理縣電站1號機組軸線調整

沙 列 爾

(金沙水電站,四川 攀枝花 617000)

1 概 況

理縣水電站位于阿壩州理縣境內岷江支流雜谷腦河的中下游河段上，是雜谷腦河流域梯級水電站的第四級，為一低閘引水逕流式電站。上游與紅葉二級電站相接，下游與已建成的甘堡電站大壩相接。裝機三臺，單機容量為1.1萬kW， 總容量3.3萬kW 。水輪機型號HLD85—LJ—145，轉輪直徑1.45 m，最大水頭出力1.05 MW，額定流量 14.45 m3/s，額定轉速428.57 r/min，飛逸轉速91 r/min。蝸殼型式為金屬蝸殼，旋轉方向為俯視順時針，發電機型號為SF11-14/3250，額定容量/功率為11 MW，額定電壓為10.5 kV，額定電流為711.6 A，額定功率因數為0.85，額定轉速為428.57 r/min，飛逸中中轉速791 r/min。

2 軸線擺度的調整原理

通過盤車測出上導、下導、法蘭和水導處的擺度值，各擺度都滿足規范要求則無需對軸線進行調整。若有一處或多處測點擺度超出規范，則需對法蘭組合面或絕緣墊進行刮削等處理，直到各擺度都符合要求為止。水輪發電機盤車相對擺度允許范圍值如表1所示。

特別注意，發電機轉速在250～600 r/min之間時，任何情況下水導的全擺度都不能夠大于0.25 mm。

表1 水輪發電機擺度允許范圍值

3 處理方法

3.1 盤車方式

盤車就是用人為的方法使機組的轉動部分慢慢旋轉，再利用百分表測量其擺度值。轉動部分的旋轉一般可以通過三種方式實現：

(1)人力盤車，利用人力直接推動旋轉部分旋轉，該方法適用于小型機組；

(2)機械盤車，利用廠內橋機起重機作動力，通過一套鋼絲繩和滑輪組來拖動旋轉部分；

(3)電動盤車，在定子、轉子繞組中通電，產生電磁力來拖動旋轉部分。

3.2 盤車前準備工作

(1)在上導、下導、法蘭盤和水導處，按逆時針方向分成八等分并順序編號，上、下號數要豎直對齊。

(2)調整推力瓦受力，使鏡板處于水平狀態，推力瓦面應涂潔凈豬油作為潤滑劑。

(3)安裝推力頭附近的導軸瓦，以控制主軸徑向位移。瓦背支柱螺栓要擰緊，以盤車過程中主軸位移量在0.02～0.03 mm之間為宜。瓦面可滴入透平油作潤滑劑。

(4)清掃轉動部件上的雜物，檢查所有轉動部分與固定部分的間隙，應絕對無雜物卡阻及刮碰。

(5)在上導、下導、法蘭盤和水導處，按X、Y方向各設2只百分表，作為測量擺度值和相互校核之用。百分表測桿應留有足夠的預壓縮量，大針調零位。

(6)在水導處推動主軸，若表針擺動，則證明主軸處于自由狀態，否則，應查明原因，是否有刮碰卡阻之處。

上述準備工作完畢之后，各百分表派專人監護記錄，在統一指揮下，使主軸接機組轉動方向慢慢旋轉，并且準確停止在各等分線測點上。然后推動主軸，驗證主軸是否處于自由懸垂狀態，并通知各監表人記錄。如此逐一測出八點的讀數。

3.3 擺度值的測量

根據現場情況通過人工盤車的方式測出主軸各位置的擺度值。在主軸頂端安裝了盤車裝置，利用杠桿人工力量推，從而帶動主軸旋轉。

推力頭底部直徑為1.02 m，下導測點至推力頭底部垂直距離為3.5 m，水導測點至推力頭底部直距離為7.8 m。

表2 測得各部位數據 單位：0.01 mm

根據表2可以看出，水導處的X表所測3—7方向擺度值-0.257 mm，4—8方向擺度值-0.26 mm，其相對擺度滿足規范要求、全擺度大于0.25 mm不滿足規范要求。需要先對推力頭與鏡板間的絕緣墊進行刮削來調整各擺度值。

3.4 磨削的最大方位及刮削量的計算

(1)實際最大凈擺度按下述方法計算

式中β為實際最大傾斜方向與計算中的最大傾方向的夾角；T1為計算出的最大凈擺度；T2為計算出的次最大凈擺度；T為實際最大凈擺度

(2)絕緣墊刮削量的計算

絕緣墊的刮削量算公式如下：

式中δ為絕緣墊上的軸線傾斜方向上的最大磨削量；D為推力頭的直徑；φba為軸線傾斜方向上的最大凈擺度；L1為上導處百分表與水導處百分表的軸長是7.8°

3.5 絕緣墊的刮削量

根據盤車數據分析，可以對推力頭與鏡板間的絕緣墊進行處理來減小水導處的擺度值。表2數據和公式可以計算出絕緣墊的刮削量，最大刮削量為0.017 mm，方位為軸號8號偏7號8°，絕緣墊均勻分為4各區域，依次根據分區過度，在實際刮削過程中，因為絕緣墊的刮削量較小，同時對水導處的擺度變化非常靈敏，所以刮削過程中不能夠操之過急，以防超出刮削量。一定要保守操作，一人操作最好，有利于控制刮削量，保持統一性，也保證擺度仍在規定范之內。

圖1 絕緣墊分區的刮削量

3.6 刮削的工藝步驟

(1)將盤車編號從推力頭上對應引至絕緣墊，并做好記錄及相對位置記號。

(2)先用制動器將轉子頂起制動器加鎖錠，使轉子重量轉移到制動器上。頂起高度一般控制在10～15 mm左右，同時監視會影響起升的部件間隙是否滿足。

(3)拆卸推力頭與鏡板的組合螺栓，再對稱均勻落下鏡板。

(4)抽出絕緣墊，在按絕緣墊應刮削的最大點方向作一中心線，按此中心線等分刮削區(根據表二數據可分為4個區，因刮削量較少，使用只分4個區。從理論上講，分區越細，刮削越精準)，如圖1。在絕緣墊刮削面用記號筆均勻涂抹一層，在用砂紙手工研磨涂抹記號，研磨完成后用0-50外徑千分尺效核絕緣墊厚度，一般研磨一層涂抹層的厚度在0.008～0.01 mm，然后按照分區刮削要求進行研磨，至到所有分區全部研磨完成。最后0.005 mm區一般不進行大面積處理，只對局部高點進行研磨處理，用平尺研磨平面，此時在該平面會出現一些亮點，這些亮點則屬于局部高點。

最后用酒精和白布將絕緣墊清洗干凈，在清洗過程嚴禁將記號檫掉，清洗完成后將絕緣墊按原位置裝上，放入時不得混入灰塵、鐵屑、組合面相互重疊等。

由表3可以看出，水導處的相對擺度、全擺度大于0.25 mm滿足規范要求。如果盤車檢查擺度數據不合格，按照以上工藝重復處理，直到擺度合格為止。

圖2 水導處擺度曲線

通過處理理縣電站1號機組軸線使其水導處最大擺度從0.44 mm降低至0.15 mm，試運行后，機組各軸承瓦溫比修前平均降低3度，擺度、振動均滿足規范所要求。

4 結 語

用盤車的方法測定水輪發電機組主軸擺度和調整軸線的工作，一般分兩步進行，即先對發電機進行單獨盤車，測量調整合格后，再組合水輪機聯軸進行機組整體盤車測量并進行調整。消除擺度過大的方法分別有刮削推力頭卡環、刮削推力頭與鏡板之間的對開絕緣墊板以及主軸法蘭盤的組合平面等，同時也可以在推力頭下或法蘭盤結合面間加設金屬薄墊片調整。如采用加墊片不易太厚，也就是說當擺度值較大時，最好采取修刮的方法來處理。刮削絕緣墊的過程中，所刮削平面應盡可能少的出現局部高點，控制加工誤差，否則各擺度值將無法精確調整。

表3 處理絕緣墊后的盤車數據 單位： 0.01 mm