光照水電站機(jī)組盤車特點(diǎn)分析

劉衛(wèi)華

（中工武漢大學(xué)設(shè)計(jì)研究有限公司，武漢 430071）

1 概 述

貴州光照水電站位于北盤江中游，電站安裝4臺立軸混流半傘式三相、密閉自循環(huán)空冷同步發(fā)電機(jī)組，型號為SF260-32／10540，由天津阿爾斯通水電設(shè)備有限公司制造。機(jī)組具體參數(shù)見表1。

表1 機(jī)組技術(shù)參數(shù)表

2 盤車方式選擇

盤車是立式水輪機(jī)組安裝和檢修中的重要步驟之一，目的是對發(fā)電機(jī)組的軸線進(jìn)行測量和調(diào)整，以使安裝工藝達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，盤車質(zhì)量是機(jī)組安全運(yùn)行的重要保證。光照電站原本設(shè)計(jì)有傳統(tǒng)機(jī)械盤車的盤車工具，考慮到該站無推力軸承高壓油頂起減載裝置，傳統(tǒng)機(jī)械盤車（橋機(jī)盤車）勞動強(qiáng)度大，盤車時間較長，影響其工作面正常工作等因素，最終采用了電驅(qū)動自動盤車方式。電驅(qū)動自動盤車有安裝施工方便、可多次重復(fù)操作、旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)、停點(diǎn)準(zhǔn)確，有利于盤車的連續(xù)進(jìn)行，可大大提高其勞動效率等優(yōu)點(diǎn)，最近幾年逐漸得到廣泛應(yīng)用，如百色水利樞紐、恰甫其海等水電站都成功采用了這種方式。

3 軸系結(jié)構(gòu)

光照水電站水輪發(fā)電機(jī)組為立軸半傘式三段軸結(jié)構(gòu)，機(jī)組各部軸承從下到上分別裝設(shè)有水導(dǎo)軸承、下導(dǎo)軸承、推力軸承和上導(dǎo)軸承。機(jī)組大軸導(dǎo)軸承均為油浸分塊自調(diào)式巴氏合金瓦，其中上導(dǎo)軸瓦8

、、

、

，力軸承為金屬塑料瓦，彈性油箱支撐結(jié)構(gòu)。水輪發(fā)電機(jī)軸系結(jié)構(gòu)見表2。

表2 軸系結(jié)構(gòu)參數(shù)表

4 盤車裝置安裝

光照電站的電動自動盤車裝置是由電動機(jī)驅(qū)動的機(jī)械盤車裝置，主要由機(jī)架、6臺驅(qū)動電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、聯(lián)軸機(jī)構(gòu)組成。

（1）發(fā)電機(jī)組上端軸、上機(jī)架及各部安裝完成后，在發(fā)電機(jī)集電環(huán)安裝之前將盤車裝置的聯(lián)軸機(jī)構(gòu)安裝在發(fā)電機(jī)上端軸上面。

（2）機(jī)架通過焊接方式固定在發(fā)電機(jī)上機(jī)架支臂上，6臺電機(jī)利用螺栓聯(lián)接固定在盤車裝置機(jī)架上提供動力，減速機(jī)構(gòu)通過大齒輪減速增矩后與聯(lián)軸機(jī)構(gòu)通過一對力偶傳遞力矩帶動機(jī)組軸系緩慢轉(zhuǎn)動。

5 盤車試驗(yàn)

光照電站機(jī)組采用的是剛性整體盤車，即在盤車過程中只抱下導(dǎo)瓦，而不抱上導(dǎo)瓦和水導(dǎo)瓦，使大軸處于自由狀態(tài)下盤車的方式。這種盤車方式可以避免因軸系折線擺度過大而導(dǎo)致盤車?yán)щy的可能性，同時便于數(shù)據(jù)分析計(jì)算。

5.1 確定和調(diào)整旋轉(zhuǎn)中心

測量固定止漏環(huán)與轉(zhuǎn)輪間隙或發(fā)電機(jī)組空氣間隙校核機(jī)組中心是否與機(jī)組旋轉(zhuǎn)中心重合。對于光照水電站4＃機(jī)組，考慮到轉(zhuǎn)輪與固定止漏環(huán)實(shí)際間隙小于設(shè)計(jì)值（最小1.67 mm設(shè)計(jì)間隙為2.3～2.68mm），實(shí)際盤車過程中以水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪與固定止漏環(huán)實(shí)際間隙作為確定旋轉(zhuǎn)中心的檢查標(biāo)準(zhǔn)，在未滿足間隙均勻的情況下，通過徑向頂推轉(zhuǎn)子的辦法調(diào)整間隙均勻。調(diào)整完畢后，以0.02mm的間隙抱6塊下導(dǎo)瓦。

5.2 盤車檢查軸線擺度

盤車檢查機(jī)組旋轉(zhuǎn)中心是否與軸線中心重合，其目的就是檢查機(jī)組軸線是否存在偏心，折線等對機(jī)組運(yùn)行造成危害的因素，并通過人工處理有關(guān)組合面、平移大軸等方法進(jìn)行校正。

（1）在上導(dǎo)、下導(dǎo)、水導(dǎo)、鏡板和水發(fā)大軸兩個聯(lián)接法蘭處外圓均分8個測量點(diǎn)，以＋X方向測量點(diǎn)為“1”號點(diǎn)，按與發(fā)電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)動方向相反的方向分別對8個測量點(diǎn)編號（見圖1）。

圖1 盤車測點(diǎn)布置圖

（2）在盤車之前利用高壓油泵通過制動器將轉(zhuǎn)子頂起4mm，在鏡板和推力瓦上均勻的涂抹純豬油，然后將轉(zhuǎn)子復(fù)歸落在推力瓦上。

（3）在機(jī)組上導(dǎo)、下導(dǎo)、水導(dǎo)、鏡板和水發(fā)大軸兩個聯(lián)接法蘭＋X、＋Y方向各裝設(shè)一只百分表，用于監(jiān)控盤車狀態(tài)并讀取各部位絕對擺度。

（4）啟動盤車工具，每轉(zhuǎn)動到一個測量點(diǎn)，停止旋轉(zhuǎn)，記錄百分表的讀數(shù)。因?yàn)闄C(jī)組首次進(jìn)入轉(zhuǎn)動狀態(tài)，容易受到各種外加力的干擾，再加上盤車工具與機(jī)組有一個磨合過程，機(jī)組第一次盤車時的數(shù)據(jù)往往并不能反映機(jī)組軸線的真實(shí)情況，尤其是與盤車工具距離最近的上導(dǎo)讀數(shù)偏差太大（見表3），不能作為盤車數(shù)據(jù)分析的依據(jù)，盤車進(jìn)入第二圈以后的數(shù)據(jù)才可以用于數(shù)據(jù)分析。

表3 以下導(dǎo)為基準(zhǔn)盤車擺度數(shù)據(jù)匯總表（4＃機(jī)）Y方向單位：0.01mm

該站3＃機(jī)組前幾次盤車時，發(fā)現(xiàn)百分表指針擺動輻值偏大，最大擺動輻值1.5 mm，不利于觀測人員監(jiān)控盤車擺度變化情況。經(jīng)查找原因后，發(fā)現(xiàn)問題出在盤車工具的傳動方式上。盤車工具是靠大齒輪內(nèi)圓對稱方向上的兩個凹槽與聯(lián)軸部分的兩個凸鍵組成鍵槽配合傳遞力矩，但是這種鍵槽配合存在著10mm的間隙，在盤車工具轉(zhuǎn)動速度不可能達(dá)到完全勻速的情況下，因?yàn)殚g隙的存在，在速度快慢轉(zhuǎn)換之間對轉(zhuǎn)動慣量較大的機(jī)組形成反復(fù)的沖擊，從而造成了機(jī)組軸系的振動，使指針擺動幅度偏大。現(xiàn)場通過用木板填補(bǔ)鍵槽之間10mm間隙的辦法，后面幾次盤車進(jìn)行順利。

5.3 盤車數(shù)據(jù)分析

反復(fù)進(jìn)行了幾次盤車后，最終的盤車數(shù)據(jù)見表4，擺度曲線圖見圖2。經(jīng)在一定程度上限制了鏡板的軸向跳動，所以鏡板的軸向跳動量自然不會很大，但是表4的數(shù)據(jù)表明機(jī)組擺度特別是上導(dǎo)絕對擺度相對來說還是比較大。所以對于推力軸承是彈性支撐結(jié)構(gòu)，推力瓦是金屬塑料瓦的機(jī)組，如果采用剛性盤車，對其鏡板跳動量的監(jiān)測應(yīng)該說是沒有必要的，但作為檢驗(yàn)機(jī)組特別是推導(dǎo)軸承安裝質(zhì)量的一種手段，具有一定的參考價值。

表4 盤車擺度數(shù)據(jù)匯總表（3＃機(jī)）X方向單位：0.01mm

從圖2可以看到，上導(dǎo)和水導(dǎo)的擺度曲線接近正弦曲線，由此可以判斷盤車數(shù)據(jù)真實(shí)有效。根據(jù)國標(biāo)對于轉(zhuǎn)速≤250r／min機(jī)組盤車的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：上導(dǎo)相對擺度≤0.03 mm／m，法蘭相對擺度≤0.03 mm／m，水導(dǎo)相對擺度≤0.05mm／m，水導(dǎo)處的絕對擺度≤0.35mm。對盤車數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：

φ1、φ3、φ4、φ5分別為上導(dǎo)、上法蘭、下法蘭和水導(dǎo)的絕對擺度；L1、L3、L4、L5分別為上導(dǎo)、上法蘭、下法蘭和水導(dǎo)到鏡板的距離。

從計(jì)算結(jié)果可以看出各部擺度均沒有超過國家標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)組的軸系中心能夠基本與機(jī)組旋轉(zhuǎn)中心、機(jī)組中心一致，可以滿足機(jī)組運(yùn)行的要求。

圖2 擺度曲線圖

雖然在盤車過程中，對鏡板的軸向跳動量也進(jìn)行了監(jiān)測，但因?yàn)槭莿傂员P車，就不能像彈性盤車那樣以鏡板跳動量為判斷機(jī)組擺度大小的主要依據(jù)。剛性盤車需要將下導(dǎo)瓦的間隙調(diào)整為0.02～0.05 mm， 上導(dǎo)瓦和水導(dǎo)瓦則完全放開，這種方式本身已

6 結(jié) 語

光照水電站的機(jī)組盤車方式采用的是抱下導(dǎo)剛性整體盤車，而沒有采用抱上導(dǎo)和水導(dǎo)的彈性盤車方式，其目的就在于避免軸線擺度較大而導(dǎo)致彈性盤車無法進(jìn)行下去的可能性，從實(shí)際效果來看，盤車過程較為順利，盤車數(shù)據(jù)真實(shí)有效，為各部導(dǎo)瓦間隙的調(diào)整提供了可靠的依據(jù)。采用的盤車工具是近年來逐漸普遍使用的電驅(qū)動自動盤車裝置，在很大程度上提高了盤車的工作效率，節(jié)省了工期，為早日實(shí)現(xiàn)機(jī)組發(fā)電創(chuàng)造了條件，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。