溧陽(yáng)抽水蓄能電站電動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)軸新工藝

甘豪（中國(guó)水利水電第五工程局有限公司機(jī)電制造安裝分局，四川 成都 610000）

?

溧陽(yáng)抽水蓄能電站電動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)軸新工藝

甘豪
（中國(guó)水利水電第五工程局有限公司機(jī)電制造安裝分局，四川 成都 610000）

摘要：在大型水輪發(fā)電機(jī)組安裝施工過(guò)程中，轉(zhuǎn)子吊裝、聯(lián)軸是工程進(jìn)度計(jì)劃中一個(gè)比較重要的節(jié)點(diǎn)。溧陽(yáng)抽水蓄能電站在轉(zhuǎn)子吊裝就位時(shí)，該轉(zhuǎn)子與下端軸、推力頭的連接采用了公差配合的止口連接結(jié)構(gòu)，止口間隙極小導(dǎo)致在聯(lián)軸過(guò)程中極容易造成止口的咬傷，對(duì)轉(zhuǎn)子與推力頭、主軸連接安裝造成了很大的困難，本文主要闡述了在這種特殊情況下采用的虛擬增高推力頭高程的方式逐步聯(lián)軸的解決方法。

關(guān)鍵詞：溧陽(yáng)電站；轉(zhuǎn)子聯(lián)軸；增高推力頭高程

1工程概述

江蘇溧陽(yáng)抽水蓄能電站地處江蘇省溧陽(yáng)市，安裝6臺(tái)單機(jī)容量25萬(wàn)kW的可逆式水泵水輪發(fā)電機(jī)組，總?cè)萘?50萬(wàn)kW。發(fā)電機(jī)為半傘式結(jié)構(gòu)，推力軸承為單波紋彈性油箱結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子直徑6 282 mm，凈重約400 t，額定轉(zhuǎn)速300 r/min。該轉(zhuǎn)子與推力頭、下端軸均采用螺栓連接方式。

圖1轉(zhuǎn)子聯(lián)軸各法蘭尺寸示意圖

如圖1顯示，轉(zhuǎn)子與推力頭公稱配合間隙理論最大值為單邊0.125 mm，轉(zhuǎn)子與下端軸公稱配合間隙理論最大值為單邊0.25 mm，可知其配合間隙非常小，聯(lián)軸前對(duì)轉(zhuǎn)子找正對(duì)中要求很高。且現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)輪放置于泄水環(huán)上通過(guò)加墊片來(lái)調(diào)平轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪高程已無(wú)法下放，導(dǎo)致下端軸上法蘭面與推力頭法蘭面高程差最大為20.5 mm，而轉(zhuǎn)子下法蘭止口深度為20mm，下機(jī)架理論擾度為0.70mm，該情況下將轉(zhuǎn)子吊入機(jī)坑后若直接聯(lián)軸很容易壓傷止口。

2轉(zhuǎn)子與推力頭、下端軸聯(lián)軸

2.1聯(lián)軸方案的對(duì)比

按照傳統(tǒng)聯(lián)軸方法，有以下3種聯(lián)軸方案可進(jìn)行借鑒和參考：

方案1：轉(zhuǎn)子吊入機(jī)坑后先和推力頭連接，再和下端軸連接。

方案2：轉(zhuǎn)子吊入機(jī)坑后先和下端軸連接，再和推力頭連接。

方案3：轉(zhuǎn)子吊入機(jī)坑后同時(shí)連接推力頭和下端軸法蘭。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)以上3種方案進(jìn)行了分析：

方案1，由于推力頭和下端軸在聯(lián)軸前高差為20.5 mm，轉(zhuǎn)子止口深度為20 mm，且吊裝前難以保證推力頭與下端軸同心度，在下機(jī)架下擾度范圍內(nèi)極容易磕傷止口。

方案2，轉(zhuǎn)子與下端軸的連接是通過(guò)液壓拉伸器來(lái)逐步將下端軸提至與轉(zhuǎn)子下法蘭面把合為止。該方案需將轉(zhuǎn)子放置在事先設(shè)定高程的制動(dòng)器閘面上來(lái)進(jìn)行與提軸，提軸過(guò)程中隨時(shí)檢查轉(zhuǎn)子與下端軸螺栓孔內(nèi)圈錯(cuò)牙值。與下端軸連接后還需要調(diào)整推力頭與轉(zhuǎn)子中心體同心度，再通過(guò)推力頭連接螺栓提升推力頭。以上步驟完成后再通過(guò)制動(dòng)器高壓油將制動(dòng)器鎖定旋至底部，受力轉(zhuǎn)移至推力軸承。該方案是在轉(zhuǎn)子落在制動(dòng)器上完成與下端軸連接的，若落在制動(dòng)器上轉(zhuǎn)子與下端軸同心度偏差太大，將無(wú)法進(jìn)行提軸。

方案3，橋機(jī)將轉(zhuǎn)子吊在空中的情況下，同時(shí)連接推力頭與下端軸，此情況更將無(wú)法同時(shí)保障推力頭、下端軸相對(duì)轉(zhuǎn)子的同心度。

2.2聯(lián)軸方案的選擇

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況可知，轉(zhuǎn)子吊入機(jī)坑后與推力頭、下端軸聯(lián)接時(shí)需要找正其同心度才能保證推力頭、下端軸進(jìn)入轉(zhuǎn)子下法蘭的止口。一般情況下先將轉(zhuǎn)子與推力頭找正聯(lián)接完成后，在通過(guò)推力軸承來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)子與下端軸的同心度，但此處轉(zhuǎn)子與推力頭連接后，由于止口深度的原因無(wú)法下放轉(zhuǎn)子至推力軸承。

根據(jù)該思路，開(kāi)創(chuàng)性地選擇在推力頭法蘭面放置一塊板來(lái)“虛擬”增高推力高程，使推力頭法蘭面與下端軸上法蘭面的高程差增大，以至于轉(zhuǎn)子與推力頭連接后可以順利下落至推力軸承瓦上。

2.3“虛擬”加高推力頭高程的可行性分析

在推力頭法蘭面放置一塊板，避開(kāi)推力頭螺栓孔，使轉(zhuǎn)子與推力頭把合接觸面盡量大。

考慮經(jīng)濟(jì)性和操作便捷性，現(xiàn)場(chǎng)可使用分塊尼龍板圓周均勻分布在推力頭法蘭面且避開(kāi)推力頭螺栓孔。尼龍板材具有優(yōu)越的綜合性能，具有重量輕、剛度好、強(qiáng)度高、承載力強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠承受轉(zhuǎn)子重量而不變形。

尼龍板夾在轉(zhuǎn)子與推力頭之間，兩者找正后通過(guò)螺栓把緊，然后受力轉(zhuǎn)移至推力軸承，再找正與下端軸的同心度，通過(guò)液壓拉伸器提升主軸。最后松掉推力頭聯(lián)接螺栓，通制動(dòng)器高壓油頂起轉(zhuǎn)子1mm即可取出尼龍板。

3聯(lián)軸前準(zhǔn)備

（1）轉(zhuǎn)子吊裝的工作已經(jīng)準(zhǔn)備完畢。

（2）制動(dòng)器高壓油頂起滿足使用要求，推力軸承高壓油頂起系統(tǒng)滿足使用要求。

（3）將每個(gè)制動(dòng)器高程設(shè)定到-46.546 m，并將8個(gè)制動(dòng)器調(diào)平，旋緊制動(dòng)器鎖定。

（4）轉(zhuǎn)子法蘭面、推力頭法蘭面、下端軸上法蘭面已清掃干凈、無(wú)毛刺、無(wú)異物。

（5）準(zhǔn)備好8塊尼龍板，尼龍板的厚度δ=8mm，尺寸如圖2。

4“虛擬”增高推力頭高程的聯(lián)軸方法實(shí)施步驟

4.1轉(zhuǎn)子吊裝

圖2每塊尼龍板的尺寸

轉(zhuǎn)子吊裝準(zhǔn)備工作、檢查工作完成后，將轉(zhuǎn)子吊入機(jī)坑，轉(zhuǎn)子下降至距離推力頭法蘭20 mm，通過(guò)橋機(jī)微調(diào)轉(zhuǎn)子中心，盡量找正轉(zhuǎn)子與推力頭的同心度。將推力頭連接螺栓從轉(zhuǎn)子中心體穿入推力頭法蘭的螺孔內(nèi)，將螺栓帶進(jìn)螺紋內(nèi)即可。若轉(zhuǎn)子與推力頭同心度太大，螺栓無(wú)法進(jìn)入螺孔，可將高壓油頂起系統(tǒng)投入，通過(guò)千斤頂移動(dòng)推力頭使螺栓進(jìn)入螺孔。然后將轉(zhuǎn)子平穩(wěn)落在已調(diào)平的制動(dòng)器上，下機(jī)架下沉0.70 mm。此時(shí)轉(zhuǎn)子下法蘭面與推力頭法蘭面的距離為24 mm，距離下端軸法蘭面為43.8 mm。

4.2轉(zhuǎn)子與推力頭聯(lián)接

轉(zhuǎn)子平穩(wěn)吊落在制動(dòng)器上后，用深度尺檢查轉(zhuǎn)子下法蘭與推力頭法蘭外側(cè)的錯(cuò)牙值（見(jiàn)圖3），對(duì)稱測(cè)量4點(diǎn)。轉(zhuǎn)子與推力頭的偏心值按下式來(lái)計(jì)算：

式中，△a—偏心值；A1、A2—對(duì)稱2點(diǎn)的錯(cuò)牙值。

轉(zhuǎn)子與推力頭的中心偏差利用千斤頂頂推推力頭使其徑向移動(dòng)來(lái)達(dá)到調(diào)整的目的。

圖3轉(zhuǎn)子與推力頭同心度測(cè)量

確認(rèn)轉(zhuǎn)子與推力頭同心度不大于0.05 mm后，通過(guò)連接螺栓對(duì)稱提升推力頭，在推力頭提升過(guò)程中，密切監(jiān)控四周方向轉(zhuǎn)子法蘭與推力頭法蘭的軸向間隙、徑向錯(cuò)牙值。若偏差過(guò)大須調(diào)整好后繼續(xù)提升。

直至轉(zhuǎn)子止口臺(tái)階進(jìn)入推力頭后，再次檢查轉(zhuǎn)子與推力頭法蘭面，確認(rèn)無(wú)毛刺、異物。把尼龍板塞入轉(zhuǎn)子與推力頭法蘭面之間，將8塊尼龍板均勻分布在推力頭法蘭面，如圖4。

操作制動(dòng)器頂起轉(zhuǎn)子，旋下制動(dòng)器鎖定，緩慢卸掉制動(dòng)器油壓，使轉(zhuǎn)子緩慢落下，推力頭落在推力軸承瓦上。

4.3轉(zhuǎn)子與下端軸聯(lián)接

投入高壓油頂起系統(tǒng)，調(diào)整轉(zhuǎn)子與下端軸的中心偏差，其偏心值通過(guò)檢查轉(zhuǎn)子中心體內(nèi)各聯(lián)軸螺孔孔內(nèi)的錯(cuò)牙值來(lái)計(jì)算其偏心值。圓周方向和半徑方向的錯(cuò)牙均需要調(diào)整。

確認(rèn)轉(zhuǎn)子中心體內(nèi)聯(lián)軸螺孔與下端軸聯(lián)軸螺孔相對(duì)錯(cuò)牙值小于0.10 mm時(shí)，檢查兩法蘭面無(wú)異物，開(kāi)始通過(guò)拉伸器對(duì)稱提升主軸。提升下端軸的過(guò)程中由于轉(zhuǎn)子與主軸間隙很大需分多次來(lái)進(jìn)行提升。提升至轉(zhuǎn)子與下端軸兩法蘭面間隙接近20 mm時(shí)，注意提升過(guò)程中拉伸泵油壓不能上升，否則應(yīng)將主軸下落一些后重新提升，直至下端軸法蘭進(jìn)入轉(zhuǎn)子下法蘭止口，與轉(zhuǎn)子法蘭把合。上述提升主軸過(guò)程中，監(jiān)視轉(zhuǎn)輪的自由。

圖4尼龍板在推力頭法蘭面分布示意圖

4.4取出尼龍板

轉(zhuǎn)子與主軸的螺栓按照設(shè)計(jì)拉伸值對(duì)稱拉伸4顆后，松動(dòng)轉(zhuǎn)子與推力頭聯(lián)接的所有螺栓，并將螺栓都擰出至少2 mm。

操作制動(dòng)器，通過(guò)制動(dòng)器高壓油將轉(zhuǎn)子頂起1mm，取出8塊尼龍板，確認(rèn)兩法蘭面無(wú)異物，重新檢查轉(zhuǎn)子與推力頭的同心度后，卸載制動(dòng)器油壓，轉(zhuǎn)子落下，把緊推力頭聯(lián)接螺栓。

轉(zhuǎn)子與推力頭、主軸聯(lián)接完成。

5結(jié)論

溧陽(yáng)抽水蓄能電站通過(guò)“虛擬”增高推力頭高程的方法成功解決了轉(zhuǎn)子與推力頭、主軸不能同時(shí)找正中心聯(lián)軸的問(wèn)題。本文在對(duì)傳統(tǒng)機(jī)組轉(zhuǎn)子聯(lián)軸方法研究的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)研究與創(chuàng)新，在本機(jī)組轉(zhuǎn)子直接落于推力頭上后轉(zhuǎn)子下法蘭極易與下端軸磕碰的情況下，成功實(shí)踐了通過(guò)臨時(shí)添加尼龍板來(lái)“虛擬”增高推力頭高程的聯(lián)軸方法，期望為后續(xù)大型機(jī)組安裝提供借鑒和參考。

中圖分類號(hào)：TV743

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5387（2016）06-0012-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2016.06.005

收稿日期：2016-01-17

作者簡(jiǎn)介：甘豪（1989-），男，助理工程師，從事水力發(fā)電站施工管理工作。