樊衛(wèi)彬，趙 鋒，田 鵬，王 昆

（1.華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責任公司，浙江 天臺317200；2.安徽績溪抽水蓄能有限公司，安徽 宣城242000；3.浙能紹興濱海熱電有限責任公司，浙江 紹興312000）

1 引言

績溪抽水蓄能電站位于安徽省績溪縣伏嶺鎮(zhèn)，設計安裝6臺單機容量300 MW的立軸、懸式、三相、50 Hz、空冷、可逆式同步式機組，年平均發(fā)電量30.15億kW·h，年抽水用電量為40.2億kW·h。電站以500 kV電壓等級出線接入華東電網(wǎng)，在系統(tǒng)中擔任調(diào)峰、填谷，調(diào)頻、調(diào)相、黑啟動和事故備用等任務。

機組軸線顧名思義指的是機組旋轉大軸的幾何中心線，包括集電環(huán)軸線、發(fā)電機主軸線、發(fā)電機與水輪機連軸線。機組中心的確定和軸線測量調(diào)整是安裝、調(diào)試工作中很重要的一項內(nèi)容，軸線誤差是否越限直接影響機組運行的安全穩(wěn)定性，若機組的軸線出線傾斜或折線異常情況，則機組在回轉過程中的振動就會加大，甚至導致機組轉動部分和固定部分碰撞損壞。機組安裝過程中需通過掛鋼琴線的方法來確定并調(diào)整機組軸線；機組總裝完成后，需要通過盤車來測量有關部位的擺度值，進而分析軸線產(chǎn)生擺度的原因、大小和方向，通過刮削、墊高等措施，使機組軸線各部位的振動擺度值調(diào)整到所允許的范圍內(nèi)。

2 盤車測量

2.1 所需設備

（1）百分表：8個，分別設置在推力頭、上導軸領、發(fā)電機法蘭處、下導軸領的+X、+Y方向。

（2）盤車工具：1套

2.2 測量前的準備工作

（1）檢查各導軸承軸領及其導軸承瓦工作面，其表面應干凈，無任何灰塵以及異物。

（2）再次核查鏡板水平度誤差不大于0.02 mm/m，大軸傾斜度誤差不大于0.02 mm/m。

（3）從上到下分別在集電環(huán)、推力鏡板、上導軸領、下導軸領、發(fā)電機主軸和水輪機軸法蘭、水導軸領處，沿圓周劃分等分線，上、下各部位的等分線應在同一方位上，并分別按逆時針方向從1～8進行編號。

（4）在各測量部位X、Y方向以及鏡板徑向、軸向，各設置1塊百分表，表頭應與所測量部位的表面垂直，且上、下百分表都在同一方位上。要求百分表大指針對0，且小指針有2～3 mm的壓縮量。

（5）在機組軸系處于自由狀態(tài)下，分別按單側間隙0.02～0.03 mm抱緊相鄰瓦間互成90°夾角的4塊上導瓦，抱瓦前應在各導軸承瓦工作面上抹上干凈的透平油，抱瓦時應用百分表監(jiān)視相應位置處軸位移情況，以防止抱瓦過程中機組轉動部分中心發(fā)生改變。

2.3 盤車

（1）在上、下導軸承處各放置4塊導瓦來固定大軸。

（2）開啟高頂系統(tǒng)，檢查高頂系統(tǒng)工作正常。

（3）在現(xiàn)場盤車時，為了便于計算，一般先調(diào)整瓦間隙，使得在盤車時上導百分表讀數(shù)為零?？兿娬?號機的上導瓦間隙是通過楔形塊進行調(diào)整。具體做法是手動帶緊上導瓦螺栓，然后進行盤車，檢查上導百分表在各點讀數(shù)均為零。為防止上導瓦抱死，嚴禁用扳手施加力矩。

（4）采用機械制動裝置外接油壓頂起轉子，落下轉子，將所有百分表校對零位。開啟高壓油頂系統(tǒng)，按機組旋轉的方向，轉動機組轉動部分，每轉到一個等分位，退出高壓油頂系統(tǒng)，同時讀取各部位測點百分表的讀數(shù)并記錄。

（5）根據(jù)各部位百分表讀數(shù)，換算出機組各測量部位剛性狀態(tài)下的擺度值，是否符合GB/T8564-2003第9.5.7第c條的規(guī)定；同時，其鏡板軸向擺度值是否符合GB/T8564-2003第9.5.7第d條的規(guī)定。

（6）盤車過程中，每旋轉轉動部件180°時，測量定、轉子之間的空氣間隙，計算定子相對于轉子的同心度不大于0.20 mm。

（7）盤車過程中，檢查水輪機止漏環(huán)環(huán)間隙，根據(jù)測量數(shù)據(jù)對轉動部件中心進行必要的調(diào)整，合格后楔緊轉輪，確保轉動部分不再移動。

表1 績溪發(fā)電機參數(shù)

2.4 盤車測量

由于抽蓄機組轉動慣量過大，人工盤車時無法準確的及時停下，為了保證讀數(shù)的準確性，可利用手機進行錄像，然后進行讀數(shù)。

對于盤車應保證在機組轉動一周后百分表讀數(shù)能夠可靠的回0；如果不回0，則其值也應不大于0.05 mm。

對懸式機組來說，當發(fā)電機軸線與推力瓦面不平行時，當機組回轉180°時，軸線的傾斜方向就會轉到相反的方向。同時由于上導軸承處存在間隙，則在機組轉動時軸線則在軸承間隙范圍內(nèi)發(fā)生位移，則上導軸承的百分表讀數(shù)實際為軸線的徑向位移e，而發(fā)電機法蘭處的讀數(shù)j實際為軸線的傾斜值與軸線位移之和。

圖1 軸線測量關系示意圖

（1）上導處全擺度

式中φa為上導處全擺度，mm；φa、為上導旋轉后讀數(shù)，mm；φa0為上導初始讀數(shù)，mm；e為主軸徑向位移，mm。

（2）法蘭處全擺度

式中φb為法蘭處全擺度，mm；φb'為法蘭旋轉后讀數(shù)，mm；φb0為法蘭初始讀數(shù)，mm；j為上導與法蘭之間的軸線傾斜值，mm。

（3）凈擺度

同一測點上下兩部位全擺度之差稱為凈擺度，法蘭處凈擺度為：

式中φba為法蘭處的凈擺度，mm。

由于軸線的傾斜值是根據(jù)理想中心線進行確定的，則傾斜值為φba/2=j

同理，以此可以算的4個測點方向上的凈擺度。

表2 1號機發(fā)電機+Y方向盤車記錄單位：0.01 mm

表3 1號機發(fā)電機+X方向盤車記錄單位：0.01 mm

則根據(jù)由式（1）、（2）、（3）可知，最大的傾斜值在測點“5”+Y方向j=0.155 mm、凈擺度為0.31 mm，+X方向j=0.16 mm、凈擺度為0.32 mm。

所以下導最大的傾斜值為5號點，由于推力頭與發(fā)電機軸始終呈90°，故推力頭最低點為與5號點呈180°的1號點。

表4 發(fā)電機參數(shù)

3 軸線調(diào)整

根據(jù)廠家指導意見，現(xiàn)場選擇在推力頭和鏡板之間加不銹鋼墊片來調(diào)整下導擺度（見圖2）。

3.1 墊片調(diào)整量計算

如圖3所示，根據(jù)三角形相似原理可知：

式中：L1為鏡板與推力頭之間所需減少墊片的厚度，mm；φ為發(fā)電機法蘭處得凈擺度，mm；D為鏡板上端直徑，mm；L為兩測點距離，mm。

3.2 機組軸線調(diào)整

（1）首先拆除推力頭和鏡板之間的連接螺栓。（2）風閘的頂轉子腔用電動試壓泵打壓，將發(fā)電機轉動部分頂起，使得推力頭和鏡板分離。

（3）去除推力頭和鏡板之間的銷釘，防止推力頭和鏡板發(fā)生相對轉動。

（4）在事先標記的“1”測點向“5”測點從高到低過渡加0.05 mm、0.03 mm的墊片，根據(jù)往常軸線調(diào)整經(jīng)驗，對于加墊調(diào)整軸線的機組一般加墊加到鏡板中心線，詳見圖2、圖3。

（5）將推力頭與鏡板重新組裝，再次盤車測量發(fā)電機法蘭處的擺度，數(shù)值處于合格范圍內(nèi)。

圖2 推力頭與鏡板間加的調(diào)整墊片圖

4 結論

機組軸線測量、調(diào)整是新機組安裝完成后必不可少的一項工作，安裝過程中雖然通過鋼琴線找中心方法確定中心，但由于安裝工藝或者主軸本身的原因往往會出現(xiàn)軸線曲折或者傾斜的情況，故在安裝后通過盤車進行軸線測量，進而結合實際情況采取刮絕緣墊、刮卡還、加墊片等方式進行調(diào)整，績溪電站1號機組采用了增加不銹鋼墊片，為后續(xù)5臺機組的投運積累經(jīng)驗，同時為其他電站機組軸線測量調(diào)整提供借鑒。