淺析大型水輪發(fā)電機(jī)組機(jī)械電動(dòng)盤車技術(shù)

陶亮

摘 要：大型水輪發(fā)電機(jī)組在安裝過(guò)程中把一個(gè)機(jī)械盤車和電動(dòng)盤車兩種方式，機(jī)組盤車對(duì)單元軸調(diào)整中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。柘溪水力發(fā)電廠推力軸承設(shè)置3個(gè)波紋彈性油箱和彈性金屬塑料瓦，打開框架安裝完成后進(jìn)行盤車，采用機(jī)械電氣盤車裝置，其特點(diǎn)是：純力偶矩驅(qū)動(dòng)器，統(tǒng)一速度、停止點(diǎn)準(zhǔn)確，使轉(zhuǎn)子處在自由狀態(tài)下，軸向徑向無(wú)干擾，較高的可控性。

關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機(jī)組；機(jī)械電動(dòng)盤車；柘溪水電站；機(jī)組軸線；軸線調(diào)整

0 引言

在大型發(fā)電機(jī)的維護(hù)，經(jīng)常需要慢慢旋轉(zhuǎn)整個(gè)單元部分，也就是盤車。電動(dòng)盤車轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)接上直流電，分別使用固定的交叉作用力，使緩慢的旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)盤車速度甚至更容易控制而且受力均勻，單元軸向的影響很小，機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)位移的可控性高于機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的盤車方式。因此，測(cè)量和調(diào)整機(jī)組軸線和磨削軸承墊等，一般采用電動(dòng)盤車的方法。

1 單位的基本概況

柘溪電廠位于湖南省中部，在安化縣境內(nèi)長(zhǎng)江支流資水中游的。1962年投產(chǎn)發(fā)電，總裝機(jī)容量為1015MW。柘溪電廠4號(hào)發(fā)電機(jī)，型號(hào)TS854/190-44，額定有功功率75MW，額定電壓13.8kV，額定電流3690kA，通風(fēng)系統(tǒng)為雙路斗型風(fēng)扇封閉循環(huán)，哈爾濱電機(jī)廠1966年制造，1968年投入運(yùn)行。1985年，經(jīng)過(guò)一系列改造，發(fā)電機(jī)出力由72.5MW提高至90MW。

2 盤車目的、方法和盤車裝置

水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分一般是采用人工的方法，將機(jī)組慢慢轉(zhuǎn)向、逐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使用的主要方法一般是百分表測(cè)量機(jī)組軸線相關(guān)部分?jǐn)[度。盤車過(guò)程是水電機(jī)組安裝的過(guò)程中是非常重要的程序數(shù)據(jù)的好壞直接影響水力發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，所以盤車的整個(gè)過(guò)程要保證真實(shí)有效。盤車要通過(guò)以下3種測(cè)試工作：

（1）軸是否垂直；

（2）水、發(fā)主軸是否同心；

（3）透鏡板和軸線是否垂直。

只有滿足上述3個(gè)條件，才會(huì)達(dá)到轉(zhuǎn)向的效果。

柘溪水力發(fā)電廠使用的是機(jī)械電氣盤車設(shè)備，是哈爾濱豐溢電力設(shè)備有限公司研究和開發(fā)的新型產(chǎn)品。一般設(shè)備通過(guò)固定上機(jī)架6電機(jī)協(xié)調(diào)制動(dòng)機(jī)制，推動(dòng)發(fā)電機(jī)端板上齒輪軸，形成一個(gè)作用于機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)的純力偶力矩，從而實(shí)現(xiàn)緩慢均勻旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)方向和機(jī)組操作方向?yàn)轫槙r(shí)針，電動(dòng)盤車型號(hào)為FYP100-2，轉(zhuǎn)動(dòng)速度是15分鐘/rpm，擺線針輪減速機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率3kW.電動(dòng)盤車裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3 盤車應(yīng)具備的條件

根據(jù)柘溪水力發(fā)電廠水電站機(jī)組的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，確保機(jī)組盤車數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠，機(jī)組盤車前應(yīng)具備以下條件：

（1）保證每一塊推力軸承瓦受力均勻，鏡板處于絕對(duì)水平狀態(tài)。

（2）4塊下導(dǎo)瓦固定在4個(gè)軸線方向，使下導(dǎo)瓦和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸滑（軸領(lǐng)）0.02～0.05mm之間的間隙，是要是為了防止軸線的徑向位移，并根據(jù)軸環(huán)和下導(dǎo)瓦涂上潔凈的透平油。

（3）上機(jī)架安裝完成后，上機(jī)架徑向基在儲(chǔ)備基坑預(yù)留鋼筋時(shí)，焊接要牢靠；定子坐標(biāo)系與上機(jī)架軸使用同一塊連接的焊接、固定，頂絲在定子頂部的底座板上頂緊。

（4）驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速機(jī)在整體和上機(jī)架幀中央36顆M24×70和36顆M12×70螺栓栓緊、牢靠。使用20顆m24×60和20顆M56×100螺栓使盤車大齒輪支座和上軸頂部栓緊牢固。

（5）清除轉(zhuǎn)動(dòng)部分和固定部分的異物。

（6）固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間間隙的檢查，保證旋轉(zhuǎn)部分旋轉(zhuǎn)一圈和固定無(wú)摩擦和觸摸。

（7）在每盤車前用剎車片頂轉(zhuǎn)子5mm，鎖定制動(dòng)后，鏡板之間和推力瓦涂干凈的透平油作為潤(rùn)滑劑，使其減少摩擦，均勻涂抹表面形成一層很薄的油膜。

（8）各層百分表通過(guò)讀取和記錄，統(tǒng)一指揮，逐點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量并記錄。

4 盤車工藝

4.1 測(cè)量點(diǎn)選擇和位置的設(shè)定

根據(jù)柘溪水電機(jī)組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)導(dǎo)軸承軸頸、下導(dǎo)軸承軸頸、水導(dǎo)軸承軸頸、發(fā)電機(jī)軸法蘭、渦輪機(jī)軸法蘭、鏡面板、表面鏡面板、圓柱轉(zhuǎn)子中心體低，轉(zhuǎn)子中心體分裂圓頭，推力圓柱總共10各部位，+X+Y現(xiàn)場(chǎng)建立了20塊的百分表，作為盤車轉(zhuǎn)折點(diǎn)，相應(yīng)的對(duì)應(yīng)要求。對(duì)每一個(gè)測(cè)量位置進(jìn)行編號(hào)根據(jù)1～8沿著逆時(shí)針的順序，平均分為8個(gè)相等的部分，每個(gè)部分對(duì)應(yīng)點(diǎn)，上下相應(yīng)的，在每一個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)有8各測(cè)點(diǎn)，十個(gè)部分共80分。

4.2 盤車測(cè)量

空轉(zhuǎn)第一轉(zhuǎn)，研究人員密切關(guān)注每個(gè)地方有沒有異常，無(wú)一例外，確保電動(dòng)機(jī)運(yùn)行是可靠的。第一圈空轉(zhuǎn)無(wú)異常后，所有的百分表歸零，把起始點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并開始1環(huán)盤車。每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)點(diǎn)，停止運(yùn)行，進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，直到回到最初的起點(diǎn)，完成第一圈盤車。需要重點(diǎn)注意的是，記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)要具有可靠性，每一個(gè)停止，確定傳動(dòng)齒輪和軸系脫開，保證整個(gè)軸系不受干擾影響，讓軸系處于一個(gè)自由狀態(tài)，消除軸系產(chǎn)生傾斜的現(xiàn)象。所以每一個(gè)停車點(diǎn)都要電動(dòng)翻轉(zhuǎn)電機(jī)，使得傳動(dòng)鍵軸脫離大軸。

盤車時(shí)一般采用百分表測(cè)量測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，在記錄的時(shí)候，分配四人分別在4個(gè)部分來(lái)測(cè)量，測(cè)量項(xiàng)目一般分為：轉(zhuǎn)輪上下宮間隙測(cè)量；測(cè)量轉(zhuǎn)子之間的氣隙。測(cè)量時(shí)：在底部上定1點(diǎn)測(cè)量；轉(zhuǎn)輪上定1點(diǎn)測(cè)量；定子組1點(diǎn)測(cè)量；固定在轉(zhuǎn)子1點(diǎn)測(cè)量，共4個(gè)部分。把百分表調(diào)為零，確保盤車數(shù)據(jù)的正確性，進(jìn)行第二次盤車和記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)行兩個(gè)盤車數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，得出相對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

5 盤車的注意事項(xiàng)

（1）轉(zhuǎn)子支臂上的倒鋼絲繩工作要采取防止人員和物品墜落的措施。

（2）盤車中需進(jìn)行的檢修工作時(shí)，應(yīng)將風(fēng)閘投入，頂起轉(zhuǎn)子。

6 盤車數(shù)據(jù)分析

柘溪水力發(fā)電廠1號(hào)機(jī)組整體盤車后，+X+Y方向轉(zhuǎn)動(dòng)的方向數(shù)據(jù)吻合，盤車+Y面板數(shù)據(jù)。

柘溪電站盤車關(guān)于尺寸：鏡板直徑4.8m，水輪機(jī)軸向長(zhǎng)度5.29m，發(fā)電機(jī)軸向長(zhǎng)度6.235m，上導(dǎo)軸承中心在摩擦表面鏡面板間距4.815m，鏡板摩擦表面下導(dǎo)軸承中心間距2.44m，鏡板摩擦表面至水發(fā)聯(lián)組合表面間距5.23m，鏡板之間的摩擦表面和水導(dǎo)軸承中心間距8.589m。在上、下導(dǎo)軸承和法蘭的位置，相對(duì)擺度不大于0.03mm/m，水導(dǎo)軸承位置，擺的相對(duì)程度不大于0.05mm/m，在任何情況下，水導(dǎo)軸承擺的絕對(duì)擺度不得超過(guò)0.35mm。

盤車擺度偏差計(jì)算：

（1）上導(dǎo)軸頸最大凈擺度0.1mm，相對(duì)擺度：0.1mm/4.815m=0.02mm/m<0.03mm/m，滿足要求。

（2）在低軸法蘭最大凈擺度為-0.04mm，渦輪機(jī)軸法蘭最大凈擺度0.11mm，相對(duì)擺度：0.11mm/5.23m=0.02mm/m<0.03mm/m，滿足要求。

（3）水導(dǎo)軸頸和最大凈擺度0.07mm，相對(duì)擺度：0.07mm/8.589m=0.008mm/m<0.03mm/m，滿足要求。

（4）測(cè)量鏡板最大軸向跳動(dòng)0.06mm<0.2mm，滿足要求。

從盤車轉(zhuǎn)向計(jì)算數(shù)據(jù)，4號(hào)機(jī)組軸線相對(duì)較好。

7 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，柘溪水水電站水輪發(fā)電機(jī)組的機(jī)械電氣盤車方法簡(jiǎn)單，易于現(xiàn)場(chǎng)操作，節(jié)省時(shí)間，節(jié)約能源，停止點(diǎn)準(zhǔn)確，沒有虛度時(shí)間，軸在軸向和徑向無(wú)干擾，高精度盤車，方式也比較靈活，可以真實(shí)的反應(yīng)軸線的狀態(tài)。根據(jù)柘溪水力發(fā)電廠4號(hào)組實(shí)踐結(jié)果，機(jī)組振動(dòng)和搖擺的程度數(shù)據(jù)滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，說(shuō)明這種方法和程度的計(jì)算是可行的。

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（作者單位：湖南省電力公司柘溪水力發(fā)電廠）