自動(dòng)盤車裝置在三峽機(jī)組的應(yīng)用

龐子敬（青島正利電力裝備有限公司，山東 青島 266071）

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自動(dòng)盤車裝置在三峽機(jī)組的應(yīng)用

龐子敬
（青島正利電力裝備有限公司，山東 青島 266071）

摘要：自動(dòng)盤車裝置是靠彈性力偶驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子，在充分自由狀態(tài)實(shí)現(xiàn)水電機(jī)組軸系調(diào)整工藝的動(dòng)力裝備。它規(guī)范了水電機(jī)組軸系調(diào)整的驅(qū)動(dòng)工藝。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)盤車裝置；彈性力偶；充分自由狀態(tài)；水電機(jī)組軸系調(diào)整；驅(qū)動(dòng)工藝

1概述

舉世矚目的長江三峽水利樞紐安裝32臺(tái)70萬kW水輪發(fā)電機(jī)組，分別由德國伏伊特（VOITH）公司、美國通用電氣（GE）公司、德國西門子（SIEMENS）公司組成的VGS聯(lián)營體，法國阿爾斯通（ALSTOM）公司、瑞士ABB公司組成的ALSTOM聯(lián)營體，哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司和東方電機(jī)股份有限公司提供，按結(jié)構(gòu)形式可分為VGS型和ALSTOM型兩類，該系列機(jī)組集聚全球一流裝備技術(shù)。

然而，各制造商對于機(jī)組軸系調(diào)整的外力驅(qū)動(dòng)方式卻依然提供原始的驅(qū)動(dòng)工藝，在機(jī)電安裝過程中某機(jī)組軸系調(diào)整竟“投入30人參與驅(qū)動(dòng)、花費(fèi)60d直線工期”，人們亦曾嘗試采用卷揚(yáng)機(jī)牽引方式，雖說代替了部分人力，但仍沒有擺脫“轉(zhuǎn)速不均勻，停點(diǎn)不準(zhǔn)確、可控性差、操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，甚至反復(fù)無效的情況”和工作面混亂滋生隱患的局面。

2010年4月14日，長江電力確定引進(jìn)發(fā)明技術(shù)“自動(dòng)盤車裝置”（中國發(fā)明專利號(hào)：02135704.8）以擺脫傳統(tǒng)工藝的被動(dòng)局面。2010年11月18日，“自動(dòng)盤車裝置”首次在8號(hào)機(jī)（VGS）綜合性大修中應(yīng)用。其應(yīng)用特點(diǎn)如下：

（1）“解放”導(dǎo)瓦，革除強(qiáng)制約束，自動(dòng)盤車裝置整體置機(jī)組上機(jī)架中心體之上，兩者目測同心，裝置動(dòng)靜部分與機(jī)組動(dòng)靜部分分別剛性連接。

（2）現(xiàn)場取電380 V，0.37 kW×6。

（3）開啟壓力潤滑油泵。

（4）一人一鍵智能操縱，電流小于10A，重2373.9t的機(jī)組轉(zhuǎn)子平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。

（5）到停點(diǎn)，轉(zhuǎn)子便自行脫離裝置，機(jī)組定子與轉(zhuǎn)子間完全空氣間隙隔離，呈“軸向、徑向處于充分自由狀態(tài)”。

（6）現(xiàn)場井然有序，工作狀態(tài)安全文明，人員尊嚴(yán)體面。

（7）測得數(shù)據(jù)真實(shí)精確，一步調(diào)整到位，省人、省心、省時(shí)、省力。尤其一般用15 d直線工期的軸系調(diào)整工作縮為3 h實(shí)現(xiàn)，贏得從容工作和更多發(fā)電時(shí)間，博得現(xiàn)場人員的肯定與歡迎。

2傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)工藝及其弊端

水電機(jī)組軸系調(diào)整的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)工藝，一般指人力驅(qū)動(dòng)、吊車牽引驅(qū)動(dòng)兩類，存在諸多弊端。

（1）人力驅(qū)動(dòng)形式

1）抱緊導(dǎo)瓦，實(shí)施強(qiáng)制約束，約束愈強(qiáng)則反抗應(yīng)力愈大，驅(qū)動(dòng)力盲目，安全無保障。

2）驅(qū)動(dòng)不連續(xù)，轉(zhuǎn)子惰走失控。

3）干擾因素多，測數(shù)失真，反復(fù)無效勞動(dòng)拖長工期。

4）投入人力多，國內(nèi)某機(jī)組軸系調(diào)整最多投入80人參與驅(qū)動(dòng)。

5）將人員約束在有限的時(shí)間和空間里，重復(fù)簡單乏味勞動(dòng)，其形式、其內(nèi)容與現(xiàn)代文明相悖。

（2）吊車牽引驅(qū)動(dòng)形式

1）在現(xiàn)場附加由吊車、滑輪、纜繩、地錨、盤車柱組成的直線牽引力系，“力的作用點(diǎn)、力的大小和作用方向”盲目。

2）驅(qū)動(dòng)時(shí)抱緊導(dǎo)瓦實(shí)施強(qiáng)制約束，測數(shù)時(shí)松脫導(dǎo)瓦維持自由狀態(tài)，還要反復(fù)倒掛鋼纜維持切向牽引。

3）驅(qū)動(dòng)不連續(xù)，轉(zhuǎn)子惰走失控。

4）干擾因素多，誤差大，造成反復(fù)無效勞動(dòng)，拖長工期。

5）強(qiáng)制約束，盲目給力，強(qiáng)拉硬拽，強(qiáng)行通過，現(xiàn)場“危機(jī)四伏”。拉飛地錨、拉斷纜繩致人員傷亡事故，無不與此有關(guān)。

3自動(dòng)盤車裝置的基本特征

自動(dòng)盤車裝置是靠彈性力偶驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子，在充分自由狀態(tài)實(shí)現(xiàn)機(jī)組軸系調(diào)整工藝的動(dòng)力裝備。由彈性機(jī)構(gòu)、力偶機(jī)構(gòu)、減速機(jī)構(gòu)、聯(lián)軸機(jī)構(gòu)等組成。它配匹功率小、轉(zhuǎn)速勻、停點(diǎn)準(zhǔn)、軸向、徑向處于充分自由狀態(tài)，一鍵實(shí)現(xiàn)，效率高（見圖1、2）。

圖1三峽（VGS）機(jī)組配置　

圖2三峽（ALSTOM）機(jī)組配置

3.1思維路線

水電機(jī)組軸系調(diào)整工藝是靠外力驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，要求轉(zhuǎn)速勻、停點(diǎn)準(zhǔn)、軸向、徑向處于充分自由狀態(tài)，便于檢測軸向各截面的徑向擺度值，并調(diào)整至國家標(biāo)準(zhǔn)不大于0.02 mm/m。因此三峽機(jī)組“自動(dòng)盤車裝置”的研究必須放在“轉(zhuǎn)速勻、停點(diǎn)準(zhǔn)、軸向、徑向處于充分自由狀態(tài)，測數(shù)精確”的整體綜合思維中進(jìn)行，兼顧相互聯(lián)系。突出“力的作用點(diǎn)合理，力的大小額定，作用方向準(zhǔn)確”的特點(diǎn)，以對稱、力偶、增矩、杠桿、彈性為理論支持，將“轉(zhuǎn)速、停點(diǎn)、自由狀態(tài)”思維轉(zhuǎn)化為一鍵實(shí)現(xiàn)的智能形態(tài)，追求形式內(nèi)容和適用美觀的統(tǒng)一。

3.2配置原則

1）保持母體完整，避免“開口、打洞、動(dòng)手術(shù)”；

2）技術(shù)過渡充分、合理、有效；

3）配匹電源小，取電方便；

4）便于人員操作。

3.3工作原理及原始參數(shù)

3.3.1工作原理

一鍵通電后，電機(jī)經(jīng)減速機(jī)構(gòu)增矩，彈性機(jī)構(gòu)稀釋折線應(yīng)力；力偶機(jī)構(gòu)將彈性力偶矩傳遞給聯(lián)軸機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)機(jī)組轉(zhuǎn)子同心旋轉(zhuǎn)，到規(guī)定角度斷電后，聯(lián)軸機(jī)構(gòu)便自行脫離力偶機(jī)構(gòu)，呈現(xiàn)停點(diǎn)準(zhǔn)、轉(zhuǎn)子處充分自由狀態(tài)，同時(shí)過渡軸擴(kuò)大了人員工作空間。

3.3.2“VGS”類型機(jī)組原始參數(shù)及配置實(shí)施（見圖3）

a.機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件總重量2373.9 t；

b.平均摩擦半徑2.44 m；

c.推力軸承材質(zhì)為巴氏合金（壓力油強(qiáng)迫潤滑）；

d.理輪摩擦轉(zhuǎn)矩M=87kn·m；

e.發(fā)電機(jī)上端軸上平面Φ1090，20-M24；上機(jī)架中心體平面Φ4560，16-M16；

f.Φ1090所處的發(fā)電機(jī)上端軸上平面，比Φ4560所處的上機(jī)架中心體平面高180 mm。

圖3“VGS”類型機(jī)組原始參數(shù)及配置

1.電機(jī)2.力偶機(jī)構(gòu)3.聯(lián)軸機(jī)構(gòu)4.彈性機(jī)構(gòu)5.減速機(jī)構(gòu)6.過渡軸7.母體上機(jī)架部分8.母體上端軸部分

3.4配置規(guī)范

1）配匹功率：0.37 kW×6；

2）配匹電壓：380 V；

3）彈性力偶矩：300 kn·m；

4）動(dòng)力系數(shù)：Mt/m=n。

式中：Mt—彈性力偶矩（kn·m）；m—理論摩擦轉(zhuǎn)矩（kn·m）；n—?jiǎng)恿ο禂?shù)（1.25～3.5）。

4在三峽應(yīng)用6年后

2016年4月14日，“自動(dòng)盤車裝置”在三峽VGS、ARSTOM兩類機(jī)組的配置已經(jīng)歷6年考驗(yàn)，整體結(jié)構(gòu)、各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)依然有效、完好如初，并且繼續(xù)發(fā)揮其有效功能，三峽電站機(jī)組檢修采用自動(dòng)盤車裝置以來，工作效率有質(zhì)的飛躍，同時(shí)也有利于自動(dòng)盤車裝置進(jìn)一步完善，該項(xiàng)技術(shù)的配置已深得用戶認(rèn)可。

5結(jié)束語

“自動(dòng)盤車裝置”在三峽機(jī)組實(shí)現(xiàn)一人一鍵智能配置，規(guī)范了水電機(jī)組軸系調(diào)整的驅(qū)動(dòng)工藝，為完善檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)備了條件。

中圖分類號(hào)：TK730.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5387（2016）06-0018-02

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2016.06.007

收稿日期：2016-02-03

作者簡介：龐子敬（1952-），男，工程師，從事汽輪機(jī)專業(yè)研發(fā)工作。