畢興強，雷 恒

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業(yè)部，云南 昆明 650032）

1 機組的相關(guān)參數(shù)

長龍山抽水蓄能電站裝機規(guī)模2 100 MW（6×350 MW），其中1～4號機組為立軸空冷懸式水輪發(fā)電機組，機組額定轉(zhuǎn)速500 r/min，額定水頭710 m。發(fā)電電動機軸系采用一根軸結(jié)構(gòu)，通過聯(lián)軸螺栓與水輪機軸相連。發(fā)電機型號SFD 350/384-12/6150，設(shè)有上導(dǎo)軸承和下導(dǎo)軸承，各有16塊巴氏合金導(dǎo)瓦，推力軸承設(shè)在轉(zhuǎn)子上部，由上機架支撐。軸承均采用透平油進行潤滑，上導(dǎo)軸承與推力軸承的油槽分開設(shè)置，設(shè)有高壓油頂起裝置。推力軸承采用低損耗非浸泡結(jié)構(gòu)，由彈簧束進行支撐，設(shè)有12塊推力瓦，瓦面材料為巴氏合金，軸承的總負荷能力為800 t；水輪機型號NHLD912-LJ-429，水導(dǎo)軸承設(shè)有10塊巴氏合金導(dǎo)瓦。

2 機組軸線調(diào)整

2.1 機組盤車前準備工作

推力頭熱套完成后，在高壓油頂起裝置運行下完成轉(zhuǎn)子受力轉(zhuǎn)換，并對轉(zhuǎn)子軸與水輪機軸連接螺栓按100%伸長值拉緊完成。

機組軸線盤車采用抱緊互成90°夾角4塊上導(dǎo)軸承瓦的剛性機械盤車。盤車前測量水輪機上、下止漏環(huán)間隙（上止漏環(huán)測量4個點，下止漏環(huán)測量8個點），確定機組轉(zhuǎn)動部件中心位置后抱緊上導(dǎo)軸承互成90°夾角的4塊導(dǎo)瓦，并調(diào)整導(dǎo)瓦與軸領(lǐng)間隙至0.01 mm。盤車工具固定于推力頭拆裝工具上，利用人力推動轉(zhuǎn)動部分使機組軸系旋轉(zhuǎn)，測量方式為百分表擺度監(jiān)測法，即在測量部位（推力頭、上導(dǎo)軸承軸領(lǐng)、下導(dǎo)軸承軸領(lǐng)、轉(zhuǎn)子軸下法蘭、水機軸上法蘭、水導(dǎo)軸承軸領(lǐng)）的+Y、+X方向各架設(shè)1套百分表監(jiān)測盤車時的擺度，在鏡板與轉(zhuǎn)輪抗磨板軸向+Y、+X位置各架設(shè)1套百分表監(jiān)測盤車時的軸向跳動量，以上各監(jiān)測位置沿圓周方向劃八等分點，軸系上、下各部位的等分點方位應(yīng)一致，并按逆時針方向?qū)⒈P車測點編為1～8號（上游側(cè)+Y為1號點，+X為7號點），機組旋轉(zhuǎn)方向為俯視順時針。

2.2 機組盤車

為減小測量與讀數(shù)誤差，在正式讀取百分表讀數(shù)之前，先勻速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動軸系兩圈，轉(zhuǎn)動過程中各部位監(jiān)測人員應(yīng)注意聽有無異響，并檢查各百分表歸零情況。一切正常后將所有百分表重新調(diào)至“0”位，并記錄初始讀數(shù)，正式盤車采用連續(xù)點盤兩圈的方式，并以第2圈百分表讀數(shù)進行軸線分析。在高壓油頂起系統(tǒng)啟動后，緩緩轉(zhuǎn)動主軸，每旋轉(zhuǎn)至1個測點，停止轉(zhuǎn)動并退出高壓油頂起系統(tǒng)，待軸系停止晃動且百分表指針穩(wěn)定后方可記錄各監(jiān)測部位+Y、+X百分表讀數(shù)。

2.3 機組盤車數(shù)據(jù)分析

根據(jù)盤車數(shù)據(jù)（表1），得出各監(jiān)測部位相對于上導(dǎo)軸承的偏心值如下：

表1 盤車數(shù)據(jù)單位：mm

（1）推力頭Y向為0.03 mm，X向為0.05 mm，角度60°；

（2）下導(dǎo)軸承Y向為-0.09 mm，X向為-0.13 mm，角度-124°；

（3）轉(zhuǎn)子軸下法蘭Y向為-0.14 mm，X向為-0.16 mm，角度-130°；

（4）水機軸上法蘭Y向為-0.16 mm，X向為-0.16 mm，角度-135°；

（5）水導(dǎo)軸承Y向為-0.28 mm，X向為-0.22 mm，角度-142°。

盤車數(shù)據(jù)分析可知，推力頭偏心角度為60°，位于1號、8號點之間；下導(dǎo)軸承、轉(zhuǎn)子軸下法蘭、水機軸上法蘭、水導(dǎo)軸承偏心角度集中在-120°～-142°，主要位于4號、5號點之間。在機組推力軸承受力與鏡板水平均符合標準要求的情況下，機組軸線基本呈直線傾斜狀態(tài)，等同于機組軸線垂直度不合格，即機組軸線處理主要針對軸線垂直度進行調(diào)整。

圖1 偏心角度及機組軸線示意圖

2.4 機組軸線處理方案確定

一般情況下，機組軸系可通過去除法（修刮和腐蝕）或加墊法進行軸線垂直度調(diào)整。結(jié)合機組推力軸承的結(jié)構(gòu)布置，可處理3個位置來調(diào)整軸線垂直度：

（1）鏡板與推力頭之間的把合面；

（2）卡環(huán)與推力頭之間的接觸面；

（3）卡環(huán)與主軸之間的接觸面。

考慮到推力頭熱套就位后，卡環(huán)在拔推力頭專用工具的拉緊下，與主軸、推力頭之間均處于貼緊狀態(tài)，不易取出；卡環(huán)的修刮需制作專用刮刀；需采用與卡環(huán)接近的材料進行試刮；回裝修掛后的卡環(huán)可能會在與主軸或推力頭接觸面出現(xiàn)局部間隙等因素。而鏡板與推力頭之間的把合螺栓和銷釘易拆裝，加墊簡便。

綜合考慮施工的便捷性與處理效果的安全可靠性，最終確定采用在鏡板與推力頭之間加墊的方式調(diào)整機組軸線。

2.5 確定加墊量

根據(jù)各部位偏心角度及偏移量進行計算得出：加墊最大角度為38°，加墊最大量為0.04 mm，從互補性、綜合性角度出發(fā)，考慮到加墊部位鏡板與推力頭的接觸面積與可能存在的間隙，故采取在加墊部位的兩側(cè)進行輕微過渡，鏡板與推力頭之間的加墊量如圖2所示。

圖2 鏡板與推力頭之間加墊量示意圖

3 機組軸線調(diào)整結(jié)果

加墊完成后均勻?qū)ΨQ把緊推力頭與鏡板的把合螺栓，復(fù)測水輪機上、下止漏環(huán)間隙（上止漏環(huán)測量4個點，下止漏環(huán)測量8個點），調(diào)整機組轉(zhuǎn)動部件中心位置后抱緊上導(dǎo)軸承互成90°夾角的4塊導(dǎo)瓦，并調(diào)整導(dǎo)瓦與軸領(lǐng)間隙至0.01 mm。再次對轉(zhuǎn)軸進行盤車，盤車結(jié)果如表2所示。

表2 盤車結(jié)果單位：mm

從盤車數(shù)據(jù)上看，機組軸線仍未達到理想狀態(tài)，各部位相對于上導(dǎo)軸承的偏心值如下：

（1）推力頭Y向為-0.01 mm，X向為0.05 mm，角度97°；

（2）下導(dǎo)軸承Y向為0.03 mm，X向為-0.10 mm，角度-74°；

（3）轉(zhuǎn)子軸下法蘭Y向為0.02 mm，X向為-0.10 mm，角度-79°；

（4）水 機 軸 上 法 蘭Y向 為0.01 mm，X向 為-0.10 mm，角度-83°；

（5）水導(dǎo)軸承Y向為-0.05 mm，X向為-0.13 mm，角度-112°。

盤車數(shù)據(jù)分析可知，推力頭偏心角度為97°，位于1號、2號點之間；下導(dǎo)軸承、轉(zhuǎn)子軸下法蘭、水機軸上法蘭、水導(dǎo)軸承偏心角度集中在-74°～-112°，集中位于5號點附近。

圖3 偏心角度

通過盤車數(shù)據(jù)計算可知各部位絕對擺度值，見表3。

表3 各部位擺度值

4 機組軸線再次調(diào)整

4.1 確定加墊量

根據(jù)各部位偏心角度及偏移量進行計算得出：加墊最大角度為68°，加墊最大量為0.015 mm，從互補性、綜合性角度出發(fā)，考慮到加墊部位鏡板與推力頭的接觸面積與可能存在的間隙，故將原來0.04 mm的墊改為0.05 mm，并在1號位置增加0.04 mm墊片作為過渡，同時平衡推力頭97°的偏移方向。鏡板與推力頭之間的加墊量如圖4所示。

圖4 鏡板與推力頭之間加墊量示意圖

4.2 機組軸線調(diào)整結(jié)果

加墊完成后均勻?qū)ΨQ把緊推力頭與鏡板的把合螺栓，復(fù)測水輪機上、下止漏環(huán)間隙（上止漏環(huán)測量4個點，下止漏環(huán)測量8個點），調(diào)整機組轉(zhuǎn)動部件中心位置后抱緊上導(dǎo)軸承互成90°夾角的4塊導(dǎo)瓦，并調(diào)整導(dǎo)瓦與軸領(lǐng)間隙至0.01 mm。再次對轉(zhuǎn)軸進行盤車，盤車結(jié)果如表4所示。

表4 盤車結(jié)果單位：mm

各監(jiān)測部位相對于上導(dǎo)軸承的偏心值如下：

（1）推力頭Y向為-0.01 mm，X向為0.02 mm，角度125°；

（2）下導(dǎo)軸承Y向為0.02 mm，X向為-0.02 mm，角度-40°；

（3）轉(zhuǎn)子軸下 法蘭Y向 為0.01 mm，X向為-0.02 mm，角度-57°；

（4）水機軸上法蘭Y向為-0.01 mm，X向為0.01 mm，角度-128°；

（5）水導(dǎo)軸承Y向為-0.03 mm，X向為0.01 mm，角度164°。

盤車數(shù)據(jù)經(jīng)計算可得：推力頭絕對擺度為0.047 mm，下導(dǎo)軸承0.051 mm，轉(zhuǎn)子軸下法蘭0.038 mm，水機軸上法蘭0.025 mm，水導(dǎo)軸承0.069 mm，軸線擺度達到水輪發(fā)電機組安裝技術(shù)規(guī)范要求。詳見表5。

表5 各部位擺度值

5 總結(jié)

影響機組軸線的因素很多，在安裝、調(diào)整階段遇到的問題千變?nèi)f化，要逐一排除各個影響因素，并根據(jù)實際情況及時分析。由于加墊的過程存在一定的偏差以及軸線本身的不規(guī)則變化，機組軸線調(diào)整的效果相比理論計算會存在一定偏差，需要吸取這個偏差，疊加到下一次軸線處理中。通過長龍山2號機組軸線調(diào)整，充分理解和掌握機組軸線調(diào)整的技術(shù)，并對盤車數(shù)據(jù)進行準確計算，綜合分析軸系各部位偏心角度及偏心量，靈活應(yīng)用加墊的調(diào)整方法，最終實現(xiàn)軸線各測量位置擺度在標準范圍內(nèi)，順利、高效地完成了機組軸線調(diào)整。