張河灣抽水蓄能電站機組盤車工藝簡介

尤莉莎，谷振富，鄭 凱，吳 妍，劉璐茜

（河北張河灣蓄能發電有限責任公司，河北 石家莊 050300）

1 概述

河北張河灣抽水蓄能電站位于河北省石家莊市井陘縣測魚鎮的甘陶河干流上。電站距石家莊市直線距離53km，公路里程77km，距井陘縣城45km。電站總裝機容量1000MW。本電站并入冀南電網，在電網中擔任系統調峰、填谷、調頻、調相及事故備用任務。

電站設計安裝4臺250 MW水泵水輪發電電動機組，由ALSTOM-VOITH-FUJI聯營體供貨。發電電動機為半傘式（具有上、下導軸承）、三相、立軸、空冷、可逆式同步電機，帶有空氣冷卻器的閉路循環空氣冷卻系統。發電電動機與水泵水輪機軸采用法蘭螺栓連接。發電電動機組主軸采用分段軸結構。機組采用水噴霧滅火系統。

張河灣抽水蓄能電站機組軸系從上至下依次為:集電環、輔助軸、上端軸、轉子法蘭、下導軸領、發電機軸下法蘭、水輪機軸上法蘭、水導軸領組成。其中發電機大軸為整體結構，即推力頭鏡板與下導軸領及主軸為一個整體。

2 盤車工藝介紹

機組軸線檢查俗稱盤車，其目的在于檢查調整機組的鏡板水平、整個軸系的垂直度、直線度以及機組轉動部分中心位置，減小機組運行的擺度和振動，提高機組性能，以利于機組的長期穩定運行，延長使用壽命[1]。

張河灣電站水泵水輪發電電動機組軸線檢查分為2個步驟：①進行發電電動機的盤車檢查，檢查合格后進行水發聯軸，水發聯軸結束再進行機組整體盤車。盤車方法采用人工盤車的方式，在輔助軸頂部安裝專用的盤車裝置，通過人力推動整個轉動部分旋轉；②利用百分表監測各部位的擺度，從而計算出軸系的折彎情況并予以調整，直到符合設計要求。

3 盤車施工工藝流程

盤車施工工藝流程如圖1：

圖1 機組盤車施工工藝流程圖

4 盤車步驟

發電機盤車檢查在轉子吊裝并安裝完成，上端軸、輔助軸和集電環安裝完成，上機架吊裝，高壓油頂起系統安裝完成后進行[2]。首先進行盤車前準備：①對下導油槽注油，油位能淹沒2/3下導瓦即可；②在軸線方向對稱抱4塊下導瓦，瓦間隙調整為0.03～0.05 mm；③檢查轉動部分與固定部分之間無異物遺留；④分別在集電環、上導、轉子法蘭、下導軸領和發電機軸下法蘭幾個部位架設百分表，在上導軸領處架設軸向百分表以監測轉動部分被頂起的高度，同時檢查轉動部分的軸向跳動值；⑤在輔助軸頂部安裝盤車裝置。

準備工作就緒后即可開始進行發電電動機單獨盤車。啟動高壓油頂起裝置，監測上導軸領處軸向架設的百分表，當頂起高度達到0.10 mm時，關掉高壓油頂起裝置，如此反復幾次以確保推力軸承和發電機鏡板之間充分形成油膜[3]。最后一次開啟高壓油頂起裝置，檢查轉動部分被頂起0.10 mm時，通過人力推動盤車裝置從而使整個轉動部分旋轉，然后讀取各個監測部位的百分表讀數，通過計算各個監測部位的相對擺度和絕對擺度從而得知各部軸線的折彎。如果不符合要求則要進行調整，直到符合設計要求。

發電電動機盤車結束后進行水發聯軸，水發聯軸完成即可進行整個機組的盤車檢查。機組軸線盤車檢查準備工作同發電電動機一樣，另外還需在水輪機軸上法蘭、水導處架設百分表用以監測發電機軸和水輪機軸的折彎[4]。盤車步驟與發電電動機單獨盤車一樣。

5 此種盤車工藝的思考

張河灣抽水蓄能電站水泵水輪發電電動機安裝過程中首先以水輪機上、下止漏環為基準調整轉輪中心，水輪機軸和轉輪之間用廠內預先加工好的銷釘螺栓進行定位，然后檢查水輪機軸上法蘭面水平符合要求后預裝下機架。下機架的中心、高程均以水輪機軸上法蘭面為基準，下機架水平要求0.03 mm/m。轉子吊裝后，檢查發電機大軸下法蘭面和水輪機大軸上法蘭面之間的間隙和錯牙符合設計要求。發電電動機單獨盤車前應將轉動部分調到下機架的正中心（廠家設計要求偏差0.03 mm）以確保每塊推力軸承受力平衡。發電電動機單獨盤車結束，進行水發聯軸，此時應再次檢查確認發電機軸下法蘭和水輪機軸上法蘭之間的間隙和錯牙符合設計要求后方能聯軸。因此，此種盤車方式對下機架及推力軸承的制造、安裝水平要求較高，對調整水輪機上、下止漏環間隙的要求也比較高。而一旦因加工誤差、安裝誤差累積出現聯軸后軸線不垂直，即發電機大軸仍處于下機架中心，而水輪機上、下止漏環間隙卻出現偏差的情況，調整工作將非常困難。由于整個轉動部分重達500 t，調整下機架的位置已經沒有可能，此時只能在水輪機上下止漏環間隙和發電機大軸中心上尋找出一個最佳的位置，直接后果就是發電機大軸的中心已經不能滿足0.03 mm的要求，而水輪機上下止漏環的間隙也不能達到最佳設計值。

6 新工藝探討

在電站1號機組發電電動機盤車檢查時，整個轉動部分位于下機架的中心，而當發電機盤車檢查結束后水發聯軸發現水輪機上下止漏環間隙不均勻，對稱位置最大相差0.20 mm。

對此，結合實際情況，可考慮對盤車工藝做如下修改，以提高機組整體盤車水平：在轉子吊裝前，先進行水發聯軸，然后對轉動部分進行盤車檢查，調整軸線的折彎、檢查轉動部分的中心，確保水輪機上、下止漏環的間隙均勻，如果出現偏心現象，由于此時轉動部分只有大約130 t，我們可以利用千斤頂調整下機架的位置，使發電機大軸的中心滿足要求，下機架的定位只需重新鉆鉸銷釘孔即可。

水輪機盤車結束后進行轉子吊裝、上端軸與輔助軸、集電環安裝，上機架吊裝，最后進行整體盤車。此時主要檢查調整發電電動機部分的擺度并調整其符合設計要求。

采用新工藝后可以：①提前檢查發電機固定部件與水輪機固定部件的同心度，如果偏差過大，采取水平方向移動下機架的方法進行調整。因此只要保證下機架與水輪機固定部分的同心度，即可保證所有發電機固定部件與水輪機固定部件的同心度。至于上機架的中心可在最后進行再次調整。②提前連接水輪機主軸，增加了推力軸承的負荷，因此所測得的發電機軸頂面的水平更準確，更可靠。③如有必要，在盤車結束轉子吊入后，檢查空氣間隙合格，即可進行水導軸承等水輪機中心部分的工作，而不必等機組整體盤車完成后才開始水輪機中心部分部件安裝。④可以盡可能多的完成轉子吊裝前機坑內工作，工作空間寬敞，照明好，設備吊裝、運輸更加方便，更有利于安全文明施工。

7 結束語

抽水蓄能電站機組盤車應結合電站實際情況，充分考慮抽水蓄能機組的特殊性，在傳統機組盤車工藝的基礎上不斷加以改進，以進一步提高機組的安裝水平和運行穩定性。