黃金坪水電站左岸大廠房4#機組軸線調整

孫 紅 武

(四川大唐國際甘孜水電開發有限公司，四川 康定　626001)

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黃金坪水電站左岸大廠房4#機組軸線調整

孫 紅 武

(四川大唐國際甘孜水電開發有限公司，四川 康定626001)

摘要：介紹了黃金坪水電站4#機組在安裝過程中采用的軸線調整方法。通過對盤車數據進行計算和分析處理,解決了機組導軸承擺度過大的缺陷,最終完成了機組軸線調整，機組運行后擺度及振動達到規范要求。

關鍵詞：盤車；軸線；擺度；黃金坪水電站

1電站概述

黃金坪水電站位于甘孜藏族自治州康定市黃金坪鄉境內，為大渡河干流規劃調整推薦二十二級方案中的第十一級電站，上游接長河壩水電站，下游接瀘定水電站。水庫正常蓄水位高程1 476 m，死水位高程1 472 m，具有日調節能力，電站總裝機容量850 MW，采用左岸大廠房、右岸小廠房兩個地下廠房的開發布置方式，其中左岸大廠房裝機容量為4×200 MW，在壩址下游約3 km處從水庫左岸引水發電，多年平均年發電量35億 kW·h，年利用小時數為4 370 h；右岸小廠房裝機容量為2×25 MW，主要任務是承擔電站脫水段(壩址～左岸大廠房尾水段間)環保供水。

2黃金坪水電站機組具有的結構特點

黃金坪水電站水輪發電機組由東方電氣集團東方電機有限公司制造，水輪機型號為HLD597-LJ-600，發電機型號為SF200-56/13200。機組形式為立軸半傘式結構，轉子上方設有上導軸承，轉子下方設有下導軸承和推力軸承。推力軸承和下導軸承共用一個油槽，布置在下機架上。機組額定轉速為107.1 r/min。上導軸承所設置的12塊巴氏合金瓦至鏡板距離為5.35 m，下導軸承設置了18塊巴氏合金瓦，水導軸承采用10塊巴氏合金瓦，距離鏡板7.241 5 m。推力軸承采用16塊彈性金屬氟塑推力瓦。鏡板直徑為3 570 mm。推力軸承采用支柱式彈性油箱結構。推力軸承負荷為1 650 t。

3盤車方式的選擇

黃金坪水電站推力軸承由于采用彈性金屬氟塑推力瓦，無高壓油頂起裝置，盤車摩擦力大，因而無法采用人工盤車方式。原設計方案準備采用電動盤車方式進行盤車(即在定子和轉子之間通直流電的方式，將發電機作為電動機驅動機組旋轉進行盤車的方式)，但由于電氣盤車設備龐大，接線復雜，操作困難，可靠性和穩定性較差且電動盤車工具在機組訂貨時不含直流電纜等問題而未被采用?？紤]到后期機組大修過程中仍需要盤車，最終決定采用自動盤車裝置進行盤車。自動盤車是利用自動盤車裝置驅動機組旋轉進行盤車的一種方式，自動盤車裝置由機架、驅動電機、減速機構、連軸機構、離合機構等部件組成，盤車機架安裝在發電機上機架上，利用驅動電機、減速機及離合機構形成力偶矩驅動力偶臂帶動上端軸旋轉進行盤車。此種盤車裝置盤車速度均勻，旋轉平穩，操作簡單，不會產生力矩不均勻現象，測量數據準確。

4盤車方法的選擇

黃金坪水電站推力軸承由于采用的是液壓支柱式推力軸承，故只能采用彈性盤車和剛性盤車兩種方法。設備廠家提供的安裝技術要求采用抱上導瓦和水導瓦進行彈性盤車的方式，因此，安裝現場在采用盤車方法和報哪一道瓦問題上爭論較大。 鑒于剛性盤車能較好地反映機組軸線的實際情況，故最終決定采用報下導瓦剛性盤車的方式進行盤車。要求采用兩個步驟進行盤車。第一步是在完成彈性油箱水平調整和重量轉移后將鏡板調平，將彈性油箱的旋套旋至底部，使液壓支柱式彈性油箱處于剛性狀態后進行盤車。第二步是將彈性油箱保護旋套松開、完成受力調整后在保證水平達到設計要求的情況下再次進行盤車。最終將兩種盤車方法所得的數據進行比較。

5測點布置情況

黃金坪水電站的盤車測點是在機組主軸轉動的一周俯視逆時針均分8點，在上導、下導、水輪機和發電機法蘭、水導等處加設百分表以測量其擺度值，從而可求得軸線對鏡板的不垂直度與法蘭處的折線值，為進行軸線處理提供依據。除此之外，還在鏡板外緣設水平和垂直兩個測點。水平測點設在鏡板外緣圓周面，垂直測點設在鏡板平面最大直徑處，測量方位須與導軸承測點一致。垂直數值反映鏡板軸向跳動值(軸線與鏡板垂直情況)，水平測點則是檢查盤車過程中鏡板有無發生過大的中心位移。這些測點的布置是為了最大程度地反映軸線與鏡板的真實數據。

6軸線調整

軸線調整的內容一般分為以下三項:(1)軸線測量：通過盤車測得幾個斷面測量部位的擺度值,看其是否符合規定標準,從而為下一步的軸線調整提供可靠的資料；(2)軸線處理：根據實際測量到的機組軸線的狀態數值進行計算分析并作出相應的處理，將各測量部門的擺度值控制在規程規定允許的范圍之內；(3)軸線調整：將處理合格的軸線通過移軸和調整推力瓦的水平,使主軸的旋轉中心線與機組中心線重合,同時對推力軸承的受力進行調整,盡量做到各塊推力瓦受力均衡,最后將各導軸承調整至與機組旋轉中心線相重合。

6.1軸線測量

黃金坪水電站的軸線調整首先進行的是鏡板調平和受力調整。在進行受力調整時，先使機組軸系處于自由狀態，分別按單側間隙0.03～0.05 mm抱緊互成90°夾角的四塊上導瓦及水導瓦,利用手動壓力油泵及制動器頂起轉子，將各測桿下方的百分表對零，然后釋放制動器油壓，將轉子平穩落下，待機組轉動部分穩定后，分別將抱緊的四塊導軸瓦松開，分組讀取每個彈性油箱測桿下的兩塊百分表讀數。在進行彈性油箱受力調整時，應將上導及水導瓦抱緊，調整完成后松開瓦讀數。受力完成后分別測量水輪機止漏環和發電機空氣間隙，將轉動部件調整到機組中心，然后進行盤車。首次盤車時，若軸系折線過大可能會造成水輪機轉輪與固定止漏環刮蹭，為避免出現事故，在進行首次盤車時，嚴密注視各表計的讀數，發現異常情況應立即停止；同時，每盤至一個點時，用塞尺將整個止漏環間隙劃一遍，以確保間隙足夠均勻且無任何雜物。黃金坪水電站盤車分兩步：

第一步是將推力軸承旋套旋至底部，鎖死彈簧油箱進行盤車，盤車數據見表1。

表1　盤車數據表　/0.01 mm

第二步是將推力軸承旋套旋起，回復推力軸承剛性進行盤車，得到以下盤車數據(表2、3)。

表2　盤車數據表

表3　盤車數據表

采用以上兩種方法得到的數據基本一致。根據圖紙得知水導至鏡板的距離為7.24 m，計算相對擺度為0.22 mm÷7.24 m=0.03 mm/m。根據該值得知相對擺度未達到優良標準，需要進行軸線處理。

6.2軸線處理

由計算可知相對擺度為0.03 mm/m。而對于機組轉速107.1 r/min的國標優良率為相對擺度需小于0.03 mm/m，故最終決定進行軸線處理。由于黃金坪水電站從轉輪聯軸到水發聯軸到轉子聯軸處均采用銷釘螺栓連接，無法進行調整，因此決定采用在推力頭和鏡板間加墊的方式進行軸線調整。加墊方式見圖1。

現場加墊后，再次進行盤車，取得的數據見圖2。

從以上數據得知，水導軸承處最大擺度為0.11 mm/m,計算相對擺度0.11 mm÷7.24 mm=0.015 mm/m，該相對擺度值達到國標優良標準。在完成軸線處理及再次盤車驗證后進行軸線調整，使用塞尺測量上、下止漏環間隙，使用千斤頂將軸線調整至機組最優中心后進行抱瓦。

圖1　推力頭和鏡板間加墊方式圖

7結語

黃金坪水電站開機后，我們對各部位進行了擺度測量，實測各部位擺度如下：水導軸承、上導軸承及下導軸承擺度均在0.14 mm內，與盤車結果一致，振動值均在0.02 mm以內，達到規范要求，具體測量值見表2。

圖2　4#機組開機后在線監測數據圖

眾所周知，機組軸線調整是機組安裝過程中的一道重要工序，如果一臺機組的軸線達不到設計要求,機組在運行過程中就會產生較大的擺動,轉動部件受到的不平衡質量、磁拉力和水力不平衡都會加大,機組的振動擺度將會隨運行時間的延長而加大,進而使各軸承的運行進入惡性循環。黃金坪水電站依據最基本的盤車原理進行盤車和軸線調整，最終結果達到優良標準。

參考文獻:

[1]GB8564-2003，水輪發電機組安裝技術規范[S].

(責任編輯：李燕輝)

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孫紅武(1973-)，男，陜西西安人，主任，助理工程師，技師，二級建造師，從事水電工程建設技術與管理工作.

作者簡介:

文章編號:1001-2184(2016)02-0002-04

文獻標識碼:B

中圖分類號:TV7;TV22;TV734.2

收稿日期:2015-12-31