水輪發(fā)電機組受力和軸線調(diào)整實踐

馬代斌

（東方電氣集團東方電機有限公司，四川 德陽 618000）

水輪發(fā)電機組軸線實際安裝過程中，由于軸系加工與安裝誤差的存在，需要進行軸線測量、調(diào)整，確保軸系幾何中心線和旋轉(zhuǎn)中心線相互偏差在公差要求范圍內(nèi)。軸線通過盤車方式測量發(fā)電機導(dǎo)軸承、連軸法蘭、水輪機導(dǎo)軸承的擺度值檢測、確定。機組軸線不合格，勢必造成盤車過程各軸領(lǐng)位置有比較大的擺度，本質(zhì)原因主要包括各軸領(lǐng)旋轉(zhuǎn)中心同心度不合格和機組軸系旋轉(zhuǎn)中心線跟鏡板工作面垂直度不合格。軸線調(diào)整實踐中，需要根據(jù)機組的結(jié)構(gòu)特點，在完成機組受力調(diào)整的基礎(chǔ)上，結(jié)合盤車檢測數(shù)據(jù)，靈活采用推軸、加墊等方式進行調(diào)整。

1 水輪發(fā)電機組結(jié)構(gòu)

水輪發(fā)電機組根據(jù)布置方式，分為臥式機組和立式機組。其中臥式機組適用于中小型、貫流式以及沖擊式機組，立式機組一般適用于低中速的大、中型機組。

對于立式機組，按照推力軸承位置，分為懸式和傘式。其中懸式機組推力軸承布置在轉(zhuǎn)子上方，傘式機組推力軸承布置在轉(zhuǎn)子下方。

2 機組受力調(diào)整

水輪發(fā)電機組受力調(diào)整根據(jù)機組結(jié)構(gòu)布置方式的不一樣，對應(yīng)采取不一樣的受力調(diào)整方法。

2.1 臥式機組受力調(diào)整

用工具千斤頂軸向頂緊正、反推力瓦后，用特殊力矩扳手把緊正反支柱螺栓，力矩為100N·m，然后將反支柱螺栓按反推瓦與鏡板之間設(shè)計間隙值回旋對應(yīng)支柱螺釘周向長度，最后把緊鎖定螺栓。支柱螺釘周向長度是根據(jù)設(shè)計間隙值和支柱螺栓尺寸計算得到。

2.2 立式機組受力調(diào)整

立式機組受力調(diào)整與水輪發(fā)電機推力軸承支撐結(jié)構(gòu)有關(guān)，常見的推力軸承支撐結(jié)構(gòu)有：剛性支撐（小機組）、剛性支撐（抽水蓄能）、小彈簧束支撐、彈簧油箱支撐。針對不同推力軸承支撐結(jié)構(gòu)，采取的受力調(diào)整具體方法如下：

2.2.1 剛性支撐小機組受力調(diào)整

（1）調(diào)整鏡板水平≤0.02mm/m，在水輪機導(dǎo)軸承軸領(lǐng)+Y 和+X 方位處各架設(shè)一塊百分表并對零；（2）在支柱螺栓處插入扳手并用手錘敲擊扳手，每次敲擊力量相等；（3）依次敲擊每個支柱螺栓，要求每次敲擊一圈后，百分表數(shù)據(jù)回零；（4）當(dāng)水輪機導(dǎo)軸承處百分表對零，以同樣大小的力量依次敲擊一圈各個支柱螺栓后，百分表數(shù)據(jù)回零，受力調(diào)整合格；（5）復(fù)測鏡板水平≤0.02mm/m。

2.2.2 剛性支撐抽水蓄能機組受力調(diào)整

（1）轉(zhuǎn)子吊入機坑聯(lián)軸后，在支柱螺栓內(nèi)部安裝測量桿，測量桿下方架設(shè)百分表并對零；或配套受力傳感器，通過專用測量儀器測量、讀數(shù)；（2）利用制動器落下轉(zhuǎn)子，記錄百分表讀數(shù)；（3）利用制動器頂起轉(zhuǎn)子，根據(jù)百分表讀數(shù)旋轉(zhuǎn)支柱螺栓；（4）多次調(diào)整，直至各百分表讀數(shù)差值≤0.03mm。

2.2.3 小彈簧束支撐機組受力調(diào)整

（1）將推力頭和鏡板吊放在推力瓦上，調(diào)整下機架，使得推力頭頂面水平≤0.10mm；（2）松開下機架的一個支腿與基礎(chǔ)板之間的把合螺栓，在支腿處架設(shè)百分表并對零，用液壓千斤頂朝上頂起該支腿0.30mm，記錄壓力值；（3）依次頂起下機架各支腿并記錄壓力值，調(diào)整支腿與基礎(chǔ)板之間的調(diào)節(jié)鍵，使得最終最大、最小壓力值之差超過10%；（4）復(fù)測推力頭頂面水平≤0.10mm。

2.2.4 彈簧油箱支撐機組受力調(diào)整

（1）均勻提升彈性油箱支柱螺釘調(diào)整安裝高程，避免因個別推力瓦受力嚴重超標而造成推力瓦損壞；同時，測量并初調(diào)鏡板水平，鏡板水平應(yīng)不大于0.02mm/m；（2）檢查鏡板水平、大軸垂直度以及機組轉(zhuǎn)動部分中心；要求大軸傾斜度不得大于0.02mm/m，鏡板水平不得大于0.02mm/m，機組轉(zhuǎn)動部分應(yīng)處于中心位置；（3）在每個彈性油箱保護罩上安裝測桿，測桿應(yīng)沿徑向分布。在每個測桿下方設(shè)置二塊百分表，表頭在測桿下方且應(yīng)與測桿垂直；（4）在機組軸系處于自由狀態(tài)下，分別抱緊瓦間互成90°夾角的四塊上導(dǎo)軸承瓦及水輪機導(dǎo)軸承瓦；（5）頂起轉(zhuǎn)子，將各測桿下方的百分表對零，然后，讓轉(zhuǎn)子平穩(wěn)地落下，待機組轉(zhuǎn)動部分穩(wěn)定后，分別將抱緊的四塊導(dǎo)軸瓦松開，分組讀取百分表讀數(shù)；（6）計算各彈簧油箱的中心壓縮量，要求各彈簧油箱中心壓縮量之間的偏差不得大于0.15mm，且鏡板水平不大于0.02mm/m；（7）調(diào)整彈性油箱支柱螺栓，直到各彈性油箱中心壓縮值偏差及鏡板水平符合要求。

3 機組軸線調(diào)整

水輪發(fā)電機組軸線調(diào)整根據(jù)機組結(jié)構(gòu)布置方式的不一樣，對應(yīng)采取不一樣的調(diào)整方法。

3.1 臥式機組軸線調(diào)整

臥式機組通常設(shè)計兩部導(dǎo)軸承和單根軸結(jié)構(gòu)，因此，發(fā)電機軸線只需要調(diào)整集電環(huán)，其余轉(zhuǎn)子、軸等部件由廠內(nèi)制造保證聯(lián)接精度，不需要進行調(diào)整。

集電環(huán)擺度的標準按國標執(zhí)行。當(dāng)擺度超標需要調(diào)整時，最好是根據(jù)擺度的實際數(shù)值調(diào)整集電環(huán)整體，而不是單獨調(diào)整上環(huán)或者下環(huán)。如果非要調(diào)整單獨的一環(huán)，根據(jù)多個電站的調(diào)整經(jīng)驗，基本上不能夠調(diào)整到理想的數(shù)據(jù)，除非是集電環(huán)整體加工。

3.2 立式機組軸線調(diào)整

立式機組軸線調(diào)整與水輪發(fā)電機推力軸承支撐結(jié)構(gòu)及盤車方式有關(guān)，最常見有剛性盤車和彈性盤車。

3.2.1 剛性軸線調(diào)整

如果各導(dǎo)軸承的擺度或者最佳中心不符合要求，軸線需要進行調(diào)整。調(diào)整的方法有很多，需要根據(jù)調(diào)整的難度和要求來進行。常見的方法：（1）推力頭和鏡板間加墊或者修刮推力頭卡環(huán)；（2）推移上端軸。少見的方法：發(fā)電機軸和水輪機軸之間加墊，通常是由于發(fā)電機軸和水輪機軸加工時沒有進行聯(lián)軸找擺造成的。

3.2.2 彈性盤車軸線調(diào)整

彈性盤車實際上是通過盤車時的鏡板端跳來檢查抱緊的兩部導(dǎo)軸承連線與鏡板相互之間垂直度的差異。關(guān)于將鏡板跳動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成鏡板的最大擺動數(shù)值及方位的方法，可以根據(jù)最佳中心的計算公式進行參考換算。鏡板最大擺動數(shù)值和鏡板直徑的比值等于單個導(dǎo)軸承移動距離與兩部導(dǎo)軸承距離的比值，據(jù)此計算得到單個導(dǎo)軸承的移動距離。

通常情況下，移動單個導(dǎo)軸承是通過推移上端軸實現(xiàn)的。

4 結(jié)語

影響機組受力和軸線的因素很多，在安裝、調(diào)整階段可能遇到的問題也千變?nèi)f化，如單部導(dǎo)軸承擺度大而其余各處擺度正?；蛴幸?guī)律、某一測點以下或以上測量數(shù)據(jù)線性增大等，要逐一排除各影響因素是一個非常復(fù)雜、精細的過程，需根據(jù)實際情況及時分析、排查和處理。本文針對不同結(jié)構(gòu)水輪發(fā)電機組受力和軸線調(diào)整實踐的分析、探討和總結(jié)，能夠順利、高效地實現(xiàn)了機組受力和軸線調(diào)整。