陳忠賓，肖先照，彭 輝，劉 宇，武倩倩

(1. 江蘇國信溧陽抽水蓄能發(fā)電有限公司，江蘇常州 213334； 2. 哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱 150040； 3. 江蘇方天電力技術(shù)有限公司，江蘇南京 211108)

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溧陽抽水蓄能水輪發(fā)電機(jī)組軸線調(diào)整

陳忠賓1，肖先照2，彭 輝3，劉 宇2，武倩倩2

(1. 江蘇國信溧陽抽水蓄能發(fā)電有限公司，江蘇常州 213334； 2. 哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱 150040； 3. 江蘇方天電力技術(shù)有限公司，江蘇南京 211108)

簡要介紹了溧陽抽水蓄能水輪發(fā)電機(jī)組軸線結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合機(jī)組的安裝實(shí)踐，詳細(xì)地闡述了采用單波紋彈性油箱推力支撐的半傘式蓄能機(jī)組的盤車方式及軸線調(diào)整方案。總結(jié)了溧陽抽水蓄能水輪發(fā)電機(jī)組軸線調(diào)整的經(jīng)驗(yàn)，對后續(xù)類似機(jī)組的設(shè)計(jì)和安裝具有指導(dǎo)意義。

抽水蓄能；水輪發(fā)電機(jī)；單波紋彈性油箱；盤車方式；軸線調(diào)整

0 引言

水輪發(fā)電機(jī)組軸線調(diào)整是安裝過程中的重要環(huán)節(jié)，關(guān)系到機(jī)組的安裝質(zhì)量和運(yùn)行的整體性能[1]。

溧陽抽水蓄能電站裝有6臺(tái)單機(jī)容量為250 MW的混流可逆式水泵水輪機(jī)-發(fā)電電動(dòng)機(jī)機(jī)組，為哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司(簡稱“哈電”)生產(chǎn)。轉(zhuǎn)輪型號(hào)為HLNA1094-LJ-474，發(fā)電機(jī)型號(hào)為SFD250-20/7500。機(jī)組軸系由頂軸、轉(zhuǎn)子支架、發(fā)電機(jī)主軸、水輪機(jī)軸和轉(zhuǎn)輪組成，各法蘭面均采用剛性連接如圖1所示。機(jī)組軸系在徑向方向上由上導(dǎo)、下導(dǎo)和水導(dǎo)三部導(dǎo)軸承束縛。

上導(dǎo)軸承位于轉(zhuǎn)子上方，設(shè)置8塊巴氏合金導(dǎo)瓦；推力軸承在轉(zhuǎn)子下方，采用單波紋彈性油箱支撐，12塊巴氏合金瓦承載最大1 097 t推力負(fù)荷；推力和下導(dǎo)共用一個(gè)油槽，推力頭側(cè)面兼作下導(dǎo)軸承滑轉(zhuǎn)子面，設(shè)置16塊巴氏合金下導(dǎo)瓦；水導(dǎo)軸承設(shè)置10塊巴氏合金瓦，主軸密封采用轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)和密封塊軸向密封結(jié)構(gòu)。機(jī)組轉(zhuǎn)速為300 r/min，空氣間隙為34 mm，上導(dǎo)至鏡板距離為5 207 mm，水導(dǎo)至鏡板距離為7 913 mm，鏡板直徑為Φ2 700 mm，轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)直徑為Φ1 790 mm。

1 盤車流程及準(zhǔn)備

機(jī)組軸線要通過盤車來檢查， 盤車方法和方式的選擇對機(jī)組軸線的調(diào)整起到至關(guān)重要的作用。

圖1 軸線結(jié)構(gòu)示意圖

盤車流程如圖2所示，機(jī)組盤車前應(yīng)該具備的條件：轉(zhuǎn)子吊裝就位并完成水輪機(jī)軸與轉(zhuǎn)軸聯(lián)結(jié)、轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)子支架聯(lián)結(jié)、推力頭與轉(zhuǎn)子支架聯(lián)結(jié)、頂軸與轉(zhuǎn)子支架聯(lián)結(jié)；定子機(jī)座吊裝到位并完成二期混凝土澆注，上機(jī)架安裝完成，上蓋板預(yù)裝完成；上下機(jī)架擋油管安裝完成，并完成油槽滲漏試驗(yàn)，各軸承導(dǎo)瓦安裝就位，轉(zhuǎn)輪下止漏環(huán)間隙均勻；水輪機(jī)軸法蘭盤車時(shí)監(jiān)測平臺(tái)已搭設(shè)；盤車工具及各部位百分表安裝完畢。

圖2 盤車流程

2 盤車

溧陽抽水蓄能水輪發(fā)電機(jī)組先進(jìn)行分部盤車，后進(jìn)行整體盤車。整體盤車采用先剛性盤車后彈性盤車的方法[2]，盤車方式為人力盤車如圖3所示，抽水和發(fā)電兩種工況的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向均讀取盤車數(shù)據(jù)。

圖3 人力盤車

剛性盤車。通過水輪機(jī)下止漏環(huán)使軸系處于中心，抱下瓦間隙為0.02～0.04 mm。啟動(dòng)高壓油頂起裝置，人力推動(dòng)頂軸上盤車工具，分別在集電環(huán)、上導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子支架下法蘭、下導(dǎo)瓦、水發(fā)聯(lián)軸法蘭和水導(dǎo)處架百分表測量擺度值，同時(shí)架百分表測量鏡板和轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)的軸向跳動(dòng)度。盤車時(shí)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)測點(diǎn)均需對上下止漏環(huán)間隙進(jìn)行測量。

在剛性盤車合格后進(jìn)行彈性盤車。彈性盤車同時(shí)抱上導(dǎo)瓦和水導(dǎo)瓦，抱瓦間隙為0.02～0.04 mm，其它步驟均與剛性盤車相同。盤車重點(diǎn)檢查鏡板軸向跳動(dòng)量。

3 軸線調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)

目前，國內(nèi)相關(guān)安裝標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8564—2003水輪發(fā)電機(jī)安裝技術(shù)規(guī)范中對盤車的要求多是針對普通水輪發(fā)電機(jī)組。另外，溧陽機(jī)組采用單波紋彈性油箱作為推力支撐結(jié)構(gòu)屬首例，無參考而言。因此，哈電結(jié)合機(jī)組自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及水力特性，對軸線調(diào)整制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 軸線調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)

對盤車測量的各部位的擺度，以及鏡板和主軸密封轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)軸向跳動(dòng)度進(jìn)行分析，得出最佳的軸線調(diào)整方案。從溧陽電站多臺(tái)機(jī)組軸線調(diào)整的情況可知，軸線調(diào)整的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于水導(dǎo)處擺度和轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)的軸向跳動(dòng)度， 其他部位的擺度值和跳動(dòng)度值均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。得出軸線調(diào)整的經(jīng)驗(yàn)如下：

1) 上導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子擺度超標(biāo)。可以通過松開上端軸連接螺栓，根據(jù)分析結(jié)果在上端軸法蘭側(cè)面和轉(zhuǎn)子支架主立筋之間用千斤頂移動(dòng)上端軸。

2) 轉(zhuǎn)子支架下法蘭的擺度超標(biāo)?？梢酝ㄟ^移動(dòng)推力頭鏡板，使推力頭鏡板旋轉(zhuǎn)部件與轉(zhuǎn)子支架同心來改良。

3) 法蘭及水導(dǎo)擺度超標(biāo)。首先，通過移動(dòng)水-發(fā)聯(lián)軸整體轉(zhuǎn)動(dòng)部分，調(diào)整其幾何中心使擺度在合格范圍內(nèi)；其次，通過調(diào)整轉(zhuǎn)子支架與發(fā)電機(jī)軸聯(lián)軸螺栓伸長值(在設(shè)計(jì)拉伸值范圍內(nèi))使轉(zhuǎn)軸與鏡板產(chǎn)生夾角，從而來保證水導(dǎo)處擺度。

4) 發(fā)電機(jī)大軸和轉(zhuǎn)子支架沒有標(biāo)高低點(diǎn)，盤車時(shí)發(fā)現(xiàn)水導(dǎo)擺度超標(biāo)。通過盤車和懸掛鋼琴線測量的數(shù)據(jù)，確定大軸傾斜的角度，松動(dòng)連軸螺栓重新連軸。

5) 轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)軸向跳動(dòng)度超標(biāo)。轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)的軸向跳動(dòng)度測量應(yīng)該是在轉(zhuǎn)子支架和發(fā)電機(jī)軸同鏜銷孔后，同鏜的過程中會(huì)使水發(fā)聯(lián)軸發(fā)生傾斜，影響最終的軸向跳動(dòng)度。首先，對把合面進(jìn)行檢查，如有毛刺則清理掉；其次，對把合螺栓檢查，保證把合螺栓受力均勻，轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)把合結(jié)合面是否有空腔；最后，對局部的高點(diǎn)(一般是高點(diǎn))打磨處理。

軸線調(diào)整完后，對轉(zhuǎn)子支架與發(fā)電機(jī)軸連接銷套孔進(jìn)行同鏜，同鏜后再整體盤車檢查三導(dǎo)軸承的擺度和兩部間隙[3]。軸線調(diào)整后的最終盤車數(shù)據(jù)如表2所示。

3 結(jié)語

抽水蓄能是近年來國內(nèi)重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目，目前國內(nèi)對其機(jī)組尚無軸線調(diào)整的評定標(biāo)準(zhǔn)；另外，溧陽機(jī)組采用單波紋彈性油箱作為推力支撐結(jié)構(gòu)屬國內(nèi)首創(chuàng)， 與哈電蒲石河和響水澗項(xiàng)目機(jī)組軸線調(diào)整有很大差別[4]。這些因素都給溧陽機(jī)組的盤車和軸線調(diào)整增加了難度。溧陽電站多臺(tái)機(jī)的盤車及軸線調(diào)整的實(shí)踐表明，該機(jī)組三段軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是合理的，軸線結(jié)構(gòu)也便于現(xiàn)場的盤車和調(diào)整，對后續(xù)深蓄、敦化和豐寧項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軸線調(diào)整具有指導(dǎo)意義。

表2 5號(hào)機(jī)剛性盤車最終盤車數(shù)據(jù) 0.01 mm

[1]陳秀芝.水輪發(fā)電機(jī)機(jī)械檢修[M].北京：中國電力出版社，2003.

[2]張紅玉.單波紋彈性油箱支撐推力軸承的剛性盤車方法[J].水電站機(jī)電技術(shù)，2006,29(4):67-68.

[3]王浩，雷京祥，羅杰.三峽右岸東電機(jī)組軸線調(diào)整簡要分析[J].水利水電技術(shù)，2009,40(1):97-101.

[4]王仲陸，周翰青，黃海臣.蒲石河300 MW大型抽水蓄能機(jī)組軸系安裝及軸線調(diào)整[J].施工技術(shù)，2012,41(367):15-18.

陳忠賓，1984年生，男，工程師，現(xiàn)江蘇國信溧陽抽水蓄能發(fā)電有限公司從事機(jī)電設(shè)備管理工作。