溧阳抽水蓄能电站电动发电机转子联轴新工艺

甘豪（中国水利水电第五工程局有限公司机电制造安装分局，四川 成都 610000）



溧阳抽水蓄能电站电动发电机转子联轴新工艺

甘豪
（中国水利水电第五工程局有限公司机电制造安装分局，四川 成都 610000）

摘要：在大型水轮发电机组安装施工过程中，转子吊装、联轴是工程进度计划中一个比较重要的节点。溧阳抽水蓄能电站在转子吊装就位时，该转子与下端轴、推力头的连接采用了公差配合的止口连接结构，止口间隙极小导致在联轴过程中极容易造成止口的咬伤，对转子与推力头、主轴连接安装造成了很大的困难，本文主要阐述了在这种特殊情况下采用的虚拟增高推力头高程的方式逐步联轴的解决方法。

关键词：溧阳电站；转子联轴；增高推力头高程

1工程概述

江苏溧阳抽水蓄能电站地处江苏省溧阳市，安装6台单机容量25万kW的可逆式水泵水轮发电机组，总容量150万kW。发电机为半伞式结构，推力轴承为单波纹弹性油箱结构。转子直径6 282 mm，净重约400 t，额定转速300 r/min。该转子与推力头、下端轴均采用螺栓连接方式。

图1转子联轴各法兰尺寸示意图

如图1显示，转子与推力头公称配合间隙理论最大值为单边0.125 mm，转子与下端轴公称配合间隙理论最大值为单边0.25 mm，可知其配合间隙非常小，联轴前对转子找正对中要求很高。且现场转轮放置于泄水环上通过加垫片来调平转轮，转轮高程已无法下放，导致下端轴上法兰面与推力头法兰面高程差最大为20.5 mm，而转子下法兰止口深度为20mm，下机架理论扰度为0.70mm，该情况下将转子吊入机坑后若直接联轴很容易压伤止口。

2转子与推力头、下端轴联轴

2.1联轴方案的对比

按照传统联轴方法，有以下3种联轴方案可进行借鉴和参考：

方案1：转子吊入机坑后先和推力头连接，再和下端轴连接。

方案2：转子吊入机坑后先和下端轴连接，再和推力头连接。

方案3：转子吊入机坑后同时连接推力头和下端轴法兰。

根据现场实际情况，对以上3种方案进行了分析：

方案1，由于推力头和下端轴在联轴前高差为20.5 mm，转子止口深度为20 mm，且吊装前难以保证推力头与下端轴同心度，在下机架下扰度范围内极容易磕伤止口。

方案2，转子与下端轴的连接是通过液压拉伸器来逐步将下端轴提至与转子下法兰面把合为止。该方案需将转子放置在事先设定高程的制动器闸面上来进行与提轴，提轴过程中随时检查转子与下端轴螺栓孔内圈错牙值。与下端轴连接后还需要调整推力头与转子中心体同心度，再通过推力头连接螺栓提升推力头。以上步骤完成后再通过制动器高压油将制动器锁定旋至底部，受力转移至推力轴承。该方案是在转子落在制动器上完成与下端轴连接的，若落在制动器上转子与下端轴同心度偏差太大，将无法进行提轴。

方案3，桥机将转子吊在空中的情况下，同时连接推力头与下端轴，此情况更将无法同时保障推力头、下端轴相对转子的同心度。

2.2联轴方案的选择

根据现场实际情况可知，转子吊入机坑后与推力头、下端轴联接时需要找正其同心度才能保证推力头、下端轴进入转子下法兰的止口。一般情况下先将转子与推力头找正联接完成后，在通过推力轴承来调整转子与下端轴的同心度，但此处转子与推力头连接后，由于止口深度的原因无法下放转子至推力轴承。

根据该思路，开创性地选择在推力头法兰面放置一块板来“虚拟”增高推力高程，使推力头法兰面与下端轴上法兰面的高程差增大，以至于转子与推力头连接后可以顺利下落至推力轴承瓦上。

2.3“虚拟”加高推力头高程的可行性分析

在推力头法兰面放置一块板，避开推力头螺栓孔，使转子与推力头把合接触面尽量大。

考虑经济性和操作便捷性，现场可使用分块尼龙板圆周均匀分布在推力头法兰面且避开推力头螺栓孔。尼龙板材具有优越的综合性能，具有重量轻、刚度好、强度高、承载力强的特点，能够承受转子重量而不变形。

尼龙板夹在转子与推力头之间，两者找正后通过螺栓把紧，然后受力转移至推力轴承，再找正与下端轴的同心度，通过液压拉伸器提升主轴。最后松掉推力头联接螺栓，通制动器高压油顶起转子1mm即可取出尼龙板。

3联轴前准备

（1）转子吊装的工作已经准备完毕。

（2）制动器高压油顶起满足使用要求，推力轴承高压油顶起系统满足使用要求。

（3）将每个制动器高程设定到-46.546 m，并将8个制动器调平，旋紧制动器锁定。

（4）转子法兰面、推力头法兰面、下端轴上法兰面已清扫干净、无毛刺、无异物。

（5）准备好8块尼龙板，尼龙板的厚度δ=8mm，尺寸如图2。

4“虚拟”增高推力头高程的联轴方法实施步骤

4.1转子吊装

图2每块尼龙板的尺寸

转子吊装准备工作、检查工作完成后，将转子吊入机坑，转子下降至距离推力头法兰20 mm，通过桥机微调转子中心，尽量找正转子与推力头的同心度。将推力头连接螺栓从转子中心体穿入推力头法兰的螺孔内，将螺栓带进螺纹内即可。若转子与推力头同心度太大，螺栓无法进入螺孔，可将高压油顶起系统投入，通过千斤顶移动推力头使螺栓进入螺孔。然后将转子平稳落在已调平的制动器上，下机架下沉0.70 mm。此时转子下法兰面与推力头法兰面的距离为24 mm，距离下端轴法兰面为43.8 mm。

4.2转子与推力头联接

转子平稳吊落在制动器上后，用深度尺检查转子下法兰与推力头法兰外侧的错牙值（见图3），对称测量4点。转子与推力头的偏心值按下式来计算：

式中，△a—偏心值；A1、A2—对称2点的错牙值。

转子与推力头的中心偏差利用千斤顶顶推推力头使其径向移动来达到调整的目的。

图3转子与推力头同心度测量

确认转子与推力头同心度不大于0.05 mm后，通过连接螺栓对称提升推力头，在推力头提升过程中，密切监控四周方向转子法兰与推力头法兰的轴向间隙、径向错牙值。若偏差过大须调整好后继续提升。

直至转子止口台阶进入推力头后，再次检查转子与推力头法兰面，确认无毛刺、异物。把尼龙板塞入转子与推力头法兰面之间，将8块尼龙板均匀分布在推力头法兰面，如图4。

操作制动器顶起转子，旋下制动器锁定，缓慢卸掉制动器油压，使转子缓慢落下，推力头落在推力轴承瓦上。

4.3转子与下端轴联接

投入高压油顶起系统，调整转子与下端轴的中心偏差，其偏心值通过检查转子中心体内各联轴螺孔孔内的错牙值来计算其偏心值。圆周方向和半径方向的错牙均需要调整。

确认转子中心体内联轴螺孔与下端轴联轴螺孔相对错牙值小于0.10 mm时，检查两法兰面无异物，开始通过拉伸器对称提升主轴。提升下端轴的过程中由于转子与主轴间隙很大需分多次来进行提升。提升至转子与下端轴两法兰面间隙接近20 mm时，注意提升过程中拉伸泵油压不能上升，否则应将主轴下落一些后重新提升，直至下端轴法兰进入转子下法兰止口，与转子法兰把合。上述提升主轴过程中，监视转轮的自由。

图4尼龙板在推力头法兰面分布示意图

4.4取出尼龙板

转子与主轴的螺栓按照设计拉伸值对称拉伸4颗后，松动转子与推力头联接的所有螺栓，并将螺栓都拧出至少2 mm。

操作制动器，通过制动器高压油将转子顶起1mm，取出8块尼龙板，确认两法兰面无异物，重新检查转子与推力头的同心度后，卸载制动器油压，转子落下，把紧推力头联接螺栓。

转子与推力头、主轴联接完成。

5结论

溧阳抽水蓄能电站通过“虚拟”增高推力头高程的方法成功解决了转子与推力头、主轴不能同时找正中心联轴的问题。本文在对传统机组转子联轴方法研究的基础上，经过研究与创新，在本机组转子直接落于推力头上后转子下法兰极易与下端轴磕碰的情况下，成功实践了通过临时添加尼龙板来“虚拟”增高推力头高程的联轴方法，期望为后续大型机组安装提供借鉴和参考。

中图分类号：TV743

文献标识码：B

文章编号：1672-5387（2016）06-0012-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2016.06.005

收稿日期：2016-01-17

作者简介：甘豪（1989-），男，助理工程师，从事水力发电站施工管理工作。