水電站燈泡貫流式機(jī)組軸系安裝的調(diào)整方法

摘要：水電站燈泡貫流式機(jī)組軸系按照水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子后，主軸會(huì)產(chǎn)生形變、軸系中心也會(huì)出現(xiàn)變化，轉(zhuǎn)輪位置和轉(zhuǎn)子位置也會(huì)出現(xiàn)偏移和偏轉(zhuǎn)，因此在安裝貫流式機(jī)組時(shí)要調(diào)整好機(jī)組結(jié)構(gòu)形式。文章對(duì)燈泡貫流式機(jī)組軸系的具體安裝措施、機(jī)組軸的調(diào)整方法、機(jī)組軸的盤車方法、導(dǎo)軸和主軸間隙的調(diào)整方法等進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：水電站燈泡；貫流式機(jī)組；軸系安裝；水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TV547 文章編號(hào)：1009-2374（2016）27-0121-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.27.057

在低水頭水電站中燈泡貫流式機(jī)組是一種常用的機(jī)組形式。因?yàn)闊襞葚灹魇剿啺l(fā)電機(jī)組軸系統(tǒng)使用臥軸雙懸臂雙支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，機(jī)組軸系統(tǒng)安裝水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子后，主軸會(huì)在軸系鉛錘面上出現(xiàn)撓度變形，進(jìn)而使轉(zhuǎn)輪位置和轉(zhuǎn)子位置出現(xiàn)偏移和偏轉(zhuǎn)。所以在安裝軸系統(tǒng)時(shí)，需要根據(jù)機(jī)組的設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)情況調(diào)整，保證定子和轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)輪室和轉(zhuǎn)輪的間隙可以滿足機(jī)組運(yùn)行的基本要求。

1 軸系調(diào)整的主要方式

抬高主軸是燈泡貫流式機(jī)組軸系調(diào)整的主要方式，依據(jù)機(jī)組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，可以使用兩種方法來(lái)對(duì)主軸進(jìn)行抬高。

1.1 水輪機(jī)側(cè)

通過(guò)對(duì)水輪機(jī)的水導(dǎo)軸承進(jìn)行不斷抬升，從而使轉(zhuǎn)輪中心和機(jī)組中心重合，促使轉(zhuǎn)輪間隙與轉(zhuǎn)輪室達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，使機(jī)組中心與發(fā)電機(jī)軸承中心重合，主軸有撓度存在，從而使轉(zhuǎn)子保持在傾斜的狀況下，要想使其與軸線相適應(yīng)，可以對(duì)疊裝定子鐵心進(jìn)行一定的傾斜，從而使定子與轉(zhuǎn)子之間保持均勻氣隙，詳見(jiàn)圖1所示：

1.2 水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)側(cè)

當(dāng)水輪機(jī)的水導(dǎo)軸承被抬高以后，機(jī)組中心與轉(zhuǎn)輪中心相重合，從而使轉(zhuǎn)輪間隙和轉(zhuǎn)輪室達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。傾斜加工定子機(jī)座、軸線偏心和偏轉(zhuǎn)及軸線加工可以在端面進(jìn)行，從而使發(fā)電機(jī)軸承被抬高以后，定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙滿足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)值。

2 安裝、調(diào)整軸系的辦法

在進(jìn)行機(jī)組安裝的時(shí)候，可以以軸系的計(jì)算值為基礎(chǔ)進(jìn)行一定的調(diào)整，從而促使機(jī)組軸系始終保持最佳

狀態(tài)。

2.1 安裝、調(diào)整主軸水輪機(jī)側(cè)

水導(dǎo)軸承的主要結(jié)構(gòu)類型為筒式，在水導(dǎo)軸承支撐的扇形板上事先將向上的偏心值設(shè)置好，水導(dǎo)軸承抬高值就是這一數(shù)值。在對(duì)水導(dǎo)軸承伴隨主軸偏轉(zhuǎn)同心進(jìn)行調(diào)整的時(shí)候，可以對(duì)扇形板和軸承支撐板之間進(jìn)行細(xì)微調(diào)整。

2.1.1 將軸承支架和發(fā)電機(jī)安裝在上游測(cè)管型座上，管型座上游側(cè)中心要略低于軸承支架中心，在對(duì)其進(jìn)行調(diào)整的時(shí)候，可以依據(jù)軸系計(jì)算中的導(dǎo)軸承下沉值來(lái)進(jìn)行。

2.1.2 將內(nèi)配水環(huán)與導(dǎo)流錐的中心調(diào)整一致以后，將組合體套吊起后放入到主軸里，從而使其與扇形板連接在一起。

2.1.3 在調(diào)整支撐工具時(shí)可以借助內(nèi)配水環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，將主軸距離與位于內(nèi)配水環(huán)上游側(cè)法蘭內(nèi)圓調(diào)整好，誤差保持在0.1mm以內(nèi)，上方距離要比下方距離

小2e。

2.1.4 在內(nèi)配水環(huán)組合體、導(dǎo)流錐、軸承以及主軸吊起放入到管型座中時(shí)，可以使用起吊工具來(lái)完成，依據(jù)機(jī)組的中心進(jìn)行不斷的調(diào)整。在對(duì)法蘭面垂直度或是主軸水平度進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，可以依據(jù)軸承支架抬高值以及扇形板偏心值e來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

2.1.5 以位于管型座上游側(cè)的法蘭面垂直方向傾斜數(shù)值為依據(jù)來(lái)對(duì)主軸法蘭面垂直度或者是主軸軸線水平度進(jìn)行不斷整合，調(diào)整的數(shù)值一定要滿足設(shè)計(jì)的要求。具體情況詳見(jiàn)圖2所示。

2.1.6 主軸與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)輪相組合，將轉(zhuǎn)輪間隙與轉(zhuǎn)輪室調(diào)整到設(shè)計(jì)值的范圍內(nèi)，為了滿足調(diào)整需求，可以加設(shè)墊片在導(dǎo)流錐支撐面與扇形板之間。

2.1.7 調(diào)整與組裝定子。在對(duì)定子進(jìn)行調(diào)整的時(shí)候，可以依據(jù)大齒壓板、加工機(jī)座內(nèi)圓傾斜及工藝偏心來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而使受轉(zhuǎn)子撓度影響導(dǎo)致的軸線偏移、偏轉(zhuǎn)得到不斷調(diào)整。在對(duì)轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙進(jìn)行調(diào)整的時(shí)候，其數(shù)值一定要保持在設(shè)計(jì)值的范圍之內(nèi)。

2.2 安裝調(diào)整主軸水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)側(cè)

使用球面自調(diào)節(jié)的辦法來(lái)對(duì)水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷調(diào)整，軸承在與主軸進(jìn)行接觸的時(shí)候，可以依據(jù)主軸上撓曲偏轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.2.1 將發(fā)電機(jī)軸承支架安裝在上游側(cè)管型座位置，在對(duì)導(dǎo)軸承下沉值進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，可以依據(jù)軸系來(lái)完成，管型座上游側(cè)中心要比軸承支架中心略低一些。

2.2.2 在對(duì)內(nèi)配水環(huán)與導(dǎo)流錐進(jìn)行同心調(diào)整的時(shí)候，需要將導(dǎo)水機(jī)構(gòu)組合體進(jìn)行整體的翻轉(zhuǎn)，通過(guò)吊裝將其輸送到最佳位置，管型座X-X線要比內(nèi)配水環(huán)X-X線的抬高值低。

2.2.3 在安裝主軸組合體的時(shí)候，可以借助管型座上游側(cè)將其放入到插入管型座里面，在對(duì)H1和H2兩點(diǎn)的主軸高度進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，可以使用經(jīng)緯儀來(lái)實(shí)現(xiàn)。在對(duì)主軸高度調(diào)整以后，H1的高度要略低于H2的高度。

2.2.4 調(diào)整水平中心。在對(duì)導(dǎo)流錐法蘭和主軸之間的距離進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，可以使用千分尺進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)要確保測(cè)量點(diǎn)之間保持180°，誤差需要控制在0.1mm以內(nèi)。在對(duì)管型座與軸承支架之間的距離進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，也要使用千分尺進(jìn)行，測(cè)量點(diǎn)之間也要保持在180°，誤差不可以超過(guò)0.1mm。

2.2.5 調(diào)整主軸中心以后，軸承支座要與楔塊焊接結(jié)實(shí)。

2.2.6 主軸與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)輪進(jìn)行組合的時(shí)候，在對(duì)軸承支架與鏡板之間的距離進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，使用千分尺進(jìn)行作業(yè)，間隔要保持在90°左右。

2.2.7 對(duì)軸承支架襯墊厚度和主軸水平進(jìn)行不斷調(diào)整，使其距離滿足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，要想使鏡板與正推力瓦、反推力瓦之間的縫隙滿足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)行合適的整合。

2.2.8 按照下游端面傾斜的情況來(lái)對(duì)定子機(jī)座進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)法蘭孔實(shí)施偏心處理，將轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙調(diào)整到設(shè)計(jì)值的范疇。

2.2.9 組裝轉(zhuǎn)輪室結(jié)束以后，在進(jìn)行調(diào)整的時(shí)候，一定要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)值進(jìn)行。

3 機(jī)組盤車

在對(duì)機(jī)組軸系進(jìn)行檢查的時(shí)候，需要使用盤車進(jìn)行作業(yè)，轉(zhuǎn)輪室與轉(zhuǎn)輪葉片之間的間隙一定要滿足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，不然就要對(duì)轉(zhuǎn)輪室的位置或者是圓度進(jìn)行調(diào)整。對(duì)轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙進(jìn)行認(rèn)真的檢查，確保其滿足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，不然就需要對(duì)定子的圓度進(jìn)行整合。軸系包括操作油管在其中，使用盤車來(lái)對(duì)其進(jìn)行認(rèn)真的檢查，使其滿足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。操作油管上等分8點(diǎn)逆時(shí)針位置是進(jìn)行盤車作業(yè)的最佳位置，主軸的頂起主要是通過(guò)高壓油完成的，對(duì)各個(gè)點(diǎn)的操作油管擺度進(jìn)行檢查時(shí)需要按照順時(shí)針盤車。在對(duì)操作油管進(jìn)行盤車的時(shí)候，需要對(duì)集電環(huán)的擺度進(jìn)行仔細(xì)的檢查，使其滿足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。

4 調(diào)整主軸與導(dǎo)軸承間隙

臥軸結(jié)構(gòu)是燈泡貫流式機(jī)組軸系的核心結(jié)構(gòu)，在機(jī)組運(yùn)行和安裝調(diào)整的時(shí)候，轉(zhuǎn)動(dòng)部分的主要重量都是由軸承承擔(dān)的。機(jī)組安裝、運(yùn)行的時(shí)候，一旦出現(xiàn)停機(jī)的情況，軸承與主軸位置的下面沒(méi)有間隙存在，在機(jī)組運(yùn)行的過(guò)程中，導(dǎo)軸承與主軸位置的下面只有油膜厚度存在，主軸與導(dǎo)軸承之間要滿足設(shè)計(jì)的最佳值，導(dǎo)軸承部件、導(dǎo)軸承與主軸中心會(huì)有一定的偏心差值存在。軸系中心是確定機(jī)組中心的主要依據(jù)，定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙、轉(zhuǎn)輪室與轉(zhuǎn)輪之間的間隙都會(huì)受到軸系位置的影響。機(jī)組的中心不是導(dǎo)軸承固定部件的中心，也不是導(dǎo)軸承的中心，因此在對(duì)軸系進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，需要將導(dǎo)軸承一半總間隙差值包括在其中。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在進(jìn)行燈泡貫流式發(fā)電機(jī)軸系安裝和調(diào)試時(shí)，需要全面了解機(jī)組的基本結(jié)構(gòu)情況，工作人員嚴(yán)格按照?qǐng)D紙上的具體要求進(jìn)行施工，安裝施工之前要對(duì)所有相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，保證機(jī)組軸系統(tǒng)可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的安全運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：張德宏（1978-），男，陜西韓城人，中國(guó)水利水電第十工程局有限公司助理工程師，研究方向：水利水電機(jī)電安裝。

（責(zé)任編輯：小 燕）