溧陽抽水蓄能水輪發(fā)電機組軸線調(diào)整

陳忠賓，肖先照，彭 輝，劉 宇，武倩倩

(1. 江蘇國信溧陽抽水蓄能發(fā)電有限公司，江蘇常州 213334； 2. 哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱 150040； 3. 江蘇方天電力技術(shù)有限公司，江蘇南京 211108)

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溧陽抽水蓄能水輪發(fā)電機組軸線調(diào)整

陳忠賓1，肖先照2，彭 輝3，劉 宇2，武倩倩2

(1. 江蘇國信溧陽抽水蓄能發(fā)電有限公司，江蘇常州 213334； 2. 哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱 150040； 3. 江蘇方天電力技術(shù)有限公司，江蘇南京 211108)

簡要介紹了溧陽抽水蓄能水輪發(fā)電機組軸線結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合機組的安裝實踐，詳細地闡述了采用單波紋彈性油箱推力支撐的半傘式蓄能機組的盤車方式及軸線調(diào)整方案。總結(jié)了溧陽抽水蓄能水輪發(fā)電機組軸線調(diào)整的經(jīng)驗，對后續(xù)類似機組的設(shè)計和安裝具有指導意義。

抽水蓄能；水輪發(fā)電機；單波紋彈性油箱；盤車方式；軸線調(diào)整

0 引言

水輪發(fā)電機組軸線調(diào)整是安裝過程中的重要環(huán)節(jié)，關(guān)系到機組的安裝質(zhì)量和運行的整體性能[1]。

溧陽抽水蓄能電站裝有6臺單機容量為250 MW的混流可逆式水泵水輪機-發(fā)電電動機機組，為哈爾濱電機廠有限責任公司(簡稱“哈電”)生產(chǎn)。轉(zhuǎn)輪型號為HLNA1094-LJ-474，發(fā)電機型號為SFD250-20/7500。機組軸系由頂軸、轉(zhuǎn)子支架、發(fā)電機主軸、水輪機軸和轉(zhuǎn)輪組成，各法蘭面均采用剛性連接如圖1所示。機組軸系在徑向方向上由上導、下導和水導三部導軸承束縛。

上導軸承位于轉(zhuǎn)子上方，設(shè)置8塊巴氏合金導瓦；推力軸承在轉(zhuǎn)子下方，采用單波紋彈性油箱支撐，12塊巴氏合金瓦承載最大1 097 t推力負荷；推力和下導共用一個油槽，推力頭側(cè)面兼作下導軸承滑轉(zhuǎn)子面，設(shè)置16塊巴氏合金下導瓦；水導軸承設(shè)置10塊巴氏合金瓦，主軸密封采用轉(zhuǎn)動環(huán)和密封塊軸向密封結(jié)構(gòu)。機組轉(zhuǎn)速為300 r/min，空氣間隙為34 mm，上導至鏡板距離為5 207 mm，水導至鏡板距離為7 913 mm，鏡板直徑為Φ2 700 mm，轉(zhuǎn)動環(huán)直徑為Φ1 790 mm。

1 盤車流程及準備

機組軸線要通過盤車來檢查， 盤車方法和方式的選擇對機組軸線的調(diào)整起到至關(guān)重要的作用。

圖1 軸線結(jié)構(gòu)示意圖

盤車流程如圖2所示，機組盤車前應該具備的條件：轉(zhuǎn)子吊裝就位并完成水輪機軸與轉(zhuǎn)軸聯(lián)結(jié)、轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)子支架聯(lián)結(jié)、推力頭與轉(zhuǎn)子支架聯(lián)結(jié)、頂軸與轉(zhuǎn)子支架聯(lián)結(jié)；定子機座吊裝到位并完成二期混凝土澆注，上機架安裝完成，上蓋板預裝完成；上下機架擋油管安裝完成，并完成油槽滲漏試驗，各軸承導瓦安裝就位，轉(zhuǎn)輪下止漏環(huán)間隙均勻；水輪機軸法蘭盤車時監(jiān)測平臺已搭設(shè)；盤車工具及各部位百分表安裝完畢。

圖2 盤車流程

2 盤車

溧陽抽水蓄能水輪發(fā)電機組先進行分部盤車，后進行整體盤車。整體盤車采用先剛性盤車后彈性盤車的方法[2]，盤車方式為人力盤車如圖3所示，抽水和發(fā)電兩種工況的兩個旋轉(zhuǎn)方向均讀取盤車數(shù)據(jù)。

圖3 人力盤車

剛性盤車。通過水輪機下止漏環(huán)使軸系處于中心，抱下瓦間隙為0.02～0.04 mm。啟動高壓油頂起裝置，人力推動頂軸上盤車工具，分別在集電環(huán)、上導滑轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子支架下法蘭、下導瓦、水發(fā)聯(lián)軸法蘭和水導處架百分表測量擺度值，同時架百分表測量鏡板和轉(zhuǎn)動環(huán)的軸向跳動度。盤車時每旋轉(zhuǎn)一個測點均需對上下止漏環(huán)間隙進行測量。

在剛性盤車合格后進行彈性盤車。彈性盤車同時抱上導瓦和水導瓦，抱瓦間隙為0.02～0.04 mm，其它步驟均與剛性盤車相同。盤車重點檢查鏡板軸向跳動量。

3 軸線調(diào)整標準

目前，國內(nèi)相關(guān)安裝標準GB/T 8564—2003水輪發(fā)電機安裝技術(shù)規(guī)范中對盤車的要求多是針對普通水輪發(fā)電機組。另外，溧陽機組采用單波紋彈性油箱作為推力支撐結(jié)構(gòu)屬首例，無參考而言。因此，哈電結(jié)合機組自身的結(jié)構(gòu)特點以及水力特性，對軸線調(diào)整制定了嚴格的標準如表1所示。

表1 軸線調(diào)整標準

對盤車測量的各部位的擺度，以及鏡板和主軸密封轉(zhuǎn)動環(huán)軸向跳動度進行分析，得出最佳的軸線調(diào)整方案。從溧陽電站多臺機組軸線調(diào)整的情況可知，軸線調(diào)整的重點和難點在于水導處擺度和轉(zhuǎn)動環(huán)的軸向跳動度， 其他部位的擺度值和跳動度值均符合標準要求。得出軸線調(diào)整的經(jīng)驗如下：

1) 上導滑轉(zhuǎn)子擺度超標?？梢酝ㄟ^松開上端軸連接螺栓，根據(jù)分析結(jié)果在上端軸法蘭側(cè)面和轉(zhuǎn)子支架主立筋之間用千斤頂移動上端軸。

2) 轉(zhuǎn)子支架下法蘭的擺度超標。可以通過移動推力頭鏡板，使推力頭鏡板旋轉(zhuǎn)部件與轉(zhuǎn)子支架同心來改良。

3) 法蘭及水導擺度超標。首先，通過移動水-發(fā)聯(lián)軸整體轉(zhuǎn)動部分，調(diào)整其幾何中心使擺度在合格范圍內(nèi)；其次，通過調(diào)整轉(zhuǎn)子支架與發(fā)電機軸聯(lián)軸螺栓伸長值(在設(shè)計拉伸值范圍內(nèi))使轉(zhuǎn)軸與鏡板產(chǎn)生夾角，從而來保證水導處擺度。

4) 發(fā)電機大軸和轉(zhuǎn)子支架沒有標高低點，盤車時發(fā)現(xiàn)水導擺度超標。通過盤車和懸掛鋼琴線測量的數(shù)據(jù)，確定大軸傾斜的角度，松動連軸螺栓重新連軸。

5) 轉(zhuǎn)動環(huán)軸向跳動度超標。轉(zhuǎn)動環(huán)的軸向跳動度測量應該是在轉(zhuǎn)子支架和發(fā)電機軸同鏜銷孔后，同鏜的過程中會使水發(fā)聯(lián)軸發(fā)生傾斜，影響最終的軸向跳動度。首先，對把合面進行檢查，如有毛刺則清理掉；其次，對把合螺栓檢查，保證把合螺栓受力均勻，轉(zhuǎn)動環(huán)把合結(jié)合面是否有空腔；最后，對局部的高點(一般是高點)打磨處理。

軸線調(diào)整完后，對轉(zhuǎn)子支架與發(fā)電機軸連接銷套孔進行同鏜，同鏜后再整體盤車檢查三導軸承的擺度和兩部間隙[3]。軸線調(diào)整后的最終盤車數(shù)據(jù)如表2所示。

3 結(jié)語

抽水蓄能是近年來國內(nèi)重點發(fā)展項目，目前國內(nèi)對其機組尚無軸線調(diào)整的評定標準；另外，溧陽機組采用單波紋彈性油箱作為推力支撐結(jié)構(gòu)屬國內(nèi)首創(chuàng)， 與哈電蒲石河和響水澗項目機組軸線調(diào)整有很大差別[4]。這些因素都給溧陽機組的盤車和軸線調(diào)整增加了難度。溧陽電站多臺機的盤車及軸線調(diào)整的實踐表明，該機組三段軸結(jié)構(gòu)設(shè)計是合理的，軸線結(jié)構(gòu)也便于現(xiàn)場的盤車和調(diào)整，對后續(xù)深蓄、敦化和豐寧項目的結(jié)構(gòu)設(shè)計和軸線調(diào)整具有指導意義。

表2 5號機剛性盤車最終盤車數(shù)據(jù) 0.01 mm

[1]陳秀芝.水輪發(fā)電機機械檢修[M].北京：中國電力出版社，2003.

[2]張紅玉.單波紋彈性油箱支撐推力軸承的剛性盤車方法[J].水電站機電技術(shù)，2006,29(4):67-68.

[3]王浩，雷京祥，羅杰.三峽右岸東電機組軸線調(diào)整簡要分析[J].水利水電技術(shù)，2009,40(1):97-101.

[4]王仲陸，周翰青，黃海臣.蒲石河300 MW大型抽水蓄能機組軸系安裝及軸線調(diào)整[J].施工技術(shù)，2012,41(367):15-18.

陳忠賓，1984年生，男，工程師，現(xiàn)江蘇國信溧陽抽水蓄能發(fā)電有限公司從事機電設(shè)備管理工作。