理縣電站1號(hào)機(jī)組軸線調(diào)整

沙 列 爾

(金沙水電站,四川 攀枝花 617000)

1 概 況

理縣水電站位于阿壩州理縣境內(nèi)岷江支流雜谷腦河的中下游河段上，是雜谷腦河流域梯級(jí)水電站的第四級(jí)，為一低閘引水逕流式電站。上游與紅葉二級(jí)電站相接，下游與已建成的甘堡電站大壩相接。裝機(jī)三臺(tái)，單機(jī)容量為1.1萬kW， 總?cè)萘?.3萬kW 。水輪機(jī)型號(hào)HLD85—LJ—145，轉(zhuǎn)輪直徑1.45 m，最大水頭出力1.05 MW，額定流量 14.45 m3/s，額定轉(zhuǎn)速428.57 r/min，飛逸轉(zhuǎn)速91 r/min。蝸殼型式為金屬蝸殼，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)楦┮曧槙r(shí)針，發(fā)電機(jī)型號(hào)為SF11-14/3250，額定容量/功率為11 MW，額定電壓為10.5 kV，額定電流為711.6 A，額定功率因數(shù)為0.85，額定轉(zhuǎn)速為428.57 r/min，飛逸中中轉(zhuǎn)速791 r/min。

2 軸線擺度的調(diào)整原理

通過盤車測出上導(dǎo)、下導(dǎo)、法蘭和水導(dǎo)處的擺度值，各擺度都滿足規(guī)范要求則無需對(duì)軸線進(jìn)行調(diào)整。若有一處或多處測點(diǎn)擺度超出規(guī)范，則需對(duì)法蘭組合面或絕緣墊進(jìn)行刮削等處理，直到各擺度都符合要求為止。水輪發(fā)電機(jī)盤車相對(duì)擺度允許范圍值如表1所示。

特別注意，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速在250～600 r/min之間時(shí)，任何情況下水導(dǎo)的全擺度都不能夠大于0.25 mm。

表1 水輪發(fā)電機(jī)擺度允許范圍值

3 處理方法

3.1 盤車方式

盤車就是用人為的方法使機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)部分慢慢旋轉(zhuǎn)，再利用百分表測量其擺度值。轉(zhuǎn)動(dòng)部分的旋轉(zhuǎn)一般可以通過三種方式實(shí)現(xiàn)：

(1)人力盤車，利用人力直接推動(dòng)旋轉(zhuǎn)部分旋轉(zhuǎn)，該方法適用于小型機(jī)組；

(2)機(jī)械盤車，利用廠內(nèi)橋機(jī)起重機(jī)作動(dòng)力，通過一套鋼絲繩和滑輪組來拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)部分；

(3)電動(dòng)盤車，在定子、轉(zhuǎn)子繞組中通電，產(chǎn)生電磁力來拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)部分。

3.2 盤車前準(zhǔn)備工作

(1)在上導(dǎo)、下導(dǎo)、法蘭盤和水導(dǎo)處，按逆時(shí)針方向分成八等分并順序編號(hào)，上、下號(hào)數(shù)要豎直對(duì)齊。

(2)調(diào)整推力瓦受力，使鏡板處于水平狀態(tài)，推力瓦面應(yīng)涂潔凈豬油作為潤滑劑。

(3)安裝推力頭附近的導(dǎo)軸瓦，以控制主軸徑向位移。瓦背支柱螺栓要擰緊，以盤車過程中主軸位移量在0.02～0.03 mm之間為宜。瓦面可滴入透平油作潤滑劑。

(4)清掃轉(zhuǎn)動(dòng)部件上的雜物，檢查所有轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分的間隙，應(yīng)絕對(duì)無雜物卡阻及刮碰。

(5)在上導(dǎo)、下導(dǎo)、法蘭盤和水導(dǎo)處，按X、Y方向各設(shè)2只百分表，作為測量擺度值和相互校核之用。百分表測桿應(yīng)留有足夠的預(yù)壓縮量，大針調(diào)零位。

(6)在水導(dǎo)處推動(dòng)主軸，若表針擺動(dòng)，則證明主軸處于自由狀態(tài)，否則，應(yīng)查明原因，是否有刮碰卡阻之處。

上述準(zhǔn)備工作完畢之后，各百分表派專人監(jiān)護(hù)記錄，在統(tǒng)一指揮下，使主軸接機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)方向慢慢旋轉(zhuǎn)，并且準(zhǔn)確停止在各等分線測點(diǎn)上。然后推動(dòng)主軸，驗(yàn)證主軸是否處于自由懸垂?fàn)顟B(tài)，并通知各監(jiān)表人記錄。如此逐一測出八點(diǎn)的讀數(shù)。

3.3 擺度值的測量

根據(jù)現(xiàn)場情況通過人工盤車的方式測出主軸各位置的擺度值。在主軸頂端安裝了盤車裝置，利用杠桿人工力量推，從而帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。

推力頭底部直徑為1.02 m，下導(dǎo)測點(diǎn)至推力頭底部垂直距離為3.5 m，水導(dǎo)測點(diǎn)至推力頭底部直距離為7.8 m。

表2 測得各部位數(shù)據(jù) 單位：0.01 mm

根據(jù)表2可以看出，水導(dǎo)處的X表所測3—7方向擺度值-0.257 mm，4—8方向擺度值-0.26 mm，其相對(duì)擺度滿足規(guī)范要求、全擺度大于0.25 mm不滿足規(guī)范要求。需要先對(duì)推力頭與鏡板間的絕緣墊進(jìn)行刮削來調(diào)整各擺度值。

3.4 磨削的最大方位及刮削量的計(jì)算

(1)實(shí)際最大凈擺度按下述方法計(jì)算

式中β為實(shí)際最大傾斜方向與計(jì)算中的最大傾方向的夾角；T1為計(jì)算出的最大凈擺度；T2為計(jì)算出的次最大凈擺度；T為實(shí)際最大凈擺度

(2)絕緣墊刮削量的計(jì)算

絕緣墊的刮削量算公式如下：

式中δ為絕緣墊上的軸線傾斜方向上的最大磨削量；D為推力頭的直徑；φba為軸線傾斜方向上的最大凈擺度；L1為上導(dǎo)處百分表與水導(dǎo)處百分表的軸長是7.8°

3.5 絕緣墊的刮削量

根據(jù)盤車數(shù)據(jù)分析，可以對(duì)推力頭與鏡板間的絕緣墊進(jìn)行處理來減小水導(dǎo)處的擺度值。表2數(shù)據(jù)和公式可以計(jì)算出絕緣墊的刮削量，最大刮削量為0.017 mm，方位為軸號(hào)8號(hào)偏7號(hào)8°，絕緣墊均勻分為4各區(qū)域，依次根據(jù)分區(qū)過度，在實(shí)際刮削過程中，因?yàn)榻^緣墊的刮削量較小，同時(shí)對(duì)水導(dǎo)處的擺度變化非常靈敏，所以刮削過程中不能夠操之過急，以防超出刮削量。一定要保守操作，一人操作最好，有利于控制刮削量，保持統(tǒng)一性，也保證擺度仍在規(guī)定范之內(nèi)。

圖1 絕緣墊分區(qū)的刮削量

3.6 刮削的工藝步驟

(1)將盤車編號(hào)從推力頭上對(duì)應(yīng)引至絕緣墊，并做好記錄及相對(duì)位置記號(hào)。

(2)先用制動(dòng)器將轉(zhuǎn)子頂起制動(dòng)器加鎖錠，使轉(zhuǎn)子重量轉(zhuǎn)移到制動(dòng)器上。頂起高度一般控制在10～15 mm左右，同時(shí)監(jiān)視會(huì)影響起升的部件間隙是否滿足。

(3)拆卸推力頭與鏡板的組合螺栓，再對(duì)稱均勻落下鏡板。

(4)抽出絕緣墊，在按絕緣墊應(yīng)刮削的最大點(diǎn)方向作一中心線，按此中心線等分刮削區(qū)(根據(jù)表二數(shù)據(jù)可分為4個(gè)區(qū)，因刮削量較少，使用只分4個(gè)區(qū)。從理論上講，分區(qū)越細(xì)，刮削越精準(zhǔn))，如圖1。在絕緣墊刮削面用記號(hào)筆均勻涂抹一層，在用砂紙手工研磨涂抹記號(hào)，研磨完成后用0-50外徑千分尺效核絕緣墊厚度，一般研磨一層涂抹層的厚度在0.008～0.01 mm，然后按照分區(qū)刮削要求進(jìn)行研磨，至到所有分區(qū)全部研磨完成。最后0.005 mm區(qū)一般不進(jìn)行大面積處理，只對(duì)局部高點(diǎn)進(jìn)行研磨處理，用平尺研磨平面，此時(shí)在該平面會(huì)出現(xiàn)一些亮點(diǎn)，這些亮點(diǎn)則屬于局部高點(diǎn)。

最后用酒精和白布將絕緣墊清洗干凈，在清洗過程嚴(yán)禁將記號(hào)檫掉，清洗完成后將絕緣墊按原位置裝上，放入時(shí)不得混入灰塵、鐵屑、組合面相互重疊等。

由表3可以看出，水導(dǎo)處的相對(duì)擺度、全擺度大于0.25 mm滿足規(guī)范要求。如果盤車檢查擺度數(shù)據(jù)不合格，按照以上工藝重復(fù)處理，直到擺度合格為止。

圖2 水導(dǎo)處擺度曲線

通過處理理縣電站1號(hào)機(jī)組軸線使其水導(dǎo)處最大擺度從0.44 mm降低至0.15 mm，試運(yùn)行后，機(jī)組各軸承瓦溫比修前平均降低3度，擺度、振動(dòng)均滿足規(guī)范所要求。

4 結(jié) 語

用盤車的方法測定水輪發(fā)電機(jī)組主軸擺度和調(diào)整軸線的工作，一般分兩步進(jìn)行，即先對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行單獨(dú)盤車，測量調(diào)整合格后，再組合水輪機(jī)聯(lián)軸進(jìn)行機(jī)組整體盤車測量并進(jìn)行調(diào)整。消除擺度過大的方法分別有刮削推力頭卡環(huán)、刮削推力頭與鏡板之間的對(duì)開絕緣墊板以及主軸法蘭盤的組合平面等，同時(shí)也可以在推力頭下或法蘭盤結(jié)合面間加設(shè)金屬薄墊片調(diào)整。如采用加墊片不易太厚，也就是說當(dāng)擺度值較大時(shí)，最好采取修刮的方法來處理。刮削絕緣墊的過程中，所刮削平面應(yīng)盡可能少的出現(xiàn)局部高點(diǎn)，控制加工誤差，否則各擺度值將無法精確調(diào)整。

表3 處理絕緣墊后的盤車數(shù)據(jù) 單位： 0.01 mm