三里坪水电站机组轴线调整

覃陆英

(葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

1 工程概况

三里坪水利水电枢纽位于湖北省房县，电站主要建筑物由进水口、引水隧洞、主厂房洞室群(含主副厂房、安装场、母线洞)、尾水隧洞、尾水闸门井、尾水渠、交通洞、出线洞、厂外排水洞及地面开关站等组成。电站装机2台转轮直径为2.2m的立轴金属蜗壳混流式水轮发电机组，额定水头87m，单机容量35MW，总装机容量70MW。

地下电站洞室群顺水流向依次排列有主厂房洞(含安装场、副厂房)、母线洞。主厂房洞室尺寸70.20m×17.2m×45.0m(长×宽×高)，分三段布置，安装场段长26.7m，主机段长28.3m，副厂房段长15.20m。主机段底高程286.67m，顶高程328.00m;安装场及副厂房底高程299.00m，洞顶高程328.00m;机组安装高程296.00m。与各主机段相连的母线洞，平面尺寸22m×5.2m×6.1m(长×宽×高)，洞底高程306m，洞顶高程312m;其后的出线洞尺寸75m×5.2m×6.0m(长×宽×高)，底板高程306m，洞顶高程312m。出线洞外连地面开关站，内与二母线洞末端相连，断面尺寸5.2m×6m，进口洞底高程为320.00m，与母线洞相交处洞底高程306.00m，洞长75.00m。

地面开关站设在李子沟大桥下游右岸公路旁，占地面积约3140m2，设有主变、进出线构架及两层的框架结构建筑物，建筑物内布置有中控室、辅助室及通信室。中控室设在第二层，面积约为80m2，布置有电站监控系统主控级设备和图象监控主控设备;辅助盘室内布置有开关站LCU盘、110kV线路保护盘、母线保护盘、故障录波盘、安全稳定装置盘及其它辅助盘等。

2 轴线调整原理

2.1 轴线调整的条件

2.1.1 水轮机部分

(1)底环、导叶按照预装过的正式安装;

(2)将转轮与水机大轴连接后吊装至安装位置;

(3)将顶盖按照预装的正式安装;

(4)除水导轴承、主轴密封在轴线找正后才能正式安装。

2.1.2 发电机部分

(1)下机架安装完成，下机架基础混凝土浇筑完成后，复测下机架各项安装技术指标符合规范要求;

(2)定子基础板安装混凝土浇筑完成后，复测技术指标符合规范要求，安装定子完成，相应的指标数据符合规范要求;

(3)转子吊装至安装部位;

(4)上机架安装完成，推力轴承等安装完成并符合规范要求。

2.2 计算原理

2.2.1 机组轴线的全摆度、净摆度计算(表1)

表1 计算机组轴线的全摆度、净摆度

2.2.2 判断轴线垂直度是否合格

由净摆度中的发电机轴净摆度φba和整机轴线最大净摆度φca来确定，由绝对最大净摆度计算出最大相对净摆度，如果合格，就不必再盘车;如果不合格，就需再盘车。

2.2.3 判定轴线的倾斜与弯折

判定轴线的倾斜与弯折情况，并用图标注。2.2.4 轴线处理时的最大磨削量计算(大小)

(1)发电机轴线纠正时，绝缘垫的最大磨削量由下式计算:

式中:δ——绝缘垫上的轴线倾斜方向上的最大磨削量;

D——推力头的直径;

φba——轴线倾斜方向上的最大净摆度;

L1——上导处百分表与法兰处百分表的轴长。

(2)水轮机轴与发电机轴弯折较大，磨削水轮机法兰面的最大磨削量按下式计算:

δ=dφcb/2L2

式中:δ——法兰面上的最大磨削量;

d——法兰面的直径;

φcb——水导处的最大净摆度;

L2——法兰处和水导处百分表之间的轴长。

2.2.5 轴线处理时磨削的最大方位

对于绝缘垫的处理，由计算出的净摆度确定。

(1)当计算出的四个净摆度中，只有一个的绝对值最大，其它各值与它比较，相差大于3丝以上，则轴线的倾斜方位就是该净摆度对应的倾斜点，磨削时按该点进行，并分区按比例磨削;

(2)当计算出的四个净摆度中，有一个的绝对值最大，但另有一个净摆度与之相差小于2丝，则轴线的倾斜方位应介于该两个倾斜点之间，其实际最大净摆度按下式计算:

式中:β——实际最大倾斜方向与计算中的最大倾方向的夹角;

T1——计算出的最大净摆度;

T2——计算出的次最大净摆度。

3 轴线调整

三理坪1#机轴线调整，盘车数据及全摆度、净摆度数值见表2所示。

表2 三里坪1#机轴线全摆度、净摆度计算

表3 三里坪1#机组重新盘车的全摆度、净摆度计算

根据公式δ=Dφba/2L1，算出最大处理点为3点，处理厚度为0.067mm，将推力头锁片划分10等份，以最大点递减处理。处理好了按照程序安装后重新盘车的数据调整(表3)。

根据公式算出最大的点处理厚度为0.005mm，根据曲线图检查符合要求，按照GB8564《水轮发电机组安装技术规范》要求检查符合优良标准，可以按照施工手册要求的步骤进行水轮发电机总装。

4 结论

在机组实际情况中，机组轴线调整数据虽然达到了规范要求，但是在运行过程中机组的振动仍可能比较大，可能是由动不平衡所引起，电磁及水力影响也或多或少地起作用，这是一种综合性的因素。我们只有通过做动平衡实验来确定，再通过计算出不平衡点加配重来解决。在这里不再详细说明。此种轴线盘车计算分析方法，在三理坪水电站机组轴线调整中，是除了刮削绝缘垫进行处理外的另一种处理推力头锁片的方法。