混流式機(jī)組轉(zhuǎn)輪中心調(diào)整方法的創(chuàng)新

張印玲，康文革，王大蔚

（國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司檢修分公司，北京市 100068）

0 引言

轉(zhuǎn)輪是水輪機(jī)實(shí)現(xiàn)水能轉(zhuǎn)換的核心部件，其性能對(duì)水輪機(jī)起著決定性的作用，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響到水輪機(jī)的效率、壽命和機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。由于轉(zhuǎn)輪的幾何形狀復(fù)雜，在轉(zhuǎn)輪回裝過(guò)程中難度較大，并且要求精度高，下面總結(jié)了對(duì)混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢修過(guò)程中對(duì)回裝轉(zhuǎn)輪確定中心位置的方法并已實(shí)際應(yīng)用。此種方法能夠簡(jiǎn)單有效地將回裝轉(zhuǎn)輪的中心位置確定，保證了檢修的進(jìn)度和質(zhì)量，同時(shí)確?；匮b后的轉(zhuǎn)輪能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 轉(zhuǎn)輪定中心的重要意義

混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪主要由上冠、葉片、下環(huán)組成[1]，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 混流式轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure diagram of mixed flow runner

一般轉(zhuǎn)輪本體上下各設(shè)置止漏環(huán)與機(jī)組下固定止漏環(huán)、上止漏環(huán)形成上下止漏環(huán)間隙，上下止漏環(huán)都應(yīng)該設(shè)計(jì)足夠的單邊間隙[3]。在機(jī)組大修過(guò)程中如果將轉(zhuǎn)輪進(jìn)行了吊出，在回裝過(guò)程中，需要考慮轉(zhuǎn)輪與下固定止漏環(huán)的同心度，轉(zhuǎn)輪如果與下止漏環(huán)不同心就無(wú)法保證機(jī)組上下止漏環(huán)間隙符合設(shè)計(jì)要求，如果止漏環(huán)間隙偏差較大就會(huì)造成機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中振動(dòng)加大，使機(jī)組的運(yùn)行進(jìn)入惡性循環(huán)，影響機(jī)組的安全運(yùn)行。因此在轉(zhuǎn)輪回裝完成后進(jìn)行中心測(cè)定是不可或缺的重要步驟。

2 傳統(tǒng)中心的調(diào)整方法

轉(zhuǎn)輪定中心的基準(zhǔn)為下固定止漏環(huán)的中心，測(cè)定的方法為先確定X（Y）方向的中心再確定Y（X）方向的中心，具體中心測(cè)定的步驟按照以下進(jìn)行：

（1）將轉(zhuǎn)輪整體調(diào)至水平，確保轉(zhuǎn)輪水平度小于0.02mm/m[3]。

（2）搭設(shè)尾水檢修平臺(tái)，在轉(zhuǎn)輪下部分+X、-X、+Y、-Y四個(gè)方向架設(shè)4塊百分表，然后將4塊百分表調(diào)零。

（3）用50t千斤頂在轉(zhuǎn)輪上部將轉(zhuǎn)輪從+X方向向-X方向（也可先從+Y方向向-Y方向）頂，然后觀察下部4塊百分表的讀數(shù)變化，此時(shí)X方向的兩塊百分表的數(shù)值應(yīng)發(fā)生變化，而Y方向的百分表數(shù)值應(yīng)該無(wú)變化，這樣才可以確定轉(zhuǎn)輪只在X方向上發(fā)生了位移，當(dāng)X方向上兩塊百分表數(shù)值不再發(fā)生變化時(shí)即可認(rèn)為轉(zhuǎn)輪下止漏環(huán)-X方向的間隙為0，此時(shí)將千斤頂撤去。

（4）將X方向上的兩塊百分表調(diào)零，然后用千斤頂將轉(zhuǎn)輪從-X方向向+X方向頂，頂?shù)倪^(guò)程中觀察四塊百分表的數(shù)值變化（Y方向百分表數(shù)值應(yīng)無(wú)太大變化），當(dāng)X方向上兩塊百分表的數(shù)值不再發(fā)生變化時(shí)即可認(rèn)為轉(zhuǎn)輪下止漏環(huán)+X方向的間隙為0，此時(shí)百分表的讀數(shù)即為轉(zhuǎn)輪下止漏環(huán)在X方向上的總間隙，讀數(shù)完成后撤去千斤頂。

（5）由上一步可知百分表的讀數(shù)為下止漏環(huán)的總間隙，那么數(shù)值的一半即為下止漏環(huán)的單邊間隙，所以用千斤頂將轉(zhuǎn)輪從+X向-X方向頂，頂?shù)倪^(guò)程中觀察X方向兩塊百分表的數(shù)值變化，當(dāng)X方向兩塊百分表的讀數(shù)數(shù)值為剛才數(shù)值的一半時(shí)停止頂轉(zhuǎn)輪，撤去千斤頂。此時(shí)即可認(rèn)為轉(zhuǎn)輪在X方向是在中心位置上。

（6）Y方向上轉(zhuǎn)輪中心調(diào)整與X方向調(diào)整步驟一樣。

（7）轉(zhuǎn)輪定好中心后在X、-X、Y、-Y用塞尺將轉(zhuǎn)輪固定。

3 中心調(diào)整過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決方法

在某次實(shí)際轉(zhuǎn)輪中心調(diào)整過(guò)程中第一次轉(zhuǎn)輪X方向中心調(diào)整時(shí)，當(dāng)進(jìn)行完第4步時(shí)發(fā)現(xiàn)百分表的讀數(shù)為遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于下止漏環(huán)的設(shè)計(jì)總間隙的數(shù)值，翻閱機(jī)組安裝時(shí)的安裝記錄與現(xiàn)在測(cè)量無(wú)法對(duì)應(yīng)，發(fā)現(xiàn)下止漏環(huán)總間隙有誤，然后進(jìn)行Y方向中心調(diào)整時(shí)也出現(xiàn)了同樣的問(wèn)題。

分析認(rèn)為：查轉(zhuǎn)輪圖紙發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)輪加工時(shí)在轉(zhuǎn)輪下環(huán)至下止漏環(huán)間有一段R角，與泄水環(huán)處R角形成水流的通道，由于在轉(zhuǎn)輪中心調(diào)整時(shí)轉(zhuǎn)輪與底環(huán)間未加墊片造成兩R角之間間隙變小，在轉(zhuǎn)輪推到R處就推不動(dòng)，造成數(shù)值出現(xiàn)誤差。

為了驗(yàn)證分析的正確性，在轉(zhuǎn)輪+X、-X、+Y、-Y四個(gè)方向上分別增加兩塊厚3mm的銅皮將轉(zhuǎn)輪整體墊高，然后再次進(jìn)行轉(zhuǎn)輪中心的測(cè)定。再次定中心時(shí)發(fā)現(xiàn)剛才遇到的問(wèn)題得到了解決。

4 轉(zhuǎn)輪中心調(diào)整方法的創(chuàng)新

傳統(tǒng)中心調(diào)整方法雖然能將轉(zhuǎn)輪整體調(diào)至中心，但是方法較為復(fù)雜，下面介紹一種新的轉(zhuǎn)輪中心調(diào)整方法，即在機(jī)組中心測(cè)定時(shí)將基準(zhǔn)點(diǎn)返至下抗磨板上，在轉(zhuǎn)輪回裝后根據(jù)轉(zhuǎn)輪下環(huán)與抗磨板的間隙值來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)輪的中心位置，具體步驟如下：

（1）機(jī)組全部吊空后進(jìn)行機(jī)組的中心測(cè)定[4]。

（2）機(jī)組中心測(cè)定完畢后用內(nèi)徑千分尺測(cè)量四個(gè)方向（+X、-X、+Y、-Y）上下抗磨板至鋼琴線的距離并做好記錄并將四個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記。

（3）轉(zhuǎn)輪水平調(diào)整完畢后，用之前測(cè)量的數(shù)據(jù)減去轉(zhuǎn)輪下環(huán)的半徑得到的數(shù)值即為轉(zhuǎn)輪下環(huán)與下抗磨板的間隙值，根據(jù)此數(shù)值來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)輪的中心，當(dāng)四個(gè)方向（+X、-X、+Y、-Y）上轉(zhuǎn)輪與下抗磨板的間隙值與計(jì)算所得間隙值相等時(shí)即可認(rèn)為轉(zhuǎn)輪中心調(diào)整完畢。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中心調(diào)整工作，提出了一種實(shí)用性較高的方法，并根據(jù)實(shí)際回裝工作遇到的問(wèn)題，提出了一些改進(jìn)措施，為今后轉(zhuǎn)輪中心調(diào)整提供了相關(guān)參考。此方法的提出從科學(xué)的角度證明了轉(zhuǎn)輪中心位置的正確性，同時(shí)在實(shí)際工作中驗(yàn)證了此方法的可行性，能夠保證轉(zhuǎn)輪順利回裝的工作。同時(shí)可再行研究實(shí)踐中總結(jié)更多的轉(zhuǎn)輪定中心位置的方法，或者總結(jié)實(shí)際定中心工作中遇到的困難問(wèn)題。為今后類(lèi)似的工作提供了參考價(jià)值，保證機(jī)組檢修工作順利完成。