小灣水電站推力軸承在檢修過程中的調(diào)整分析

徐文冰，岳建鋒

（華能瀾滄江水電股份有限公司檢修分公司，云南 昆明650214）

1 概述

小灣水電站位于云南省鳳慶縣和南澗縣交界的瀾滄江上，電站距昆明公路里程約456 km。壩址多年平流量1 210 m3/s，設(shè)計(jì)引用流量2 190 m3/s。電站正常蓄水位1 240 m。水庫總庫容為149.14億m3，有效庫容為98.95億m3，水庫具有不完全多年調(diào)節(jié)能力。電站地下廠房內(nèi)安裝6臺(tái)機(jī)組，單機(jī)容量為700 MW，裝機(jī)總?cè)萘? 200 MW，電站多年平均發(fā)電量為189.9億kW·h。電站以500 kV電壓等級(jí)接入電力系統(tǒng)，在系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用任務(wù)。

該電站推力軸承采用ALSTOM公司的薄瓦巴氏合金瓦小支柱彈性支撐結(jié)構(gòu)（如圖1所示），設(shè)置16塊推力瓦，機(jī)組的受力傳遞順序?yàn)椋和屏︻^→鏡板→推力瓦（薄瓦）→彈性支柱→推力軸承托瓦（厚瓦）→推力瓦支撐盤→推力瓦承重螺栓→推力瓦錐形支承→下機(jī)架中心體→下機(jī)架支臂——軸向基礎(chǔ)板和徑向基礎(chǔ)板。

小灣水電站推力軸承采用彈性支柱支撐的多點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)，通過一些高度相同直徑不同和彈性不同的彈性垂直銷釘支撐在承重托瓦上，托盤位于厚瓦與壓縮柱之間，其作用為減小軸瓦變形和避免軸瓦中部應(yīng)力集中。不但具有結(jié)構(gòu)緊湊、承載力較大、運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，還可通過托瓦下的支撐結(jié)構(gòu)對單塊推力瓦進(jìn)行受力調(diào)整。各軸瓦上的不均衡載荷會(huì)造成各壓縮柱間的壓力差，這個(gè)壓力差直接反映為各壓縮柱中測量桿的不同位移量，因此在安裝時(shí)可以通過電子位移表測量該位移量，并據(jù)此對調(diào)整柱進(jìn)行高度調(diào)節(jié)，從而使各瓦載荷達(dá)到均衡。

小灣水電站推力軸承具體參數(shù)如下頁表1。

圖1 推力軸承結(jié)構(gòu)圖

2 推力軸承檢修過程中受力調(diào)整

機(jī)組在A級(jí)檢修過程中，由于下機(jī)架回裝后與檢修前發(fā)生一定的變化，需要對回裝后的推力軸承受力以及鏡板水平進(jìn)行重新測量調(diào)整。

表1 小灣水電站推力軸承參數(shù)

2.1 安裝工藝

下機(jī)架回裝后，需要復(fù)測機(jī)架水平，下機(jī)架水平應(yīng)滿足≤0.04 mm/m，考慮到機(jī)組經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行，下機(jī)架產(chǎn)生變形的情況，應(yīng)與修前進(jìn)行比較，分析水平變化情況，若變化較大，則需進(jìn)行下機(jī)架水平調(diào)整。

鏡板及推力頭回裝后，利用框式水平儀或合像水平儀沿周向均布8點(diǎn)測量其水平，應(yīng)滿足≤0.02mm/m。

轉(zhuǎn)子吊裝過程中調(diào)整與發(fā)電機(jī)下端軸螺栓孔相對位置，對稱穿入4顆定位銷套，最終轉(zhuǎn)子受力于風(fēng)閘制動(dòng)器，利用液壓拉伸器將發(fā)電機(jī)下端軸及轉(zhuǎn)輪提升，安裝剩余定位銷套，并按力矩值將把合螺栓把緊。啟動(dòng)高壓油頂起裝置，調(diào)整轉(zhuǎn)子與鏡板及推力頭的相對位置，穿入定位銷釘并螺栓緊固。

2.2 回裝階段推力受力調(diào)整

利用頂轉(zhuǎn)子油泵，緩慢將轉(zhuǎn)子下落，此時(shí)每塊推力瓦的受力是不均勻的，利用負(fù)荷測量儀進(jìn)行位移測量，記錄測量數(shù)據(jù)，根據(jù)記錄進(jìn)行推力瓦受力調(diào)整工作。

具體調(diào)整如下：

利用制動(dòng)器頂起轉(zhuǎn)子，使鏡板與推力瓦脫離3～5 mm間隙，頂起過程中密切注意推力瓦與鏡板是否脫開，避免推力瓦與鏡板一同上升的現(xiàn)象發(fā)生。用負(fù)荷測量儀測量出當(dāng)前的受力值，作為推力瓦受力調(diào)整的基礎(chǔ)。下落轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子等轉(zhuǎn)動(dòng)部件重量轉(zhuǎn)移至推力瓦上，測量其受力值并記錄，前后兩次數(shù)值的差值即為每塊推力瓦受力值。

在受力調(diào)整前，應(yīng)測量鏡板水平。結(jié)合鏡板水平和推力瓦受力值，在下次頂起轉(zhuǎn)子時(shí)進(jìn)行支撐部分壓縮柱高度調(diào)整。在下部測量桿處架設(shè)千分表，并用扳手調(diào)整推力瓦調(diào)整桿。如此反復(fù)進(jìn)行調(diào)整，推力瓦最大、最小受力偏差應(yīng)控制在±0.01 mm以內(nèi)。

機(jī)組盤車時(shí)，在鏡板上端面處放置水平儀，記錄盤車點(diǎn)位置的鏡板水平情況，并根據(jù)計(jì)算判斷是否符合要求（≤0.02 mm/m），并重新復(fù)測推力瓦受力情況，與盤車前比較是否有變化。

2.3 試運(yùn)行階段推力受力調(diào)整

以此次大修機(jī)組（小灣6號(hào)機(jī)組）為例，根據(jù)推力瓦溫度進(jìn)行相應(yīng)的受力微調(diào)。

表2 調(diào)整前后對比

圖2 調(diào)整前后推力受力與瓦溫關(guān)系對比

根據(jù)數(shù)據(jù)分析，推力受力的大小與瓦溫的高低對應(yīng)性比較好，只有少數(shù)幾個(gè)對應(yīng)性較差。在調(diào)整受力時(shí)可按照經(jīng)驗(yàn)“調(diào)整0.01 mm溫度變化1℃”來調(diào)整。在調(diào)整過程中，應(yīng)綜合考慮單個(gè)軸瓦兩側(cè)及對側(cè)的溫度情況，調(diào)整推力受力需要反復(fù)測量、分析、調(diào)整，切勿盲目進(jìn)行調(diào)整。

由于檢修工期關(guān)系，最終推力瓦溫溫差由調(diào)整前的5.1℃調(diào)整到3.1℃。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，仍然存在調(diào)整空間，可將瓦溫高的1號(hào)、11號(hào)推力瓦向下調(diào)整0.02 mm。

3 結(jié)束語

通過對小灣水輪發(fā)電機(jī)組推力軸承受力調(diào)整分析，總結(jié)出一套此類推力軸承的行之有效的安裝及調(diào)整方法，并為后續(xù)機(jī)組檢修提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

由于筆者水平有限，本文難免存在不足之處，歡迎批評指正。