張勇

【摘要】 在水輪發(fā)電機(jī)組安裝和檢修過(guò)程中，軸線的好壞對(duì)機(jī)組運(yùn)行的擺度、振動(dòng)及受力有很大的影響，甚至?xí){水輪發(fā)電機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。所以機(jī)組軸線調(diào)整工作的好壞，直接影響著機(jī)組的安裝和檢修質(zhì)量。在某種意義上講，也反映出水電廠的機(jī)組安裝和檢修質(zhì)量。因而作為機(jī)組軸線調(diào)整、處理的依據(jù)——盤(pán)車工藝，是機(jī)組安裝和檢修工作中極為重要的環(huán)節(jié)。文章介紹了剛性盤(pán)車軸線調(diào)整方法和采用加墊法的工藝，為類似機(jī)組提供了借鑒。

【關(guān)鍵詞】 剛性盤(pán)車;軸線調(diào)整;加墊法工藝

1.概述

卡索峽水電站位于青海省門(mén)源縣珠固鄉(xiāng)境內(nèi)的大通河干流上，水輪發(fā)電機(jī)組為立軸懸式軸流定槳式結(jié)構(gòu)，裝機(jī)容量為3×5MW，額定轉(zhuǎn)速250r/min，轉(zhuǎn)子上方設(shè)有上導(dǎo)軸承、推力軸承，轉(zhuǎn)子下方設(shè)有下導(dǎo)軸承及水導(dǎo)軸承。推力軸承為剛性支撐結(jié)構(gòu)，機(jī)組軸系由發(fā)電機(jī)軸和水輪機(jī)軸兩段軸連接，推力頭熱套于發(fā)電機(jī)軸最頂端。機(jī)組盤(pán)車采用機(jī)械式盤(pán)車，即利用橋式起重機(jī)，經(jīng)過(guò)滑輪用鋼絲繩拉動(dòng)機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，每轉(zhuǎn)45°測(cè)量一次。

2.機(jī)組軸線調(diào)整

2.1盤(pán)車前的準(zhǔn)備工作

2.1.1推力頭安裝

（1）推力頭套入前調(diào)整鏡板的高程比設(shè)計(jì)值低0.8～1mm，在推力瓦面不涂潤(rùn)滑油的情況下調(diào)整鏡板水平，其水平偏差應(yīng)在0.02mm/m以內(nèi)。

（2）推力頭熱套前調(diào)整其在起吊狀態(tài)下的水平。

（3）推力頭熱套后，降至室溫時(shí)才能安裝卡環(huán)。卡環(huán)受力后，應(yīng)檢查卡環(huán)上、下受力面的間隙，用0.02mm塞尺檢查，不能通過(guò)的應(yīng)抽出處理，不得加墊。

2.1.2推力軸瓦受力調(diào)整

（1）將主軸調(diào)整至機(jī)組中心線上，檢查空氣間隙和水輪機(jī)輪葉間隙無(wú)障礙物，在水導(dǎo)軸承處用人力分別在+Y及+X方向推動(dòng)主軸，觀察百分表，主軸應(yīng)能夠自由擺動(dòng)，確認(rèn)主軸在自由狀態(tài)下。

（2）采用人工錘擊抗重螺栓的方法調(diào)整剛性支撐推力軸承受力時(shí)，在水輪機(jī)軸承處，在+Y及+X方向用百分表監(jiān)視大軸，錘擊力應(yīng)使大軸平均有0.05～0.10mm的傾斜，在相同錘擊力下大軸傾斜的變化值與平均變化值之差不超過(guò)平均變化值的±10%。

（3）人工錘擊法調(diào)整推力瓦受力均勻并達(dá)到設(shè)計(jì)高程后，將鎖定板鎖死。

2.1.3其他準(zhǔn)備工作

（1）在推力頭上做好分度及標(biāo)記 ，將測(cè)點(diǎn)按逆時(shí)針?lè)较蚓帪?1～8 號(hào)，同一編號(hào)在下導(dǎo)、水導(dǎo)的測(cè)量部位應(yīng)保證在同一垂直面上。

（2）對(duì)稱裝入4塊上導(dǎo)軸瓦并涂抹潤(rùn)滑油，將上導(dǎo)軸瓦間隙調(diào)整為0.03～0.05mm。

（3）用油泵頂轉(zhuǎn)子，給推力瓦噴注透平油或者瓦面均勻涂一層薄豬油，落下轉(zhuǎn)子，檢查制動(dòng)器與轉(zhuǎn)子下部的制動(dòng)環(huán)之間應(yīng)全部離開(kāi)。

（4）分別在上導(dǎo)、下導(dǎo)、水導(dǎo)軸領(lǐng)處+ X和+ Y方向各裝設(shè)1組百分表，每組百分表 2?只，調(diào)整測(cè)桿垂直于軸面，將所有百分表回零，小針指向4～5mm區(qū)間。

2.2機(jī)組軸線調(diào)整

以卡索峽水電站1號(hào)機(jī)組盤(pán)車為例，下導(dǎo)至鏡板距離2486mm，水導(dǎo)至鏡板距離6116mm，水導(dǎo)至水發(fā)軸法蘭2410mm，鏡板直徑910mm，水發(fā)軸法蘭直徑610mm。

盤(pán)車準(zhǔn)備工作結(jié)束后記錄卡索峽水電站1號(hào)機(jī)組第一次盤(pán)車數(shù)據(jù)。

根據(jù)表1的盤(pán)車數(shù)據(jù)計(jì)算出的下導(dǎo)、水導(dǎo)+X、+Y軸的相對(duì)擺度，分析得出下導(dǎo)1-5點(diǎn)、2-6點(diǎn)、4-8點(diǎn)數(shù)據(jù)超標(biāo)，水導(dǎo)所有點(diǎn)數(shù)據(jù)超標(biāo)。當(dāng)下導(dǎo)和水導(dǎo)相對(duì)擺度同時(shí)超標(biāo)時(shí)，應(yīng)首先考慮通過(guò)在鏡板與推力頭之間加墊將下導(dǎo)相對(duì)擺度調(diào)整合格后，再通過(guò)水發(fā)聯(lián)軸法蘭之間加墊來(lái)進(jìn)行水導(dǎo)相對(duì)擺度調(diào)整。

由于實(shí)測(cè)的凈擺度在不同方向上的值是符合正弦規(guī)律變化的，但是八個(gè)方向都是針對(duì)軸上測(cè)點(diǎn)而決定的，所以軸線的最大凈擺度完全可能不在這幾個(gè)方向上。下導(dǎo)根據(jù)X、Y向兩組數(shù)據(jù)，選取有最大凈擺度的Y向進(jìn)行分析。按正弦規(guī)律，實(shí)際的最大值可能在5點(diǎn)和6點(diǎn)之間或4點(diǎn)和5點(diǎn)之間的某個(gè)方向上，根據(jù)計(jì)算公式Y(jié)向5-6點(diǎn)=-14.5°，由于是負(fù)值所以最大擺度不在5點(diǎn)至6點(diǎn)的范圍內(nèi);Y向5-4點(diǎn)=-14.5°，由于是負(fù)值最大擺度不在4點(diǎn)至5點(diǎn)的范圍內(nèi);由此可以確定擺度最大點(diǎn)為5點(diǎn)。

利用下式計(jì)算鏡板與推力頭之間的加墊厚度：

鏡板與推力頭之間加墊位置是通過(guò)凈擺度的正負(fù)號(hào)決定的，當(dāng)為正值時(shí)在大號(hào)點(diǎn)加墊，為負(fù)值時(shí)在小號(hào)點(diǎn)加墊。根據(jù)上式計(jì)算出1-5點(diǎn)位置需在1號(hào)點(diǎn)加δ值為0.043mm的銅皮墊，2-6點(diǎn)位置需在2號(hào)點(diǎn)加δ值為0.024mm的銅皮墊，4-8點(diǎn)位置需在8號(hào)點(diǎn)加δ值為0.024mm的銅皮墊，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際中由于銅皮的規(guī)格是固定的，一般為0.05mm、0.10mm、0.15mm等，所以采用加墊法時(shí)只能用接近規(guī)格的銅皮，通過(guò)加墊的深度及長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。

完成鏡板與推力頭之間加墊后，進(jìn)行第二次盤(pán)車。

由表2可以看出，此時(shí)下導(dǎo)的擺度已滿足規(guī)范要求，水導(dǎo)根據(jù)X、Y向兩組數(shù)據(jù)，選取有最大凈擺度的X向進(jìn)行分析。按正弦規(guī)律，實(shí)際的最大值可能在3點(diǎn)和4點(diǎn)之間的某個(gè)方向上，根據(jù)計(jì)算公式X向3-4點(diǎn)=4.6°，由于是正值所以4點(diǎn)偏向3點(diǎn)4.6°為最大擺度，即=0.552mm。

利用下式計(jì)算水發(fā)聯(lián)軸法蘭之間的加墊厚度：

水發(fā)聯(lián)軸法蘭之間加墊位置也是通過(guò)凈擺度的正負(fù)號(hào)決定的，但是與鏡板與推力頭之間的加墊位置相反，當(dāng)為正值時(shí)在小號(hào)點(diǎn)加墊，為負(fù)值時(shí)在大號(hào)點(diǎn)加墊。根據(jù)上式計(jì)算出最大擺度點(diǎn)4點(diǎn)偏向3點(diǎn)4.6°，需在水發(fā)軸法蘭4號(hào)點(diǎn)偏向3號(hào)點(diǎn)4.6°加δ值為0.07mm的銅皮墊，1-5點(diǎn)位置需在水發(fā)軸法蘭5號(hào)點(diǎn)加δ值為0.039mm的銅皮墊，3-7點(diǎn)位置需在水發(fā)軸法蘭3號(hào)點(diǎn)加δ值為0.053mm的銅皮墊，4-8點(diǎn)位置需在水發(fā)軸法蘭4號(hào)點(diǎn)加δ值為0.0696mm的銅皮墊，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際中用接近規(guī)格的銅皮，通過(guò)加墊的深度及長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。

完成水發(fā)聯(lián)軸法蘭加墊后，進(jìn)行第三次盤(pán)車。

表3下導(dǎo)凈擺度數(shù)據(jù)曲線與表2下導(dǎo)凈擺度數(shù)據(jù)有少量變化，在盤(pán)車數(shù)據(jù)變化的誤差范圍內(nèi)，屬于正?，F(xiàn)象。根據(jù)水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范（GBT8564-2003）的機(jī)組軸線的允許擺度值（雙振幅）要求，此時(shí)水導(dǎo)、下導(dǎo)的允許擺度值均符合水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范（GBT8564-2003）的要求，即水導(dǎo)相對(duì)擺度≤0.05mm/m，且水導(dǎo)軸承處的絕對(duì)擺度≤0.25mm;下導(dǎo)相對(duì)擺度≤0.03mm/m，此次機(jī)組軸線調(diào)整工作結(jié)束。

3.結(jié)束語(yǔ)

本文以卡索峽水電站1號(hào)機(jī)組為例介紹了采用加墊法對(duì)立式懸吊式機(jī)組進(jìn)行剛性盤(pán)車，利用數(shù)學(xué)三角函數(shù)和三角形相似關(guān)系的知識(shí)，對(duì)盤(pán)車數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，確定了機(jī)組軸線調(diào)整的方案，為類似機(jī)組提供借鑒，此種剛性盤(pán)車的軸線調(diào)整方法對(duì)小型立式懸吊式水輪發(fā)電機(jī)組具有廣泛的適用性。

參考文獻(xiàn)：

王玲花《水輪發(fā)電機(jī)組安裝與檢修》中國(guó)水利水電出版社

《水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范（GB/T8564-2003）》中國(guó)標(biāo)準(zhǔn) 出版社

《立式水輪發(fā)電機(jī)檢修技術(shù)規(guī)程（DL/T817-2014）》中國(guó)電力出版社