鄧德智 王龍

摘要：水力發(fā)電站的核心設(shè)備是水輪發(fā)電機(jī)組，科學(xué)、合理的安裝可以使其運(yùn)行更加穩(wěn)定。水輪發(fā)電機(jī)組的軸線測(cè)量與調(diào)整是機(jī)組檢修中一項(xiàng)很重要的工作，軸線調(diào)整質(zhì)量的優(yōu)劣，將會(huì)直接影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。以某水電廠立式機(jī)組軸線測(cè)量與調(diào)整為實(shí)例，介紹了機(jī)組軸線處理過(guò)程和調(diào)整工藝，闡述了機(jī)組軸線質(zhì)量與振擺、瓦溫的關(guān)系，有助于在今后的運(yùn)行實(shí)踐中遇到同類(lèi)問(wèn)題時(shí)能及時(shí)、準(zhǔn)確的進(jìn)行分析、判斷和處理。

關(guān)鍵詞：立式水輪發(fā)電機(jī)組;軸線檢測(cè);軸線調(diào)整;工藝

1案例概述

某水電廠電廠裝機(jī)容量4×250MW，機(jī)組為混流式水輪發(fā)電機(jī)組，立軸半傘式結(jié)構(gòu)，3個(gè)導(dǎo)軸承，軸系為多段軸，推力軸承為彈簧油箱支承。推力頭、發(fā)電機(jī)軸上端法蘭把合于轉(zhuǎn)子中心體下圓盤(pán)上。

投運(yùn)幾年來(lái)，在同等工況下，3號(hào)機(jī)組下導(dǎo)軸瓦平均溫度較其他機(jī)組高5℃左右，其中11號(hào)瓦最高溫度達(dá)到62.1℃，接近瓦溫設(shè)定的65℃報(bào)警值，給機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)一定隱患。經(jīng)技術(shù)人員初步測(cè)量分析，機(jī)組旋轉(zhuǎn)中心軸線傾斜是造成下導(dǎo)瓦受力過(guò)大、下導(dǎo)軸承瓦溫整體偏高的主要原因。

針對(duì)此問(wèn)題，技術(shù)人員通過(guò)盤(pán)車(chē)測(cè)量相關(guān)部位的擺度值和振動(dòng)值，將所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，以上端軸法蘭加墊的方式，最終使機(jī)組的旋轉(zhuǎn)中心線與機(jī)組固定部分的幾何中心線基本平行或重合;然后重新分配瓦間隙，從而徹底解決了機(jī)組下導(dǎo)瓦溫偏高的問(wèn)題。

1.1機(jī)組盤(pán)車(chē)軸線檢查

立式水輪發(fā)電機(jī)組主軸軸線、旋轉(zhuǎn)中心線、機(jī)組固定部件中心線一致重合即常說(shuō)的“三線合一”，是機(jī)組軸線調(diào)整理論上的理想狀態(tài)，在理想狀態(tài)下運(yùn)行，機(jī)組擺度為零。但機(jī)組各連接部件由于制造加工精度、安裝誤差等原因，三者不可能完全重合，機(jī)組軸線存在著不同程度的傾斜或曲折。正是這種偏差，使機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生擺度，對(duì)導(dǎo)軸承產(chǎn)生較大徑向作用力，并導(dǎo)致導(dǎo)軸承瓦溫升高。

（1）盤(pán)車(chē)的目的與原理

機(jī)組盤(pán)車(chē)是檢驗(yàn)機(jī)組軸線是否合格的重要手段，其目的是檢查機(jī)組全軸各段折彎程度和方向，以及軸線在空間的幾何狀態(tài);確定旋轉(zhuǎn)中心線，按旋轉(zhuǎn)中心線和軸線的實(shí)際空間位置，調(diào)整軸線和各部導(dǎo)軸承間隙，保證各導(dǎo)軸承與旋轉(zhuǎn)中心線同心，從而有良好、均勻的潤(rùn)滑，保證機(jī)組的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）機(jī)組盤(pán)車(chē)進(jìn)行軸線測(cè)量的方法

在上導(dǎo)軸承處將軸領(lǐng)沿圓周均分8個(gè)點(diǎn)，操作盤(pán)車(chē)裝置使盤(pán)車(chē)架轉(zhuǎn)動(dòng)2～3點(diǎn)，檢查機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分和靜止部分有無(wú)異常情況;若有異常情況，則立即停止盤(pán)車(chē)進(jìn)行檢查處理。

繼續(xù)操作盤(pán)車(chē)架轉(zhuǎn)動(dòng)，指揮人員熟悉停留的每一個(gè)測(cè)點(diǎn)所需要克服慣性的提前預(yù)量，根據(jù)判斷及時(shí)喊停。盤(pán)車(chē)架轉(zhuǎn)動(dòng)1圈后，檢查百分表長(zhǎng)針是否歸零;若不是零位，則將百分表歸零。

以1號(hào)點(diǎn)作為起始點(diǎn)（固定部分+Y方向，上導(dǎo)10號(hào)瓦右側(cè)邊緣），正式盤(pán)車(chē);每盤(pán)轉(zhuǎn)一點(diǎn)，待轉(zhuǎn)動(dòng)部分完全停止后，通知各部位監(jiān)視人員進(jìn)行讀數(shù)記錄。完成8點(diǎn)讀數(shù)記錄后，檢查百分表應(yīng)基本回零，力求準(zhǔn)確，不得反轉(zhuǎn)。

盤(pán)車(chē)一次完畢后，將所有測(cè)量記錄進(jìn)行分析計(jì)算，并檢查測(cè)量迷宮環(huán)間隙是否均勻，檢查軸線偏移情況，然后進(jìn)行第二次盤(pán)車(chē);所得數(shù)據(jù)與第一次數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比。

因該機(jī)組推力軸承為彈性油箱結(jié)構(gòu)，盤(pán)車(chē)過(guò)程中，采取組合抱緊下導(dǎo)、水導(dǎo)瓦（各4塊，±X、±Y方向）形式進(jìn)行。盤(pán)車(chē)應(yīng)至少進(jìn)行3次，以第二次或第三次的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析檢查機(jī)組軸線。

2機(jī)組軸線調(diào)整

2.1盤(pán)車(chē)數(shù)據(jù)分析

3號(hào)機(jī)組在軸線調(diào)整前對(duì)稱(chēng)抱緊4塊下導(dǎo)、水導(dǎo)瓦后組合盤(pán)車(chē)，記錄數(shù)據(jù)。經(jīng)分析，上導(dǎo)處凈全擺度偏大，機(jī)組軸線上端軸處曲折，且上導(dǎo)相對(duì)擺度為0.0378mm/m，已超標(biāo)（國(guó)標(biāo)0.03mm/m）。處理方法是在16號(hào)螺栓附近增加紫銅墊來(lái)調(diào)整。

2.2上端軸加墊處理

3號(hào)機(jī)組軸線優(yōu)化調(diào)整采用加墊法進(jìn)行處理。通過(guò)計(jì)算，可以得到需要處理的上端軸法蘭的加墊厚度

2.3加墊后重新盤(pán)車(chē)檢查軸線情況

上端軸經(jīng)過(guò)加墊處理后，重新盤(pán)車(chē)檢查各處擺度。上導(dǎo)相對(duì)擺度0.0132mm/m<0.03mm/m，達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。

3機(jī)組軸線調(diào)整效果

機(jī)組軸線合格后，再次盤(pán)車(chē)提取數(shù)據(jù)分配軸瓦間隙。盤(pán)車(chē)過(guò)程中上導(dǎo)、下導(dǎo)為限位軸承，水導(dǎo)處為自由狀態(tài)。軸瓦間隙分配原則：上導(dǎo)、下導(dǎo)處瓦間隙均布，其中上導(dǎo)按照單邊0.19mm均布，下導(dǎo)按照單邊0.22mm均布，水導(dǎo)按照盤(pán)車(chē)數(shù)據(jù)計(jì)算后分布，以總間隙0.44mm計(jì)算。

3.1軸線處理后的盤(pán)車(chē)檢測(cè)

因?yàn)榭ōh(huán)修刮的過(guò)程存在一定的偏差以及軸線本身的不規(guī)則變化，機(jī)組軸線處理的效果同比理論計(jì)算會(huì)存在一定偏差，需要吸取這個(gè)偏差，疊加到下一次軸線處理中。后續(xù)相繼進(jìn)行了3次軸線處理，分析原理以及處理方案跟第一次處理一致，最終實(shí)現(xiàn)軸線各測(cè)量位置擺度在標(biāo)準(zhǔn)公差范圍內(nèi)，軸系幾何中心線和軸系旋轉(zhuǎn)中心線相互偏差在技術(shù)規(guī)范要求范圍內(nèi)。

3.2機(jī)組調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中振動(dòng)、擺度、瓦溫情況

調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中，機(jī)組軸系振動(dòng)、擺度以及瓦溫都表現(xiàn)出很好的效果。首次開(kāi)機(jī)瓦溫?zé)岱€(wěn)定試驗(yàn)完成后，未進(jìn)行動(dòng)平衡配重試驗(yàn)便直接進(jìn)行機(jī)組機(jī)械過(guò)速試驗(yàn)，這在高轉(zhuǎn)速懸式抽水蓄能機(jī)組中實(shí)屬罕見(jiàn)。后續(xù)機(jī)組調(diào)試過(guò)程中，經(jīng)動(dòng)平衡配重試驗(yàn)配合調(diào)整、完善，機(jī)組軸系振動(dòng)、擺度以及瓦溫均實(shí)現(xiàn)同類(lèi)型機(jī)組精品標(biāo)準(zhǔn)。水輪發(fā)電機(jī)組的軸線對(duì)機(jī)組的振動(dòng)、擺度及安全穩(wěn)定運(yùn)行影響很大，其檢查與調(diào)整是檢修中一項(xiàng)非常重要的工作。對(duì)于實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)類(lèi)似瓦溫過(guò)高的問(wèn)題，既要考慮瓦間隙分配與瓦溫相互的關(guān)系，還要注意機(jī)組軸線對(duì)振擺的影響，從而系統(tǒng)性地解決相應(yīng)問(wèn)題。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在水電站立式水輪發(fā)電機(jī)組得到了廣泛的使用，針對(duì)立式水輪發(fā)電機(jī)組軸線的分析與探討，結(jié)合某水電站具體案例，順利、高效地實(shí)現(xiàn)了機(jī)組軸線調(diào)整，從而系統(tǒng)性地解決相應(yīng)問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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