東武仕水電站增效擴(kuò)容改造工程機(jī)組安裝中出現(xiàn)的問(wèn)題及處理

孔虎泰

(東武仕水電站，河北 邯鄲 056000)

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東武仕水電站增效擴(kuò)容改造工程機(jī)組安裝中出現(xiàn)的問(wèn)題及處理

孔虎泰

(東武仕水電站，河北 邯鄲 056000)

摘要：在增效擴(kuò)容項(xiàng)目機(jī)電設(shè)備改造中，把握新舊設(shè)備的良好銜接，準(zhǔn)確就位，切實(shí)達(dá)到更新改造的目的是一個(gè)重要的問(wèn)題。因此，在舊設(shè)備拆除前要對(duì)所有相關(guān)的設(shè)備做好詳細(xì)的測(cè)量記錄，給新設(shè)備的設(shè)計(jì)提供一個(gè)完整的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)單，確保新設(shè)備能夠與舊設(shè)備良好的銜接，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，滿(mǎn)足正常運(yùn)行要求。圖3幅。

關(guān)鍵詞：水電站；增效擴(kuò)容；機(jī)組安裝；發(fā)電機(jī)軸；銜接；安裝位置

1電站概況

東武仕水庫(kù)位于河北省磁縣縣城以西約7 km的東武仕村，子牙河系滏陽(yáng)河干流上游，控制流域面積340 km2，總庫(kù)容1.615 億m3，是1座以防洪和城市工業(yè)供水為主，兼顧灌溉、發(fā)電、養(yǎng)殖、旅游等綜合利用的大(2)型水利樞紐工程。東武仕水電站是東武仕水庫(kù)水利樞紐工程的一個(gè)組成部分，屬壩后式電站，于1971年開(kāi)始建設(shè)，1975年正式發(fā)電，裝機(jī)容量2×3 200 kW，設(shè)計(jì)水頭28.9 m，設(shè)計(jì)發(fā)電流量25.2 m3/s，水輪機(jī)型號(hào)HL123—LJ—140，懸吊式機(jī)組。

2014年電站進(jìn)行了增效擴(kuò)容改造工程，本改造工程主要是對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行了更新改造，主機(jī)方面是發(fā)電機(jī)不變，水機(jī)是在不改變?cè)潭ú考闆r下對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部件進(jìn)行了更新(即除蝸殼、座環(huán)等在混凝土中的固定部件沒(méi)變外，其余轉(zhuǎn)動(dòng)部件都進(jìn)行了改造)。

2機(jī)組安裝過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題

按照監(jiān)理批準(zhǔn)的安裝步驟和要求，在機(jī)組的上下中心全部找正后，開(kāi)始回裝機(jī)組。當(dāng)安裝進(jìn)行到安裝發(fā)電機(jī)部分時(shí)， 2號(hào)機(jī)組的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子裝上推力頭后，將轉(zhuǎn)子從制動(dòng)風(fēng)閘上降到推力瓦上時(shí)，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)軸和水輪機(jī)軸之間的間隙偏大。于是查閱圖紙并對(duì)兩軸間隙和轉(zhuǎn)輪動(dòng)靜密封環(huán)的相對(duì)位置進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩軸間隙偏大了7 mm(即現(xiàn)在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子按原位置就位，水輪機(jī)按圖紙就位，此時(shí)發(fā)電機(jī)軸應(yīng)和水輪機(jī)軸緊密接觸，但現(xiàn)在是兩軸有7 mm間隙)。由于發(fā)電機(jī)部分未改造，若不加處理就進(jìn)行安裝，將會(huì)把水輪機(jī)提起7 mm,這樣將使得轉(zhuǎn)動(dòng)密封環(huán)相對(duì)固定密封環(huán)提高7 mm,造成密封環(huán)不對(duì)應(yīng)，水的流態(tài)將劣變，效率降低；同時(shí)漏水量加大，而且導(dǎo)葉在開(kāi)的方向也增加了碰撞轉(zhuǎn)動(dòng)密封環(huán)的可能。

3查找原因

發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后就開(kāi)始查找原因，對(duì)安裝過(guò)程中各部件安裝位置進(jìn)行了復(fù)核。經(jīng)復(fù)核，水輪機(jī)部分都是新到貨的設(shè)備，數(shù)據(jù)與圖紙相符，而且安裝位置復(fù)核也符合圖紙要求，故水輪機(jī)部分安裝沒(méi)問(wèn)題。發(fā)電機(jī)部分是原設(shè)備，安裝過(guò)程只是按照原來(lái)位置裝回即可；定子沒(méi)換且找正時(shí)略微偏移一下，高程不會(huì)變，上機(jī)架沒(méi)換高程也不變，安裝中只是在裝上鏡板找水平時(shí)對(duì)抗重螺栓進(jìn)行了調(diào)整；但這樣的調(diào)整最多不會(huì)超過(guò)0.5 mm，與7 mm相差懸殊，故不是調(diào)整抗重螺栓造成的，也就是說(shuō)發(fā)電機(jī)部分安裝沒(méi)有問(wèn)題。只好將原發(fā)電機(jī)圖紙找出，核對(duì)圖紙和設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)是否相符，結(jié)果發(fā)現(xiàn)原發(fā)電機(jī)軸與推力頭相對(duì)應(yīng)部分的實(shí)際長(zhǎng)度是283 mm，而原圖紙上所示是290 mm，即發(fā)電機(jī)軸長(zhǎng)度短7 mm，也就是說(shuō)原機(jī)組推力頭在軸向安裝實(shí)際位置比圖紙所示位置偏高7 mm。

4新舊水輪機(jī)部分對(duì)比分析

從圖1可以看出轉(zhuǎn)輪下靜密封環(huán)和底環(huán)是分體的(見(jiàn)圖1)，下密封環(huán)在底環(huán)的下部，即使轉(zhuǎn)輪安裝位置偏高7 mm，無(wú)論什么工況下，底環(huán)上的導(dǎo)葉也是不可能碰撞到轉(zhuǎn)輪下動(dòng)密封環(huán)，只是運(yùn)行中密封效果不好，漏水量加大，效率降低。

圖1原水輪機(jī)總裝圖局部示意

從圖2可看出改造后轉(zhuǎn)輪的下靜密封環(huán)與底環(huán)是一體的(見(jiàn)圖2)，即下靜密封環(huán)直接鑲嵌在底環(huán)上，相對(duì)原下靜密封環(huán)軸向位置抬高了，但同時(shí)轉(zhuǎn)輪的下動(dòng)密封環(huán)處相應(yīng)提高了；若此時(shí)新轉(zhuǎn)輪安裝位置偏高，則在特殊運(yùn)行工況下可能使導(dǎo)葉碰撞到轉(zhuǎn)輪下動(dòng)密封環(huán)，同時(shí)還引起漏水量加大，效率降低，運(yùn)行不穩(wěn)定。

圖2改造后的水輪機(jī)總裝圖局部示意

5方案比選

由上可知，發(fā)電機(jī)軸必須要想辦法降低7 mm。因此考慮到定轉(zhuǎn)子之間相對(duì)高差，因?yàn)檗D(zhuǎn)子和軸沒(méi)變動(dòng)，是原機(jī)組裝配好一體的，降發(fā)電機(jī)軸則同時(shí)轉(zhuǎn)子也一同下降；于是又實(shí)測(cè)了定轉(zhuǎn)子之間相對(duì)高差，結(jié)果是現(xiàn)位置轉(zhuǎn)子比定子相對(duì)高4 mm，正好符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定 “不超過(guò)定子鐵芯有效長(zhǎng)度的±0.15%，但最大不超過(guò)±4 mm” 的要求，而現(xiàn)在需要下降7 mm；也就是說(shuō)降低后轉(zhuǎn)子比定子相對(duì)低3 mm，也符合規(guī)范要求。

從圖3可看出(見(jiàn)圖3)，要想調(diào)整軸的上下位移有2種方案：一是調(diào)整抗重螺栓降低7 mm，使推力瓦、鏡板、推力頭、軸整體下降，達(dá)到安裝要求；二是推力瓦架下平面整體車(chē)去7 mm，也可達(dá)到安裝要求。

圖3原發(fā)電機(jī)部分中上導(dǎo)推力軸承局部示意

第1種方案，降低抗重螺栓。據(jù)圖可知，調(diào)整抗重螺栓后，推力瓦的導(dǎo)向槽高度不滿(mǎn)足要求，需要將8塊推力瓦內(nèi)圓上的導(dǎo)向槽對(duì)應(yīng)位置車(chē)去7 mm(否則推力瓦將無(wú)法水平)；同時(shí)將上導(dǎo)及下導(dǎo)油盆的內(nèi)擋油筒和溢油管同時(shí)車(chē)去7 mm,使內(nèi)擋油筒的高度與推力頭(或軸領(lǐng))高度相對(duì)應(yīng)。

第2種方案，推力瓦架下平面整體車(chē)去7 mm。只需要將上導(dǎo)及下導(dǎo)油盆的內(nèi)擋油筒和溢油管同時(shí)車(chē)去7 mm,使內(nèi)擋油筒的高度與推力頭(或軸領(lǐng))高度相對(duì)應(yīng)。

通過(guò)對(duì)以上2種方案的比較，可知第1種方案操作費(fèi)時(shí)費(fèi)工相對(duì)麻煩，而且上導(dǎo)徑向瓦將與鏡板發(fā)生軸向7 mm位移，故采用第2種方案。

6結(jié)論及提示

按照第2種方案進(jìn)行了加工，最終回裝時(shí)聯(lián)軸安裝，機(jī)組軸向各種靜態(tài)數(shù)據(jù)達(dá)到規(guī)范要求，經(jīng)整體盤(pán)車(chē)各項(xiàng)參數(shù)均符合要求。經(jīng)試運(yùn)行，各項(xiàng)動(dòng)態(tài)參數(shù)均滿(mǎn)足要求，增效擴(kuò)容改造工程取得良好效果。這次安裝過(guò)程最大的體會(huì)是安裝單位在工作中不但要把好新到貨設(shè)備的關(guān)，即復(fù)核到貨設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)與圖紙的符合情況，還要注意這種改造工程中需要新舊設(shè)備相聯(lián)系部分的確切數(shù)據(jù)，而不是只參考原有設(shè)備的圖紙來(lái)指導(dǎo)工作，避免原有設(shè)備與原圖紙不符的情況出現(xiàn)，造成施工中依據(jù)錯(cuò)誤，出現(xiàn)不必要的麻煩。

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責(zé)任編輯吳昊

作者簡(jiǎn)介：孔虎泰(1973-)，男，高級(jí)工程師，主要從事水電站運(yùn)行與管理工作。

收稿日期：2016-01-05

E_mail：13784014563@163.com