黃河烏金峽水電站燈泡貫流式機(jī)組盤車方法及擺度計(jì)算

姚春雷

（國(guó)投甘肅小三峽發(fā)電有限公司，甘肅 白銀 730900）

黃河烏金峽水電站燈泡貫流式機(jī)組盤車方法及擺度計(jì)算

姚春雷

（國(guó)投甘肅小三峽發(fā)電有限公司，甘肅 白銀 730900）

水輪發(fā)電機(jī)組盤車就是緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)整個(gè)機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，對(duì)機(jī)組軸線進(jìn)行校驗(yàn)的過(guò)程，是機(jī)組安裝和檢修工作中極為重要的環(huán)節(jié)之一。烏金峽水電站燈泡貫流式機(jī)組與其他類型機(jī)組比較，由于其布置方式及結(jié)構(gòu)的不同，其盤車的工藝方法亦有很大差別。文中對(duì)燈泡貫流式機(jī)組的盤車方式、注意事項(xiàng)、數(shù)據(jù)分析及調(diào)整處理方法等做一闡述。

電站；燈泡貫流式機(jī)組；盤車；擺度計(jì)算

1 概述

1.1 電站概述

黃河烏金峽水電站位于甘肅省白銀市及靖遠(yuǎn)縣境內(nèi)，壩址距白銀市30 km，為黃河龍～青段規(guī)劃的第21級(jí)，是國(guó)投甘肅小三峽發(fā)電有限公司“小峽、大峽、烏金峽”最下一級(jí)電站。烏金峽水電站水庫(kù)正常蓄水位高程1 436.00 m，總庫(kù)容0.237億m3，水電站最大壩高55 m。電站廠房安裝4臺(tái)35 MW燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，水輪機(jī)型號(hào)GZ4BN28AWP-700，額定水頭9.20 m，額定轉(zhuǎn)速78.95 r/min，額定流量432.2 m3/s。發(fā)電機(jī)型號(hào)SFWG35-76/7570，額定功率35 MW。總裝機(jī)容量140 MW，保證功率

68.7 MW，多年平均年發(fā)電量6.83億kW·h。

1.2 盤車的分類及簡(jiǎn)介

具體地說(shuō)，“盤車”就是通過(guò)人為的方法，使水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)部分緩慢地旋轉(zhuǎn)，并按照預(yù)定的要求暫停和再啟動(dòng)的過(guò)程；其目的主要是檢查機(jī)組軸線的傾斜和曲折情況，通過(guò)盤車測(cè)量并求出擺度值，用于分析和處理軸線，找準(zhǔn)機(jī)組軸線是否同心，機(jī)組的軸線擺度值是否在允許范圍內(nèi)。盤車一般采用電動(dòng)和機(jī)械兩種方式，其中機(jī)械盤車作為傳統(tǒng)的盤車方式，利用橋機(jī)或滑輪做牽引，通過(guò)鋼絲繩來(lái)拖動(dòng)機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)部分旋轉(zhuǎn)。機(jī)械盤車簡(jiǎn)便易行，不需要其他的輔助設(shè)備，在水輪發(fā)電機(jī)組的安裝及檢修過(guò)程中仍得到廣泛應(yīng)用。電動(dòng)盤車是指給發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子通入直流電流后，利用定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的作用力，使機(jī)組緩慢旋轉(zhuǎn)的過(guò)程。盤車前需要根據(jù)不同的盤車目的，選擇盤車方式，制定出具體方案。

2 燈泡貫流式機(jī)組盤車

下面就烏金峽水電站1號(hào)機(jī)組的機(jī)械盤車過(guò)程做一闡述。

2.1 盤車前，水輪發(fā)電機(jī)組應(yīng)具備的條件

（1）機(jī)組各大部件已組裝完畢，并已吊裝。

（2）各部軸承已安裝完畢，可以承受機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量且受力均勻。機(jī)組的中心及水平調(diào)整完畢。

（3）認(rèn)真檢查發(fā)電機(jī)氣隙及轉(zhuǎn)輪室內(nèi)無(wú)異物影響轉(zhuǎn)動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)。

（4）集電環(huán)安裝完畢。盤車過(guò)程中需測(cè)量集電環(huán)的擺度，并調(diào)整其中心。注：電動(dòng)盤車時(shí)還需要安裝調(diào)整好刷架，機(jī)組勵(lì)磁回路具備向轉(zhuǎn)子送電能力。

（5）油系統(tǒng)運(yùn)行正常。軸承潤(rùn)滑油系統(tǒng)管路應(yīng)安裝完成，油管具備充油條件，充油后檢查油壓正常，各部位無(wú)滲漏。機(jī)組高壓頂起裝置已調(diào)試完畢，主軸頂起高度應(yīng)符合規(guī)定要求，即2倍的油膜厚度，約0.10～0.15 mm，水導(dǎo)瓦與發(fā)導(dǎo)瓦頂起高度差不得超過(guò)0.05 mm，一般發(fā)導(dǎo)瓦頂起高度略微高于水導(dǎo)瓦。

（6）操作槳葉至全關(guān)位置。

（7）機(jī)械部分：制動(dòng)風(fēng)閘退出、機(jī)械鎖錠退出。

2.2 準(zhǔn)備工作

（1）架置百分表

在水導(dǎo)軸承、發(fā)導(dǎo)軸承、集電環(huán)及操作油管外管處各架2塊百分表，分別測(cè)量+X、+Y方向。百分表作用有二：其一，水導(dǎo)軸承及發(fā)導(dǎo)軸承處+Y方向的百分表兼做監(jiān)視高壓油頂起過(guò)程中主軸抬升值是否在規(guī)定范圍內(nèi)；其二，在盤車時(shí)監(jiān)測(cè)軸的擺度。百分表測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示。

圖1 機(jī)組盤車測(cè)點(diǎn)布置圖

注：①采用8點(diǎn)盤車。即在主軸需盤車部位一周逆時(shí)針均分8點(diǎn)（從上游往下游看）。②架表時(shí)，應(yīng)注意表座應(yīng)安裝牢固，百分表雙向均有裕量，百分表的測(cè)桿中心應(yīng)垂直于測(cè)量平面或通過(guò)軸心，測(cè)量時(shí)百分表的測(cè)桿應(yīng)壓入2～3 mm，即短針值在2～3之間，然后轉(zhuǎn)動(dòng)表盤，使長(zhǎng)針對(duì)準(zhǔn)“0”即調(diào)零，垂直方向百分表針頭對(duì)準(zhǔn)“+Y”，水平方向百分表針頭對(duì)準(zhǔn)“+X”，+X，+Y方向定位為面向下游左側(cè)為+X，向上為+Y方向。拉動(dòng)百分表測(cè)桿，表針應(yīng)能回零。

（2）掛裝手拉鏈?zhǔn)胶J

在橋機(jī)主鉤上掛設(shè)2個(gè)5 t手拉鏈?zhǔn)胶J（若轉(zhuǎn)輪室已安裝完畢，可在轉(zhuǎn)輪室內(nèi)焊接一吊耳用于掛設(shè)葫蘆），并用鋼絲繩與轉(zhuǎn)輪兩側(cè)的槳葉根部連接。一個(gè)用于拖動(dòng)，另一個(gè)用于制動(dòng)，防止轉(zhuǎn)動(dòng)部件由于靜不平衡或慣性而產(chǎn)生自轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)方向應(yīng)與機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)方向一致，不允許反向轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.3 盤車

各百分表處設(shè)專人讀數(shù)和記錄。撤掉風(fēng)閘，投入軸承潤(rùn)滑油系統(tǒng)，啟動(dòng)高壓油泵頂起大軸，拉動(dòng)葫蘆使機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分試轉(zhuǎn)一圈，觀察主軸轉(zhuǎn)動(dòng)是否均勻，有無(wú)自行轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象，檢查后大軸停在標(biāo)記“1”位置處。檢查每塊百分表位置是否正確，有無(wú)松動(dòng)，表針是否回零，若未能回零，記錄數(shù)據(jù)并調(diào)零。檢查各部正常后開(kāi)始正式盤車，分別在8個(gè)點(diǎn)的位置停動(dòng)，讀數(shù)并記錄。

3 盤車數(shù)據(jù)分析處理

盤車數(shù)據(jù)見(jiàn)表1、表2。

表1 集電環(huán)擺度 單位：0.01mm

表2 操作油管外管擺度 單位：0.01mm

上述記錄值，只是各轉(zhuǎn)動(dòng)部件在+X軸和+Y軸向的相對(duì)擺度值。分析盤車結(jié)果好壞，不但需要知道相對(duì)擺度值，更重要的是要知道每一轉(zhuǎn)動(dòng)部件的全擺度值。全擺度是指同一測(cè)量部位對(duì)稱兩點(diǎn)百分表讀數(shù)之差。

椎=椎1-椎0=e

式中，椎—測(cè)量點(diǎn)全擺度；

椎1—測(cè)量點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180°后百分表讀數(shù)；

椎0—測(cè)量點(diǎn)未旋轉(zhuǎn)時(shí)百分表讀數(shù)；

e—主軸徑向位移。

表3和表4分別為+X、+Y方向的全擺度數(shù)值表。

表3 集電環(huán)全擺度 單位：0.01mm

表4 操作油管外管全擺度 單位：0.01mm

按照GB8564-2003《水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范》和DL/T5038-94《燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)安裝工藝導(dǎo)則》要求，集電環(huán)的擺度不應(yīng)大于0.20 mm，受油器操作油管擺動(dòng)值不大于0.1 mm。由+X、+Y方向全擺度值分析可知：操作油管擺度符合要求，集電環(huán)擺度超出要求。

4 盤車后調(diào)整處理

集電環(huán)調(diào)整首選采用千斤頂調(diào)中。將集電環(huán)所有絕緣螺桿稍松，在所需調(diào)整的點(diǎn)位處支千斤頂，調(diào)整過(guò)程中要用百分表監(jiān)視調(diào)整量，將數(shù)值調(diào)至規(guī)定要求內(nèi)。若偏差較大，則采用在集電環(huán)與集電環(huán)支架把合面處加墊的方法來(lái)調(diào)整。由表3可知，集電環(huán)徑向6-2點(diǎn)、7-3點(diǎn)全擺度值最大,因此,在6-2點(diǎn)、7-3點(diǎn)方向上推小軸。由于偏差不大，我們選擇使用千斤頂從測(cè)點(diǎn)2、3之間向測(cè)點(diǎn)6、7之間方向推集電環(huán)0.15 mm。調(diào)整后重新盤車，并記錄各測(cè)點(diǎn)的擺度值。表5和表6分別為第二次盤車的相對(duì)擺度值及其計(jì)算出的全擺度值。

表5 集電環(huán)相對(duì)擺度 單位：0.01mm

從以上數(shù)據(jù)看，集電環(huán)全擺度的最大值為0.10 mm，滿足安裝規(guī)范要求。

若操作油管外管擺度不符合要求，首選采用千斤頂調(diào)中。將操作油管與轉(zhuǎn)子把合螺栓稍松，在所需調(diào)整的點(diǎn)位處支千斤頂，調(diào)整過(guò)程中要用百分表監(jiān)視調(diào)整量，將數(shù)值調(diào)至規(guī)定要求內(nèi)。若偏差較大，則采用在操作油管外管與轉(zhuǎn)子把合面處加墊的方法來(lái)調(diào)整。

表6 集電環(huán)全擺度 單位：0.01mm

5 結(jié)語(yǔ)

烏金峽電站燈泡貫流式機(jī)組經(jīng)此方法調(diào)整后，在實(shí)際運(yùn)行中各部振動(dòng)擺度均滿足規(guī)范要求。采用機(jī)械盤車方法測(cè)量擺度簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、易行,應(yīng)用此方法對(duì)燈泡貫流式機(jī)組軸線調(diào)整,能夠簡(jiǎn)化計(jì)算,提高工作效率，安裝檢修人員容易掌握調(diào)整要領(lǐng),便于推廣應(yīng)用。

[1]劉文清.最新水利水電機(jī)電組安裝工程施工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)[M].合肥：安徽文化音像出版社，2004.

[2]水輪發(fā)電機(jī)組檢修工藝規(guī)程[S].

[3]GB8564-2003水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范[S].

[4]DL/T5038-2012燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組安裝工藝規(guī)程[S].

[5]劉國(guó)選.燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行與檢修［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2006.

TV738

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：1672-5387（2017）03-0066-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.03.021

2016-08-11

姚春雷（1982-），男，工程師，從事水電站機(jī)械設(shè)備技術(shù)管理工作。