力偶驅動轉子，在充分自由狀態(tài)實現機組軸系調整工藝的動力裝備。由彈性機構、力偶機構、減速機構、聯軸機構等組成。它配匹功率小、轉速勻、停點準、軸向、徑向處于充分自由狀態(tài)，一鍵實現，效率高（見圖1、2）。

圖1三峽（VGS）機組配置　

圖2三峽（ALSTOM）機組配置

3.1思維路線

水電機組軸系調整工藝是靠外力驅動實現的，要求轉速勻、停點準、軸向、徑向處于充分自由狀態(tài)，便于檢測軸向各截面的徑向擺度值，并調整至國家標準不大于0.02 mm/m。因此三峽機組“自動盤車裝置”的研究必須放在“轉速勻、停點準、軸向、徑向處于充分自由狀態(tài)，測數精確”的整體綜合思維中進行，兼顧相互聯系。突出“力的作用點合理，力的大小額定，作用方向準確”的特點，以對稱、力偶、增矩、杠桿、彈性為理論支持，將“轉速、停點、自由狀態(tài)”思維轉化為一鍵實現的智能形態(tài)，追求形式內容和適用美觀的統一。

3.2配置原則

1）保持母體完整，避免“開口、打洞、動手術”；

2）技術過渡充分、合理、有效；

3）配匹電源小，取電方便；

4）便于人員操作。

3.3工作原理及原始參數

3.3.1工作原理

一鍵通電后，電機經減速機構增矩，彈性機構稀釋折線應力；力偶機構將彈性力偶矩傳遞給聯軸機構，帶動機組轉子同心旋轉，到規(guī)定角度斷電后，聯軸機構便自行脫離力偶機構，呈現停點準、轉子處充分自由狀態(tài)，同時過渡軸擴大了人員工作空間。

3.3.2“VGS”類型機組原始參數及配置實施（見圖3）

a.機組轉動部件總重量2373.9 t；

b.平均摩擦半徑2.44 m；

c.推力軸承材質為巴氏合金（壓力油強迫潤滑）；

d.理輪摩擦轉矩M=87kn·m；

e.發(fā)電機上端軸上平面Φ1090，20-M24；上機架中心體平面Φ4560，16-M16；

f.Φ1090所處的發(fā)電機上端軸上平面，比Φ4560所處的上機架中心體平面高180 mm。

圖3“VGS”類型機組原始參數及配置

1.電機2.力偶機構3.聯軸機構4.彈性機構5.減速機構6.過渡軸7.母體上機架部分8.母體上端軸部分

3.4配置規(guī)范

1）配匹功率：0.37 kW×6；

2）配匹電壓：380 V；

3）彈性力偶矩：300 kn·m；

4）動力系數：Mt/m=n。

式中：Mt—彈性力偶矩（kn·m）；m—理論摩擦轉矩（kn·m）；n—動力系數（1.25～3.5）。

4在三峽應用6年后

2016年4月14日，“自動盤車裝置”在三峽VGS、ARSTOM兩類機組的配置已經歷6年考驗，整體結構、各項技術指標依然有效、完好如初，并且繼續(xù)發(fā)揮其有效功能，三峽電站機組檢修采用自動盤車裝置以來，工作效率有質的飛躍，同時也有利于自動盤車裝置進一步完善，該項技術的配置已深得用戶認可。

5結束語

“自動盤車裝置”在三峽機組實現一人一鍵智能配置，規(guī)范了水電機組軸系調整的驅動工藝，為完善檢修工藝標準準備了條件。

中圖分類號：TK730.7

文獻標識碼：B

文章編號：1672-5387（2016）06-0018-02

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2016.06.007

收稿日期：2016-02-03

作者簡介：龐子敬（1952-），男，工程師，從事汽輪機專業(yè)研發(fā)工作。