推中心和旋轉(zhuǎn)相結(jié)合的方法在寧朗水電站鏡板水平處理中的應(yīng)用

謝 建 國(guó)

(寶珠寺水力發(fā)電廠, 四川 廣元　628003)

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推中心和旋轉(zhuǎn)相結(jié)合的方法在寧朗水電站鏡板水平處理中的應(yīng)用

謝 建 國(guó)

(寶珠寺水力發(fā)電廠, 四川 廣元628003)

摘要：水輪發(fā)電機(jī)組故障搶修時(shí)往往時(shí)間較短，鏡板水平變差和軸線偏斜造成水輪機(jī)軸擺度大，無法進(jìn)行整圈盤車。實(shí)踐證明，鏡板背面水平變形大造成測(cè)量出的水平值與實(shí)際值差別大，往往令處理人員無從下手。采取推中心和旋轉(zhuǎn)法相結(jié)合的方法 ，可以精確地判斷出鏡板工作面的水平度狀態(tài)，并且解決因水導(dǎo)擺度過大造成轉(zhuǎn)輪擦碰使鏡板水平值無法判斷的情況。因此，旋轉(zhuǎn)法測(cè)量出的數(shù)據(jù)可以作為鏡板水平精調(diào)的依據(jù)，只要主軸處于自由狀態(tài)，推中心前后在推力頭頂部測(cè)量出的相對(duì)水平值基本沒有變化，故而，在機(jī)組搶修時(shí)完全可以應(yīng)用此方法快速找出鏡板的真實(shí)水平值，為機(jī)組檢修的下一步提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞：水電站；上導(dǎo)瓦；擺度；旋轉(zhuǎn)法；鏡板

1概述

寧朗水電站位于木里縣境內(nèi)，為金沙江中游左岸一級(jí)支流水洛河干流水電規(guī)劃“一庫(kù)十一級(jí)”開發(fā)方案中的第九級(jí)電站，電站為低閘引水式，安裝有三臺(tái)單機(jī)容量為38 MW的混流式水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)額定引用流量為51.6 m3/s，額定水頭81 m，機(jī)組于2012年07月27日正式并網(wǎng)發(fā)電。

寧朗水電站發(fā)電機(jī)組為懸吊式全傘式機(jī)組，上導(dǎo)軸承和推力軸承共用一個(gè)油槽，裝于上機(jī)架內(nèi)，上導(dǎo)軸承共有九塊均布同心巴氏合金軸瓦，推力瓦為氟塑料瓦，八塊均勻布置，采用剛性支柱式推力軸承，推力軸承的絕緣共兩層：推力頭與鏡板之間設(shè)置第一層絕緣墊，推力軸承座與基礎(chǔ)板之間設(shè)置第二層絕緣墊。下導(dǎo)軸承裝于下機(jī)架，位于轉(zhuǎn)子下方，九塊均布同心巴氏合金軸瓦。水導(dǎo)軸承設(shè)8塊均布同心巴氏合金軸瓦。所有導(dǎo)軸承均為抗重螺栓支撐結(jié)構(gòu)。

2上導(dǎo)瓦溫和擺度升高過程

2015年7月至9月初，上導(dǎo)軸承擺度自0.08 mm逐漸升至0.30 mm，上導(dǎo)軸瓦+X方向有兩塊軸瓦溫度明顯升高，由40 ℃逐漸上升至55 ℃，接近報(bào)警溫度60 ℃，并且呈持續(xù)上升趨勢(shì)。下導(dǎo)軸承-X方向有一塊軸瓦比其他軸瓦平均溫度高10 ℃，但相對(duì)穩(wěn)定。上機(jī)架、下機(jī)架水平振動(dòng)、垂直振動(dòng)未見明顯異常，水導(dǎo)軸承瓦溫和擺度正常。擺度數(shù)據(jù)如下表：

表1　擺度數(shù)據(jù)表

維護(hù)人員停機(jī)對(duì)上導(dǎo)軸承進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)上導(dǎo)軸承X方向擺度由安裝單位調(diào)整的總間隙0.20 mm變成0.60 mm左右，Y方向間隙在0.30 mm左右，維護(hù)將X方向瓦隙較大的一側(cè)收小0.15 mm左右，開機(jī)檢查上導(dǎo)瓦溫高且持續(xù)上升，擺度0.35 mm，安排停機(jī)搶修處理。

3檢查處理過程

拆卸發(fā)電機(jī)端罩、滑環(huán)后，在推力頭上表面初測(cè)水平，Y方向基本水平，X方向水平度為1 mm/m左右，現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有明顯傾斜，與上導(dǎo)瓦溫偏高和推力頭水平測(cè)量方向一致，初步判斷鏡板水平變差。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)以下進(jìn)行檢查：

3.1上導(dǎo)軸承

上導(dǎo)瓦面中部均有局部燒傷變硬，以+X方向軸瓦為最，對(duì)上導(dǎo)軸瓦表面進(jìn)行刮削。檢查抗重螺栓完好，螺栓工作弧面正常。檢查抗重螺栓螺套與軸承體焊縫，有兩塊瓦點(diǎn)焊有開裂現(xiàn)象，進(jìn)行補(bǔ)焊合格。

3.2推力軸承

推力軸承座螺栓普遍緊度不夠，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行緊固合格。推力瓦支柱螺栓鎖錠板鎖緊正常。推力頭與鏡板把合M48螺栓共12顆，其中4顆呈無規(guī)律分布松動(dòng)，檢查其余螺栓緊度均不夠，螺栓雖設(shè)有鎖片，但無法限制螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)，定位銷未見異常。檢查過程中發(fā)現(xiàn)，在推力瓦支柱螺栓附近拾到四五根半圓形金屬條，形似螺紋，但較薄，外觀檢查支柱螺栓螺栓最上端螺紋僅有輕微變形，判斷可能為安裝遺留物，未作進(jìn)一步檢查。

3.3上機(jī)架及定子

上機(jī)架支臂及基礎(chǔ)螺栓正常，螺栓點(diǎn)焊無開裂，定子機(jī)座螺栓無松動(dòng)。

3.4鏡板水平的處理

由于鏡板半徑僅比推力頭半徑大20 mm，框形水平儀無法在鏡板背面放穩(wěn)邊緣，且推力頭絕緣墊與鏡板同徑，鏡板露出部分有絕緣墊，放置水平儀測(cè)量時(shí)影響測(cè)量精度。于是，在推力頭卡環(huán)面測(cè)得水平面基本合格后進(jìn)行盤車，人工盤車旋轉(zhuǎn)不到90度時(shí)，則水導(dǎo)處明顯摩擦，人力無法推動(dòng)，推軸不自由，放棄盤車，決定將鏡板初調(diào)合格后再進(jìn)行盤車。

為準(zhǔn)確測(cè)量鏡板背面水平，現(xiàn)場(chǎng)決定將絕緣墊邊緣裁至推力頭邊緣，處理完成后，組合推力頭與鏡板，并在鏡板背面測(cè)量水平，水平度值如下表：

表2　水平度值表

從表中看出，數(shù)值嚴(yán)重超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。考慮到鏡板水平已嚴(yán)重超差，決定按規(guī)范要求先調(diào)鏡板靜態(tài)水平，后調(diào)重承重情況下的鏡板水平，逐步排除異常因素。將推力頭與鏡板分解后重新用三塊瓦調(diào)平，其余推力瓦用百分表監(jiān)視上升至鏡板位置，測(cè)量鏡板各位置均在0.02 mm/m以內(nèi)，并且測(cè)量出推力瓦支架至鏡板工作面的垂直距離。推力頭與鏡板連接后，落下轉(zhuǎn)子，檢查水導(dǎo)軸承自由后復(fù)測(cè)鏡板背面水平如下：

表3　鏡板背面水平值

同時(shí)，測(cè)量鏡板工作面與瓦架對(duì)應(yīng)點(diǎn)距離。鏡板垂距在承重與非承重下數(shù)值偏差如下表：

表4　數(shù)值偏差表

由表中可以看出，鏡板在承重后高差變化較大，初步判斷支柱螺栓部位或鏡板存在不正常現(xiàn)象，考慮到油槽內(nèi)出現(xiàn)半圓形金屬絲，決定對(duì)推力瓦支承部分進(jìn)行詳細(xì)檢查。

推力軸承檢查情況：推力瓦面正常，氟塑料層正常，未見時(shí)顯異常，但瓦背面與托盤接觸部分有明顯磨槽，且厚薄不均，證明托盤與瓦面應(yīng)存在旋轉(zhuǎn)方向的位置變動(dòng)。拆卸托盤時(shí)發(fā)現(xiàn)支柱螺栓(項(xiàng)6)與托盤槽大部分已卡死，須用較大的力量才能撬出，而托盤邊緣有明顯的毛刺，之前在附近發(fā)現(xiàn)的金屬絲確認(rèn)為托盤孔邊緣擠出所致。支柱螺栓用手旋轉(zhuǎn)靈活，配合間隙基本一致。如圖所示

進(jìn)一步檢查托盤(項(xiàng)4)與鉻鋼墊(項(xiàng)5)全部卡死，鉻鋼墊表面磨損正常。將鉻鋼墊取出后打磨托盤槽及表面高點(diǎn)，直至鉻鋼墊在托盤槽內(nèi)能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，配裝支柱螺栓與托盤，支柱螺栓旋轉(zhuǎn)時(shí)托盤不會(huì)蹩轉(zhuǎn)，推力瓦背面進(jìn)行高點(diǎn)處理合格，全部回裝后用扳手扳動(dòng)支柱螺栓時(shí)托盤無相對(duì)位移。推力頭絕緣墊拆出后檢查局部有破損現(xiàn)象，表面分布不均的電蝕黑點(diǎn)，鑒于搶修性質(zhì)，暫不更換絕緣墊。推力瓦回裝后按之前高程重新用三塊推力瓦調(diào)平鏡板，全部推力瓦調(diào)平后組合推力頭，落下轉(zhuǎn)子后檢查鏡板背面水平度，與表三基本一致。測(cè)量鏡板其余位置水平，數(shù)據(jù)均無規(guī)律，查閱

1.推力頭；2.鏡板；3.推力瓦；4.托盤；5.鉻鋼墊；6.支柱螺栓；7.擋油圈；8.上機(jī)架圖1　寧朗水電站推力軸承

相關(guān)書籍，懷疑鏡板受力后變形嚴(yán)重。為校核鏡板變形情況，拆除推力頭與鏡板螺栓，頂起轉(zhuǎn)子重測(cè)鏡板背面水平度，數(shù)據(jù)與靜態(tài)調(diào)整時(shí)一致，驗(yàn)證鏡板確系變形。

4用旋轉(zhuǎn)法測(cè)鏡板水平

按照以往機(jī)組安裝經(jīng)驗(yàn)，鏡板調(diào)平后承重情況下水平僅偏差每米幾道，現(xiàn)場(chǎng)需盤車來驗(yàn)證鏡板旋轉(zhuǎn)水平，搶修期間因時(shí)間關(guān)系不便將聯(lián)軸法蘭解開，盤車時(shí)水平偏差和軸線擺度雙重作用可能會(huì)造成機(jī)組無法實(shí)現(xiàn)整圈盤車。如可行能實(shí)現(xiàn)機(jī)組的整圈盤車呢？

常規(guī)方法盤車需將主軸推至轉(zhuǎn)輪中心，再每點(diǎn)停車檢驗(yàn)主軸狀態(tài)，如果在停點(diǎn)過程發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)輪有靠碰，可否將機(jī)組平移，并且記錄下機(jī)組在鏡板的平移值，保證機(jī)組在每個(gè)測(cè)量點(diǎn)自由，那么測(cè)得的鏡板水平就是真實(shí)的！同時(shí)，也可以找出水導(dǎo)處的最大全擺度和最大點(diǎn)方向！

用推中心和旋轉(zhuǎn)法開始測(cè)量水平，重組停一點(diǎn)時(shí)水導(dǎo)處推軸，不自由時(shí)則推中心，一圈后測(cè)量出鏡板水平為：

同時(shí)測(cè)量出水導(dǎo)處最大全擺度1.1 mm，最大點(diǎn)在4、5點(diǎn)之間，按照擺度曲線調(diào)整瓦隙原理將4、5盤車點(diǎn)之間間隙按總隙2 mm調(diào)整轉(zhuǎn)輪中心，使4、5點(diǎn)間隙偏小至0.4 mm.。并且按旋轉(zhuǎn)法水平計(jì)算出最大水平度調(diào)整支柱螺栓，再次進(jìn)行盤車。

本圈盤車正常，旋轉(zhuǎn)一圈均未出現(xiàn)轉(zhuǎn)輪不自由現(xiàn)象，鏡板水平讀數(shù)如下：

圖2　第一次旋轉(zhuǎn)法測(cè)得的鏡板水平(單位：mm/m)

圖3　調(diào)整后的最終鏡板水平

部位全擺度1-52-63-74-8上導(dǎo)-1121下導(dǎo)-35-34-2028水導(dǎo)-67-59-1277下導(dǎo)-上導(dǎo)-34-35-2227水導(dǎo)-上導(dǎo)-66-60-1476

根據(jù)凈全擺度計(jì)算，在推力頭與鏡板間加墊，最大加墊厚度δ= 水導(dǎo)全擺度×推力頭直徑2/水導(dǎo)至鏡板距離=0.76×1.66/2/8.17=0.07 mm。鏡板直徑1 660 mm，分8區(qū)加墊，按0.01 mm遞減。加墊后盤車數(shù)據(jù)合格，水導(dǎo)最大全擺度0.20 mm。

回裝后各軸承瓦隙按擺度曲線調(diào)整，開機(jī)后瓦溫正常，擺度見下表：

表6　調(diào)整后的瓦溫表

5結(jié)語(yǔ)

機(jī)組運(yùn)行過程突發(fā)事故，為了盡快恢復(fù)機(jī)組正常發(fā)電，往往需要采取非常規(guī)手段進(jìn)行鏡板水平和軸線的調(diào)整。如果機(jī)組運(yùn)行過程中軸線發(fā)生變化，可能會(huì)造成搶修過程無法盤車。實(shí)踐證明，鏡板背面水平變形大造成測(cè)量出的水平值與實(shí)際值差別大，往往令處理人員無從下手。采取推中心和旋轉(zhuǎn)法相結(jié)合的方法 ，可以精確地判斷出鏡板工作面的水平度狀態(tài)，并且解決因水導(dǎo)擺度過大造成轉(zhuǎn)輪擦碰使鏡板水平值無法判斷的情況。因此，旋轉(zhuǎn)法測(cè)量出的數(shù)據(jù)可以作為鏡板水平精調(diào)的依據(jù)，只要主軸處于自由狀態(tài)，推中心前后在推力頭頂部測(cè)量出的相對(duì)水平值基本沒有變化，故而，在機(jī)組搶修時(shí)完全可以應(yīng)用此方法快速找出鏡板的真實(shí)水平值，為機(jī)組檢修的下一步提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

(責(zé)任編輯：卓政昌)

謝建國(guó)(1974-)，男，工程師，現(xiàn)于華電四川寶珠寺水力發(fā)電廠從事水電廠機(jī)械檢修、生產(chǎn)技術(shù)管理工作.

作者簡(jiǎn)介:

文章編號(hào):1001-2184(2016)02-0108-04

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

中圖分類號(hào):TV7；U464.133+.4

收稿日期:2016-03-02