黄金坪水电站左岸大厂房4#机组轴线调整

孙 红 武

(四川大唐国际甘孜水电开发有限公司，四川 康定　626001)



黄金坪水电站左岸大厂房4#机组轴线调整

孙 红 武

(四川大唐国际甘孜水电开发有限公司，四川 康定626001)

摘要：介绍了黄金坪水电站4#机组在安装过程中采用的轴线调整方法。通过对盘车数据进行计算和分析处理,解决了机组导轴承摆度过大的缺陷,最终完成了机组轴线调整，机组运行后摆度及振动达到规范要求。

关键词：盘车；轴线；摆度；黄金坪水电站

1电站概述

黄金坪水电站位于甘孜藏族自治州康定市黄金坪乡境内，为大渡河干流规划调整推荐二十二级方案中的第十一级电站，上游接长河坝水电站，下游接泸定水电站。水库正常蓄水位高程1 476 m，死水位高程1 472 m，具有日调节能力，电站总装机容量850 MW，采用左岸大厂房、右岸小厂房两个地下厂房的开发布置方式，其中左岸大厂房装机容量为4×200 MW，在坝址下游约3 km处从水库左岸引水发电，多年平均年发电量35亿 kW·h，年利用小时数为4 370 h；右岸小厂房装机容量为2×25 MW，主要任务是承担电站脱水段(坝址～左岸大厂房尾水段间)环保供水。

2黄金坪水电站机组具有的结构特点

黄金坪水电站水轮发电机组由东方电气集团东方电机有限公司制造，水轮机型号为HLD597-LJ-600，发电机型号为SF200-56/13200。机组形式为立轴半伞式结构，转子上方设有上导轴承，转子下方设有下导轴承和推力轴承。推力轴承和下导轴承共用一个油槽，布置在下机架上。机组额定转速为107.1 r/min。上导轴承所设置的12块巴氏合金瓦至镜板距离为5.35 m，下导轴承设置了18块巴氏合金瓦，水导轴承采用10块巴氏合金瓦，距离镜板7.241 5 m。推力轴承采用16块弹性金属氟塑推力瓦。镜板直径为3 570 mm。推力轴承采用支柱式弹性油箱结构。推力轴承负荷为1 650 t。

3盘车方式的选择

黄金坪水电站推力轴承由于采用弹性金属氟塑推力瓦，无高压油顶起装置，盘车摩擦力大，因而无法采用人工盘车方式。原设计方案准备采用电动盘车方式进行盘车(即在定子和转子之间通直流电的方式，将发电机作为电动机驱动机组旋转进行盘车的方式)，但由于电气盘车设备庞大，接线复杂，操作困难，可靠性和稳定性较差且电动盘车工具在机组订货时不含直流电缆等问题而未被采用。考虑到后期机组大修过程中仍需要盘车，最终决定采用自动盘车装置进行盘车。自动盘车是利用自动盘车装置驱动机组旋转进行盘车的一种方式，自动盘车装置由机架、驱动电机、减速机构、连轴机构、离合机构等部件组成，盘车机架安装在发电机上机架上，利用驱动电机、减速机及离合机构形成力偶矩驱动力偶臂带动上端轴旋转进行盘车。此种盘车装置盘车速度均匀，旋转平稳，操作简单，不会产生力矩不均匀现象，测量数据准确。

4盘车方法的选择

黄金坪水电站推力轴承由于采用的是液压支柱式推力轴承，故只能采用弹性盘车和刚性盘车两种方法。设备厂家提供的安装技术要求采用抱上导瓦和水导瓦进行弹性盘车的方式，因此，安装现场在采用盘车方法和报哪一道瓦问题上争论较大。 鉴于刚性盘车能较好地反映机组轴线的实际情况，故最终决定采用报下导瓦刚性盘车的方式进行盘车。要求采用两个步骤进行盘车。第一步是在完成弹性油箱水平调整和重量转移后将镜板调平，将弹性油箱的旋套旋至底部，使液压支柱式弹性油箱处于刚性状态后进行盘车。第二步是将弹性油箱保护旋套松开、完成受力调整后在保证水平达到设计要求的情况下再次进行盘车。最终将两种盘车方法所得的数据进行比较。

5测点布置情况

黄金坪水电站的盘车测点是在机组主轴转动的一周俯视逆时针均分8点，在上导、下导、水轮机和发电机法兰、水导等处加设百分表以测量其摆度值，从而可求得轴线对镜板的不垂直度与法兰处的折线值，为进行轴线处理提供依据。除此之外，还在镜板外缘设水平和垂直两个测点。水平测点设在镜板外缘圆周面，垂直测点设在镜板平面最大直径处，测量方位须与导轴承测点一致。垂直数值反映镜板轴向跳动值(轴线与镜板垂直情况)，水平测点则是检查盘车过程中镜板有无发生过大的中心位移。这些测点的布置是为了最大程度地反映轴线与镜板的真实数据。

6轴线调整

轴线调整的内容一般分为以下三项:(1)轴线测量：通过盘车测得几个断面测量部位的摆度值,看其是否符合规定标准,从而为下一步的轴线调整提供可靠的资料；(2)轴线处理：根据实际测量到的机组轴线的状态数值进行计算分析并作出相应的处理，将各测量部门的摆度值控制在规程规定允许的范围之内；(3)轴线调整：将处理合格的轴线通过移轴和调整推力瓦的水平,使主轴的旋转中心线与机组中心线重合,同时对推力轴承的受力进行调整,尽量做到各块推力瓦受力均衡,最后将各导轴承调整至与机组旋转中心线相重合。

6.1轴线测量

黄金坪水电站的轴线调整首先进行的是镜板调平和受力调整。在进行受力调整时，先使机组轴系处于自由状态，分别按单侧间隙0.03～0.05 mm抱紧互成90°夹角的四块上导瓦及水导瓦,利用手动压力油泵及制动器顶起转子，将各测杆下方的百分表对零，然后释放制动器油压，将转子平稳落下，待机组转动部分稳定后，分别将抱紧的四块导轴瓦松开，分组读取每个弹性油箱测杆下的两块百分表读数。在进行弹性油箱受力调整时，应将上导及水导瓦抱紧，调整完成后松开瓦读数。受力完成后分别测量水轮机止漏环和发电机空气间隙，将转动部件调整到机组中心，然后进行盘车。首次盘车时，若轴系折线过大可能会造成水轮机转轮与固定止漏环刮蹭，为避免出现事故，在进行首次盘车时，严密注视各表计的读数，发现异常情况应立即停止；同时，每盘至一个点时，用塞尺将整个止漏环间隙划一遍，以确保间隙足够均匀且无任何杂物。黄金坪水电站盘车分两步：

第一步是将推力轴承旋套旋至底部，锁死弹簧油箱进行盘车，盘车数据见表1。

表1　盘车数据表　/0.01 mm

第二步是将推力轴承旋套旋起，回复推力轴承刚性进行盘车，得到以下盘车数据(表2、3)。

表2　盘车数据表

表3　盘车数据表

采用以上两种方法得到的数据基本一致。根据图纸得知水导至镜板的距离为7.24 m，计算相对摆度为0.22 mm÷7.24 m=0.03 mm/m。根据该值得知相对摆度未达到优良标准，需要进行轴线处理。

6.2轴线处理

由计算可知相对摆度为0.03 mm/m。而对于机组转速107.1 r/min的国标优良率为相对摆度需小于0.03 mm/m，故最终决定进行轴线处理。由于黄金坪水电站从转轮联轴到水发联轴到转子联轴处均采用销钉螺栓连接，无法进行调整，因此决定采用在推力头和镜板间加垫的方式进行轴线调整。加垫方式见图1。

现场加垫后，再次进行盘车，取得的数据见图2。

从以上数据得知，水导轴承处最大摆度为0.11 mm/m,计算相对摆度0.11 mm÷7.24 mm=0.015 mm/m，该相对摆度值达到国标优良标准。在完成轴线处理及再次盘车验证后进行轴线调整，使用塞尺测量上、下止漏环间隙，使用千斤顶将轴线调整至机组最优中心后进行抱瓦。

图1　推力头和镜板间加垫方式图

7结语

黄金坪水电站开机后，我们对各部位进行了摆度测量，实测各部位摆度如下：水导轴承、上导轴承及下导轴承摆度均在0.14 mm内，与盘车结果一致，振动值均在0.02 mm以内，达到规范要求，具体测量值见表2。

图2　4#机组开机后在线监测数据图

众所周知，机组轴线调整是机组安装过程中的一道重要工序，如果一台机组的轴线达不到设计要求,机组在运行过程中就会产生较大的摆动,转动部件受到的不平衡质量、磁拉力和水力不平衡都会加大,机组的振动摆度将会随运行时间的延长而加大,进而使各轴承的运行进入恶性循环。黄金坪水电站依据最基本的盘车原理进行盘车和轴线调整，最终结果达到优良标准。

参考文献:

[1]GB8564-2003，水轮发电机组安装技术规范[S].

(责任编辑：李燕辉)

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孙红武(1973-)，男，陕西西安人，主任，助理工程师，技师，二级建造师，从事水电工程建设技术与管理工作.

作者简介:

文章编号:1001-2184(2016)02-0002-04

文献标识码:B

中图分类号:TV7;TV22;TV734.2

收稿日期:2015-12-31