自动盘车装置在三峡机组的应用

庞子敬（青岛正利电力装备有限公司，山东 青岛 266071）



自动盘车装置在三峡机组的应用

庞子敬
（青岛正利电力装备有限公司，山东 青岛 266071）

摘要：自动盘车装置是靠弹性力偶驱动转子，在充分自由状态实现水电机组轴系调整工艺的动力装备。它规范了水电机组轴系调整的驱动工艺。

关键词：自动盘车装置；弹性力偶；充分自由状态；水电机组轴系调整；驱动工艺

1概述

举世瞩目的长江三峡水利枢纽安装32台70万kW水轮发电机组，分别由德国伏伊特（VOITH）公司、美国通用电气（GE）公司、德国西门子（SIEMENS）公司组成的VGS联营体，法国阿尔斯通（ALSTOM）公司、瑞士ABB公司组成的ALSTOM联营体，哈尔滨电机厂有限责任公司和东方电机股份有限公司提供，按结构形式可分为VGS型和ALSTOM型两类，该系列机组集聚全球一流装备技术。

然而，各制造商对于机组轴系调整的外力驱动方式却依然提供原始的驱动工艺，在机电安装过程中某机组轴系调整竟“投入30人参与驱动、花费60d直线工期”，人们亦曾尝试采用卷扬机牵引方式，虽说代替了部分人力，但仍没有摆脱“转速不均匀，停点不准确、可控性差、操作人员劳动强度大、效率低，甚至反复无效的情况”和工作面混乱滋生隐患的局面。

2010年4月14日，长江电力确定引进发明技术“自动盘车装置”（中国发明专利号：02135704.8）以摆脱传统工艺的被动局面。2010年11月18日，“自动盘车装置”首次在8号机（VGS）综合性大修中应用。其应用特点如下：

（1）“解放”导瓦，革除强制约束，自动盘车装置整体置机组上机架中心体之上，两者目测同心，装置动静部分与机组动静部分分别刚性连接。

（2）现场取电380 V，0.37 kW×6。

（3）开启压力润滑油泵。

（4）一人一键智能操纵，电流小于10A，重2373.9t的机组转子平稳旋转。

（5）到停点，转子便自行脱离装置，机组定子与转子间完全空气间隙隔离，呈“轴向、径向处于充分自由状态”。

（6）现场井然有序，工作状态安全文明，人员尊严体面。

（7）测得数据真实精确，一步调整到位，省人、省心、省时、省力。尤其一般用15 d直线工期的轴系调整工作缩为3 h实现，赢得从容工作和更多发电时间，博得现场人员的肯定与欢迎。

2传统驱动工艺及其弊端

水电机组轴系调整的传统驱动工艺，一般指人力驱动、吊车牵引驱动两类，存在诸多弊端。

（1）人力驱动形式

1）抱紧导瓦，实施强制约束，约束愈强则反抗应力愈大，驱动力盲目，安全无保障。

2）驱动不连续，转子惰走失控。

3）干扰因素多，测数失真，反复无效劳动拖长工期。

4）投入人力多，国内某机组轴系调整最多投入80人参与驱动。

5）将人员约束在有限的时间和空间里，重复简单乏味劳动，其形式、其内容与现代文明相悖。

（2）吊车牵引驱动形式

1）在现场附加由吊车、滑轮、缆绳、地锚、盘车柱组成的直线牵引力系，“力的作用点、力的大小和作用方向”盲目。

2）驱动时抱紧导瓦实施强制约束，测数时松脱导瓦维持自由状态，还要反复倒挂钢缆维持切向牵引。

3）驱动不连续，转子惰走失控。

4）干扰因素多，误差大，造成反复无效劳动，拖长工期。

5）强制约束，盲目给力，强拉硬拽，强行通过，现场“危机四伏”。拉飞地锚、拉断缆绳致人员伤亡事故，无不与此有关。

3自动盘车装置的基本特征

自动盘车装置是靠弹性力偶驱动转子，在充分自由状态实现机组轴系调整工艺的动力装备。由弹性机构、力偶机构、减速机构、联轴机构等组成。它配匹功率小、转速匀、停点准、轴向、径向处于充分自由状态，一键实现，效率高（见图1、2）。

图1三峡（VGS）机组配置　

图2三峡（ALSTOM）机组配置

3.1思维路线

水电机组轴系调整工艺是靠外力驱动实现的，要求转速匀、停点准、轴向、径向处于充分自由状态，便于检测轴向各截面的径向摆度值，并调整至国家标准不大于0.02 mm/m。因此三峡机组“自动盘车装置”的研究必须放在“转速匀、停点准、轴向、径向处于充分自由状态，测数精确”的整体综合思维中进行，兼顾相互联系。突出“力的作用点合理，力的大小额定，作用方向准确”的特点，以对称、力偶、增矩、杠杆、弹性为理论支持，将“转速、停点、自由状态”思维转化为一键实现的智能形态，追求形式内容和适用美观的统一。

3.2配置原则

1）保持母体完整，避免“开口、打洞、动手术”；

2）技术过渡充分、合理、有效；

3）配匹电源小，取电方便；

4）便于人员操作。

3.3工作原理及原始参数

3.3.1工作原理

一键通电后，电机经减速机构增矩，弹性机构稀释折线应力；力偶机构将弹性力偶矩传递给联轴机构，带动机组转子同心旋转，到规定角度断电后，联轴机构便自行脱离力偶机构，呈现停点准、转子处充分自由状态，同时过渡轴扩大了人员工作空间。

3.3.2“VGS”类型机组原始参数及配置实施（见图3）

a.机组转动部件总重量2373.9 t；

b.平均摩擦半径2.44 m；

c.推力轴承材质为巴氏合金（压力油强迫润滑）；

d.理轮摩擦转矩M=87kn·m；

e.发电机上端轴上平面Φ1090，20-M24；上机架中心体平面Φ4560，16-M16；

f.Φ1090所处的发电机上端轴上平面，比Φ4560所处的上机架中心体平面高180 mm。

图3“VGS”类型机组原始参数及配置

1.电机2.力偶机构3.联轴机构4.弹性机构5.减速机构6.过渡轴7.母体上机架部分8.母体上端轴部分

3.4配置规范

1）配匹功率：0.37 kW×6；

2）配匹电压：380 V；

3）弹性力偶矩：300 kn·m；

4）动力系数：Mt/m=n。

式中：Mt—弹性力偶矩（kn·m）；m—理论摩擦转矩（kn·m）；n—动力系数（1.25～3.5）。

4在三峡应用6年后

2016年4月14日，“自动盘车装置”在三峡VGS、ARSTOM两类机组的配置已经历6年考验，整体结构、各项技术指标依然有效、完好如初，并且继续发挥其有效功能，三峡电站机组检修采用自动盘车装置以来，工作效率有质的飞跃，同时也有利于自动盘车装置进一步完善，该项技术的配置已深得用户认可。

5结束语

“自动盘车装置”在三峡机组实现一人一键智能配置，规范了水电机组轴系调整的驱动工艺，为完善检修工艺标准准备了条件。

中图分类号：TK730.7

文献标识码：B

文章编号：1672-5387（2016）06-0018-02

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2016.06.007

收稿日期：2016-02-03

作者简介：庞子敬（1952-），男，工程师，从事汽轮机专业研发工作。