混流式机组转轮中心调整方法的创新

张印玲，康文革，王大蔚

（国网新源控股有限公司检修分公司，北京市 100068）

0 引言

转轮是水轮机实现水能转换的核心部件，其性能对水轮机起着决定性的作用，其运行状态直接影响到水轮机的效率、寿命和机组的安全稳定运行。由于转轮的几何形状复杂，在转轮回装过程中难度较大，并且要求精度高，下面总结了对混流式水轮机转轮现场实际检修过程中对回装转轮确定中心位置的方法并已实际应用。此种方法能够简单有效地将回装转轮的中心位置确定，保证了检修的进度和质量，同时确保回装后的转轮能够安全稳定运行。

1 转轮定中心的重要意义

混流式水轮机转轮主要由上冠、叶片、下环组成[1]，具体结构见图1。

图1 混流式转轮结构图Fig.1 Structure diagram of mixed flow runner

一般转轮本体上下各设置止漏环与机组下固定止漏环、上止漏环形成上下止漏环间隙，上下止漏环都应该设计足够的单边间隙[3]。在机组大修过程中如果将转轮进行了吊出，在回装过程中，需要考虑转轮与下固定止漏环的同心度，转轮如果与下止漏环不同心就无法保证机组上下止漏环间隙符合设计要求，如果止漏环间隙偏差较大就会造成机组在运行过程中振动加大，使机组的运行进入恶性循环，影响机组的安全运行。因此在转轮回装完成后进行中心测定是不可或缺的重要步骤。

2 传统中心的调整方法

转轮定中心的基准为下固定止漏环的中心，测定的方法为先确定X（Y）方向的中心再确定Y（X）方向的中心，具体中心测定的步骤按照以下进行：

（1）将转轮整体调至水平，确保转轮水平度小于0.02mm/m[3]。

（2）搭设尾水检修平台，在转轮下部分+X、-X、+Y、-Y四个方向架设4块百分表，然后将4块百分表调零。

（3）用50t千斤顶在转轮上部将转轮从+X方向向-X方向（也可先从+Y方向向-Y方向）顶，然后观察下部4块百分表的读数变化，此时X方向的两块百分表的数值应发生变化，而Y方向的百分表数值应该无变化，这样才可以确定转轮只在X方向上发生了位移，当X方向上两块百分表数值不再发生变化时即可认为转轮下止漏环-X方向的间隙为0，此时将千斤顶撤去。

（4）将X方向上的两块百分表调零，然后用千斤顶将转轮从-X方向向+X方向顶，顶的过程中观察四块百分表的数值变化（Y方向百分表数值应无太大变化），当X方向上两块百分表的数值不再发生变化时即可认为转轮下止漏环+X方向的间隙为0，此时百分表的读数即为转轮下止漏环在X方向上的总间隙，读数完成后撤去千斤顶。

（5）由上一步可知百分表的读数为下止漏环的总间隙，那么数值的一半即为下止漏环的单边间隙，所以用千斤顶将转轮从+X向-X方向顶，顶的过程中观察X方向两块百分表的数值变化，当X方向两块百分表的读数数值为刚才数值的一半时停止顶转轮，撤去千斤顶。此时即可认为转轮在X方向是在中心位置上。

（6）Y方向上转轮中心调整与X方向调整步骤一样。

（7）转轮定好中心后在X、-X、Y、-Y用塞尺将转轮固定。

3 中心调整过程中遇到的问题及解决方法

在某次实际转轮中心调整过程中第一次转轮X方向中心调整时，当进行完第4步时发现百分表的读数为远远小于下止漏环的设计总间隙的数值，翻阅机组安装时的安装记录与现在测量无法对应，发现下止漏环总间隙有误，然后进行Y方向中心调整时也出现了同样的问题。

分析认为：查转轮图纸发现转轮加工时在转轮下环至下止漏环间有一段R角，与泄水环处R角形成水流的通道，由于在转轮中心调整时转轮与底环间未加垫片造成两R角之间间隙变小，在转轮推到R处就推不动，造成数值出现误差。

为了验证分析的正确性，在转轮+X、-X、+Y、-Y四个方向上分别增加两块厚3mm的铜皮将转轮整体垫高，然后再次进行转轮中心的测定。再次定中心时发现刚才遇到的问题得到了解决。

4 转轮中心调整方法的创新

传统中心调整方法虽然能将转轮整体调至中心，但是方法较为复杂，下面介绍一种新的转轮中心调整方法，即在机组中心测定时将基准点返至下抗磨板上，在转轮回装后根据转轮下环与抗磨板的间隙值来调整转轮的中心位置，具体步骤如下：

（1）机组全部吊空后进行机组的中心测定[4]。

（2）机组中心测定完毕后用内径千分尺测量四个方向（+X、-X、+Y、-Y）上下抗磨板至钢琴线的距离并做好记录并将四个测点进行标记。

（3）转轮水平调整完毕后，用之前测量的数据减去转轮下环的半径得到的数值即为转轮下环与下抗磨板的间隙值，根据此数值来调整转轮的中心，当四个方向（+X、-X、+Y、-Y）上转轮与下抗磨板的间隙值与计算所得间隙值相等时即可认为转轮中心调整完毕。

5 结束语

本文针对混流式水轮机转轮中心调整工作，提出了一种实用性较高的方法，并根据实际回装工作遇到的问题，提出了一些改进措施，为今后转轮中心调整提供了相关参考。此方法的提出从科学的角度证明了转轮中心位置的正确性，同时在实际工作中验证了此方法的可行性，能够保证转轮顺利回装的工作。同时可再行研究实践中总结更多的转轮定中心位置的方法，或者总结实际定中心工作中遇到的困难问题。为今后类似的工作提供了参考价值，保证机组检修工作顺利完成。