三里坪水電站機(jī)組軸線調(diào)整

覃陸英

(葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

1 工程概況

三里坪水利水電樞紐位于湖北省房縣，電站主要建筑物由進(jìn)水口、引水隧洞、主廠房洞室群(含主副廠房、安裝場(chǎng)、母線洞)、尾水隧洞、尾水閘門(mén)井、尾水渠、交通洞、出線洞、廠外排水洞及地面開(kāi)關(guān)站等組成。電站裝機(jī)2臺(tái)轉(zhuǎn)輪直徑為2.2m的立軸金屬蝸殼混流式水輪發(fā)電機(jī)組，額定水頭87m，單機(jī)容量35MW，總裝機(jī)容量70MW。

地下電站洞室群順?biāo)飨蛞来闻帕杏兄鲝S房洞(含安裝場(chǎng)、副廠房)、母線洞。主廠房洞室尺寸70.20m×17.2m×45.0m(長(zhǎng)×寬×高)，分三段布置，安裝場(chǎng)段長(zhǎng)26.7m，主機(jī)段長(zhǎng)28.3m，副廠房段長(zhǎng)15.20m。主機(jī)段底高程286.67m，頂高程328.00m;安裝場(chǎng)及副廠房底高程299.00m，洞頂高程328.00m;機(jī)組安裝高程296.00m。與各主機(jī)段相連的母線洞，平面尺寸22m×5.2m×6.1m(長(zhǎng)×寬×高)，洞底高程306m，洞頂高程312m;其后的出線洞尺寸75m×5.2m×6.0m(長(zhǎng)×寬×高)，底板高程306m，洞頂高程312m。出線洞外連地面開(kāi)關(guān)站，內(nèi)與二母線洞末端相連，斷面尺寸5.2m×6m，進(jìn)口洞底高程為320.00m，與母線洞相交處洞底高程306.00m，洞長(zhǎng)75.00m。

地面開(kāi)關(guān)站設(shè)在李子溝大橋下游右岸公路旁，占地面積約3140m2，設(shè)有主變、進(jìn)出線構(gòu)架及兩層的框架結(jié)構(gòu)建筑物，建筑物內(nèi)布置有中控室、輔助室及通信室。中控室設(shè)在第二層，面積約為80m2，布置有電站監(jiān)控系統(tǒng)主控級(jí)設(shè)備和圖象監(jiān)控主控設(shè)備;輔助盤(pán)室內(nèi)布置有開(kāi)關(guān)站LCU盤(pán)、110kV線路保護(hù)盤(pán)、母線保護(hù)盤(pán)、故障錄波盤(pán)、安全穩(wěn)定裝置盤(pán)及其它輔助盤(pán)等。

2 軸線調(diào)整原理

2.1 軸線調(diào)整的條件

2.1.1 水輪機(jī)部分

(1)底環(huán)、導(dǎo)葉按照預(yù)裝過(guò)的正式安裝;

(2)將轉(zhuǎn)輪與水機(jī)大軸連接后吊裝至安裝位置;

(3)將頂蓋按照預(yù)裝的正式安裝;

(4)除水導(dǎo)軸承、主軸密封在軸線找正后才能正式安裝。

2.1.2 發(fā)電機(jī)部分

(1)下機(jī)架安裝完成，下機(jī)架基礎(chǔ)混凝土澆筑完成后，復(fù)測(cè)下機(jī)架各項(xiàng)安裝技術(shù)指標(biāo)符合規(guī)范要求;

(2)定子基礎(chǔ)板安裝混凝土澆筑完成后，復(fù)測(cè)技術(shù)指標(biāo)符合規(guī)范要求，安裝定子完成，相應(yīng)的指標(biāo)數(shù)據(jù)符合規(guī)范要求;

(3)轉(zhuǎn)子吊裝至安裝部位;

(4)上機(jī)架安裝完成，推力軸承等安裝完成并符合規(guī)范要求。

2.2 計(jì)算原理

2.2.1 機(jī)組軸線的全擺度、凈擺度計(jì)算(表1)

表1 計(jì)算機(jī)組軸線的全擺度、凈擺度

2.2.2 判斷軸線垂直度是否合格

由凈擺度中的發(fā)電機(jī)軸凈擺度φba和整機(jī)軸線最大凈擺度φca來(lái)確定，由絕對(duì)最大凈擺度計(jì)算出最大相對(duì)凈擺度，如果合格，就不必再盤(pán)車(chē);如果不合格，就需再盤(pán)車(chē)。

2.2.3 判定軸線的傾斜與彎折

判定軸線的傾斜與彎折情況，并用圖標(biāo)注。2.2.4 軸線處理時(shí)的最大磨削量計(jì)算(大小)

(1)發(fā)電機(jī)軸線糾正時(shí)，絕緣墊的最大磨削量由下式計(jì)算:

式中:δ——絕緣墊上的軸線傾斜方向上的最大磨削量;

D——推力頭的直徑;

φba——軸線傾斜方向上的最大凈擺度;

L1——上導(dǎo)處百分表與法蘭處百分表的軸長(zhǎng)。

(2)水輪機(jī)軸與發(fā)電機(jī)軸彎折較大，磨削水輪機(jī)法蘭面的最大磨削量按下式計(jì)算:

δ=dφcb/2L2

式中:δ——法蘭面上的最大磨削量;

d——法蘭面的直徑;

φcb——水導(dǎo)處的最大凈擺度;

L2——法蘭處和水導(dǎo)處百分表之間的軸長(zhǎng)。

2.2.5 軸線處理時(shí)磨削的最大方位

對(duì)于絕緣墊的處理，由計(jì)算出的凈擺度確定。

(1)當(dāng)計(jì)算出的四個(gè)凈擺度中，只有一個(gè)的絕對(duì)值最大，其它各值與它比較，相差大于3絲以上，則軸線的傾斜方位就是該凈擺度對(duì)應(yīng)的傾斜點(diǎn)，磨削時(shí)按該點(diǎn)進(jìn)行，并分區(qū)按比例磨削;

(2)當(dāng)計(jì)算出的四個(gè)凈擺度中，有一個(gè)的絕對(duì)值最大，但另有一個(gè)凈擺度與之相差小于2絲，則軸線的傾斜方位應(yīng)介于該兩個(gè)傾斜點(diǎn)之間，其實(shí)際最大凈擺度按下式計(jì)算:

式中:β——實(shí)際最大傾斜方向與計(jì)算中的最大傾方向的夾角;

T1——計(jì)算出的最大凈擺度;

T2——計(jì)算出的次最大凈擺度。

3 軸線調(diào)整

三理坪1#機(jī)軸線調(diào)整，盤(pán)車(chē)數(shù)據(jù)及全擺度、凈擺度數(shù)值見(jiàn)表2所示。

表2 三里坪1#機(jī)軸線全擺度、凈擺度計(jì)算

表3 三里坪1#機(jī)組重新盤(pán)車(chē)的全擺度、凈擺度計(jì)算

根據(jù)公式δ=Dφba/2L1，算出最大處理點(diǎn)為3點(diǎn)，處理厚度為0.067mm，將推力頭鎖片劃分10等份，以最大點(diǎn)遞減處理。處理好了按照程序安裝后重新盤(pán)車(chē)的數(shù)據(jù)調(diào)整(表3)。

根據(jù)公式算出最大的點(diǎn)處理厚度為0.005mm，根據(jù)曲線圖檢查符合要求，按照GB8564《水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范》要求檢查符合優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)，可以按照施工手冊(cè)要求的步驟進(jìn)行水輪發(fā)電機(jī)總裝。

4 結(jié)論

在機(jī)組實(shí)際情況中，機(jī)組軸線調(diào)整數(shù)據(jù)雖然達(dá)到了規(guī)范要求，但是在運(yùn)行過(guò)程中機(jī)組的振動(dòng)仍可能比較大，可能是由動(dòng)不平衡所引起，電磁及水力影響也或多或少地起作用，這是一種綜合性的因素。我們只有通過(guò)做動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，再通過(guò)計(jì)算出不平衡點(diǎn)加配重來(lái)解決。在這里不再詳細(xì)說(shuō)明。此種軸線盤(pán)車(chē)計(jì)算分析方法，在三理坪水電站機(jī)組軸線調(diào)整中，是除了刮削絕緣墊進(jìn)行處理外的另一種處理推力頭鎖片的方法。