光照水电站机组盘车特点分析

刘卫华

（中工武汉大学设计研究有限公司，武汉 430071）

1 概 述

贵州光照水电站位于北盘江中游，电站安装4台立轴混流半伞式三相、密闭自循环空冷同步发电机组，型号为SF260-32／10540，由天津阿尔斯通水电设备有限公司制造。机组具体参数见表1。

表1 机组技术参数表

2 盘车方式选择

盘车是立式水轮机组安装和检修中的重要步骤之一，目的是对发电机组的轴线进行测量和调整，以使安装工艺达到设计标准，盘车质量是机组安全运行的重要保证。光照电站原本设计有传统机械盘车的盘车工具，考虑到该站无推力轴承高压油顶起减载装置，传统机械盘车（桥机盘车）劳动强度大，盘车时间较长，影响其工作面正常工作等因素，最终采用了电驱动自动盘车方式。电驱动自动盘车有安装施工方便、可多次重复操作、旋转平稳、停点准确，有利于盘车的连续进行，可大大提高其劳动效率等优点，最近几年逐渐得到广泛应用，如百色水利枢纽、恰甫其海等水电站都成功采用了这种方式。

3 轴系结构

光照水电站水轮发电机组为立轴半伞式三段轴结构，机组各部轴承从下到上分别装设有水导轴承、下导轴承、推力轴承和上导轴承。机组大轴导轴承均为油浸分块自调式巴氏合金瓦，其中上导轴瓦8

、、

、

，力轴承为金属塑料瓦，弹性油箱支撑结构。水轮发电机轴系结构见表2。

表2 轴系结构参数表

4 盘车装置安装

光照电站的电动自动盘车装置是由电动机驱动的机械盘车装置，主要由机架、6台驱动电机、减速机构、联轴机构组成。

（1）发电机组上端轴、上机架及各部安装完成后，在发电机集电环安装之前将盘车装置的联轴机构安装在发电机上端轴上面。

（2）机架通过焊接方式固定在发电机上机架支臂上，6台电机利用螺栓联接固定在盘车装置机架上提供动力，减速机构通过大齿轮减速增矩后与联轴机构通过一对力偶传递力矩带动机组轴系缓慢转动。

5 盘车试验

光照电站机组采用的是刚性整体盘车，即在盘车过程中只抱下导瓦，而不抱上导瓦和水导瓦，使大轴处于自由状态下盘车的方式。这种盘车方式可以避免因轴系折线摆度过大而导致盘车困难的可能性，同时便于数据分析计算。

5.1 确定和调整旋转中心

测量固定止漏环与转轮间隙或发电机组空气间隙校核机组中心是否与机组旋转中心重合。对于光照水电站4＃机组，考虑到转轮与固定止漏环实际间隙小于设计值（最小1.67 mm设计间隙为2.3～2.68mm），实际盘车过程中以水轮机转轮与固定止漏环实际间隙作为确定旋转中心的检查标准，在未满足间隙均匀的情况下，通过径向顶推转子的办法调整间隙均匀。调整完毕后，以0.02mm的间隙抱6块下导瓦。

5.2 盘车检查轴线摆度

盘车检查机组旋转中心是否与轴线中心重合，其目的就是检查机组轴线是否存在偏心，折线等对机组运行造成危害的因素，并通过人工处理有关组合面、平移大轴等方法进行校正。

（1）在上导、下导、水导、镜板和水发大轴两个联接法兰处外圆均分8个测量点，以＋X方向测量点为“1”号点，按与发电机运行转动方向相反的方向分别对8个测量点编号（见图1）。

图1 盘车测点布置图

（2）在盘车之前利用高压油泵通过制动器将转子顶起4mm，在镜板和推力瓦上均匀的涂抹纯猪油，然后将转子复归落在推力瓦上。

（3）在机组上导、下导、水导、镜板和水发大轴两个联接法兰＋X、＋Y方向各装设一只百分表，用于监控盘车状态并读取各部位绝对摆度。

（4）启动盘车工具，每转动到一个测量点，停止旋转，记录百分表的读数。因为机组首次进入转动状态，容易受到各种外加力的干扰，再加上盘车工具与机组有一个磨合过程，机组第一次盘车时的数据往往并不能反映机组轴线的真实情况，尤其是与盘车工具距离最近的上导读数偏差太大（见表3），不能作为盘车数据分析的依据，盘车进入第二圈以后的数据才可以用于数据分析。

表3 以下导为基准盘车摆度数据汇总表（4＃机）Y方向单位：0.01mm

该站3＃机组前几次盘车时，发现百分表指针摆动辐值偏大，最大摆动辐值1.5 mm，不利于观测人员监控盘车摆度变化情况。经查找原因后，发现问题出在盘车工具的传动方式上。盘车工具是靠大齿轮内圆对称方向上的两个凹槽与联轴部分的两个凸键组成键槽配合传递力矩，但是这种键槽配合存在着10mm的间隙，在盘车工具转动速度不可能达到完全匀速的情况下，因为间隙的存在，在速度快慢转换之间对转动惯量较大的机组形成反复的冲击，从而造成了机组轴系的振动，使指针摆动幅度偏大。现场通过用木板填补键槽之间10mm间隙的办法，后面几次盘车进行顺利。

5.3 盘车数据分析

反复进行了几次盘车后，最终的盘车数据见表4，摆度曲线图见图2。经在一定程度上限制了镜板的轴向跳动，所以镜板的轴向跳动量自然不会很大，但是表4的数据表明机组摆度特别是上导绝对摆度相对来说还是比较大。所以对于推力轴承是弹性支撑结构，推力瓦是金属塑料瓦的机组，如果采用刚性盘车，对其镜板跳动量的监测应该说是没有必要的，但作为检验机组特别是推导轴承安装质量的一种手段，具有一定的参考价值。

表4 盘车摆度数据汇总表（3＃机）X方向单位：0.01mm

从图2可以看到，上导和水导的摆度曲线接近正弦曲线，由此可以判断盘车数据真实有效。根据国标对于转速≤250r／min机组盘车的验收标准：上导相对摆度≤0.03 mm／m，法兰相对摆度≤0.03 mm／m，水导相对摆度≤0.05mm／m，水导处的绝对摆度≤0.35mm。对盘车数据进行计算：

φ1、φ3、φ4、φ5分别为上导、上法兰、下法兰和水导的绝对摆度；L1、L3、L4、L5分别为上导、上法兰、下法兰和水导到镜板的距离。

从计算结果可以看出各部摆度均没有超过国家标准，机组的轴系中心能够基本与机组旋转中心、机组中心一致，可以满足机组运行的要求。

图2 摆度曲线图

虽然在盘车过程中，对镜板的轴向跳动量也进行了监测，但因为是刚性盘车，就不能像弹性盘车那样以镜板跳动量为判断机组摆度大小的主要依据。刚性盘车需要将下导瓦的间隙调整为0.02～0.05 mm， 上导瓦和水导瓦则完全放开，这种方式本身已

6 结 语

光照水电站的机组盘车方式采用的是抱下导刚性整体盘车，而没有采用抱上导和水导的弹性盘车方式，其目的就在于避免轴线摆度较大而导致弹性盘车无法进行下去的可能性，从实际效果来看，盘车过程较为顺利，盘车数据真实有效，为各部导瓦间隙的调整提供了可靠的依据。采用的盘车工具是近年来逐渐普遍使用的电驱动自动盘车装置，在很大程度上提高了盘车的工作效率，节省了工期，为早日实现机组发电创造了条件，取得了一定的经济效益。