水電廠機組軸線檢查及軸瓦間隙調(diào)整

鄭攀登

（貴州烏江水電開發(fā)有限責(zé)任公司烏江渡發(fā)電廠，貴州 遵義 563100）

1 概述

某水電廠設(shè)置4 臺立式混流式水輪發(fā)電機組，水輪機型號為HL270-LJ-690,發(fā)電機型號為SF262.5-64/15000,額定功率為262.5 MW，額定頻率為50 Hz，額定轉(zhuǎn)速93.75 r/min，飛逸轉(zhuǎn)速為185 r/min。該電廠2 號機組為混流半傘式機組，其軸系由發(fā)電機上端軸、轉(zhuǎn)子中心體、下端軸、水輪機軸4 段軸組成。上下導(dǎo)軸承均布置12 塊瓦，推力軸承為彈性支撐油箱，共布置18 塊金屬塑料瓦，水導(dǎo)軸承布置8 塊稀油潤滑分塊瓦。A 修期間通過機組盤車的方式檢查推力頭或鏡板的摩擦面相對于軸線的不垂直度，調(diào)整不垂直度到規(guī)定范圍內(nèi)；檢查機組全軸各段折彎程度和方向，并確定軸線在空間的幾何狀態(tài)；確定旋轉(zhuǎn)中心線，按旋轉(zhuǎn)中心線和軸線的實際空間位置，調(diào)整各部導(dǎo)軸承間隙，保證各導(dǎo)軸承與旋轉(zhuǎn)中心線同心，從而起到良好的軸承潤滑效果，達(dá)到長期安全穩(wěn)定運行的目的。

2 機組軸線調(diào)整

2.1 機組中心調(diào)整

機組開始盤車之前，需要初定中心，使發(fā)電機轉(zhuǎn)子和水輪機轉(zhuǎn)輪處于中心位置。測量發(fā)電機空氣間隙和轉(zhuǎn)輪上下止漏環(huán)間隙以及水導(dǎo)軸承內(nèi)擋油環(huán)和水導(dǎo)軸領(lǐng)間隙，以此數(shù)據(jù)為參考調(diào)整機組上導(dǎo)、水導(dǎo)軸領(lǐng)位置，使得發(fā)電機空氣間隙和止漏環(huán)間隙在允許的范圍之內(nèi)，再將上導(dǎo)、水導(dǎo)處利用4 塊軸瓦對稱抱死軸位，以調(diào)整推力軸承受力情況。推力軸承受力調(diào)整時需利用油泵頂起轉(zhuǎn)子，調(diào)整均勻后在鏡板與推力瓦之間涂抹一層豬油，在機組轉(zhuǎn)動時形成油膜，避免盤車時發(fā)生干摩擦燒毀推力瓦[1]。豬油涂抹均勻后平穩(wěn)落下，使轉(zhuǎn)動部分的重量由鏡板承受，安裝電動盤車裝置，檢查電機運行狀態(tài)。在上導(dǎo)軸領(lǐng)擺度測量位置按照逆時針將測點編為1～8 號[2]。調(diào)整中心時，在機組上導(dǎo)、下導(dǎo)和水導(dǎo)軸領(lǐng)及大軸法蘭徑向+X、+Y 方向架設(shè)百分表計，在鏡板+X、+Y處軸向架設(shè)百分表計，移動導(dǎo)軸承使得發(fā)電機空氣間隙和水輪機止漏環(huán)間隙在規(guī)定值內(nèi)。

2.2 機組盤車數(shù)據(jù)分析及軸線調(diào)整

通過盤車，測量出上導(dǎo)、下導(dǎo)、主軸法蘭和水導(dǎo)軸承處的擺度，根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算出各軸承處全擺度、凈擺度和相對擺度。盤車時需先空轉(zhuǎn)一圈，轉(zhuǎn)動過程中各軸承處工作人員注意聽有無異常聲響，如一切正常且轉(zhuǎn)動一圈之后百分表指針歸零，可正式開始記錄盤車數(shù)據(jù)。擺度測量時，機組每旋轉(zhuǎn)45°停下記錄各監(jiān)測位置+X、+Y 百分表讀數(shù)。機組第一次盤車時抱下導(dǎo)軸承和水導(dǎo)軸承，甩上導(dǎo)軸承，以檢查上端軸與轉(zhuǎn)子中心體同軸度[3]。

初次抱下導(dǎo)和水導(dǎo)瓦盤車時，上導(dǎo)最大擺度超標(biāo)，經(jīng)過分析計算，排除上端軸與轉(zhuǎn)子中心體之間存在拐點，引起擺度超標(biāo)的主要原因是上端軸與轉(zhuǎn)子中心體同心度超標(biāo)，故需要對上端軸進(jìn)行移軸處理。調(diào)整結(jié)束后打緊固定螺栓，再次抱瓦甩上導(dǎo)進(jìn)行盤車。盤車數(shù)據(jù)見表1。

表1 機組盤車數(shù)據(jù)

根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，進(jìn)行移軸處理之后，各導(dǎo)軸承擺度均符合國標(biāo)規(guī)范，上端軸與轉(zhuǎn)子中心體軸線質(zhì)量良好。

為進(jìn)一步檢查水輪機軸與發(fā)電機軸的軸線質(zhì)量，需要對機組進(jìn)行抱上導(dǎo)和下導(dǎo)軸承甩水導(dǎo)方式盤車。盤車數(shù)據(jù)見表2。

表2 機組盤車數(shù)據(jù)

盤車數(shù)據(jù)表明，水導(dǎo)相對擺度達(dá)到GB/T 8564-2003《水輪發(fā)電機組安裝技術(shù)規(guī)范》要求，同時滿足某水電廠機械檢修規(guī)范，水輪機軸線和發(fā)電機軸線同心度符合要求。綜合兩次盤車數(shù)據(jù)可知，機組整體軸線質(zhì)量較好。

3 機組上導(dǎo)、下導(dǎo)和水導(dǎo)軸承瓦間隙調(diào)整

3.1 機組精定中心

移動上導(dǎo)軸承軸領(lǐng)，使得空氣間隙圓周分布符合設(shè)計規(guī)范，各處間隙與平均間隙之差不超過±10%，調(diào)整合適后利用4 塊導(dǎo)瓦對稱抱上導(dǎo)軸承。測量下止漏環(huán)間隙，調(diào)整水導(dǎo)瓦楔子板上下位置移動水導(dǎo)軸領(lǐng)[4]，使止漏環(huán)間隙小于10%設(shè)計間隙（2.7 mm）。機組檢修時，空氣間隙最終調(diào)整結(jié)果見圖1，其中平均間隙24.9 mm，各磁極處空氣間隙應(yīng)在22.41～27.39 mm之內(nèi)；下止漏環(huán)間隙調(diào)整結(jié)果見圖2。

圖1 空氣間隙調(diào)整數(shù)據(jù)（mm）

圖2 下止漏環(huán)間隙調(diào)整數(shù)據(jù)（0.01 mm）

3.2 上導(dǎo)軸承瓦間隙調(diào)整

機組上導(dǎo)軸瓦單邊設(shè)計間隙為0.1～0.25 mm，根據(jù)盤車數(shù)據(jù)以及機組多年運行情況綜合考慮，將上導(dǎo)瓦調(diào)為同心瓦，并記錄各導(dǎo)瓦墊片厚度。各部瓦間隙調(diào)整值見圖3。

圖3 上導(dǎo)瓦間隙調(diào)整值（0.01 mm）

3.3 下導(dǎo)軸承瓦間隙調(diào)整

機組下導(dǎo)軸瓦單邊設(shè)計間隙為0.1～0.25 mm，各部瓦間隙調(diào)整值見圖4。

圖4 下導(dǎo)瓦間隙調(diào)整值（0.01 mm）

3.4 水導(dǎo)軸承瓦間隙調(diào)整

機組水導(dǎo)瓦為楔子板支撐導(dǎo)軸瓦結(jié)構(gòu)，楔子板比例為1∶50，間隙調(diào)整時先將導(dǎo)瓦放置在瓦架對應(yīng)位置，同時將對應(yīng)編號的楔子板落下并與軸瓦緊靠，以確保軸瓦與軸領(lǐng)間隙為0、楔子板與軸瓦間隙為0，接著通過調(diào)整楔子板調(diào)整螺栓提升楔子板，其提升高度通過設(shè)計間隙與提升高度比為1∶50 進(jìn)行調(diào)整[5]，軸瓦單邊設(shè)計間隙為0.15～0.35 mm。根據(jù)盤車數(shù)據(jù)以及機組多年運行情況綜合考慮，各部瓦間隙調(diào)整值見圖5。

圖5 水導(dǎo)瓦間隙調(diào)整值（0.01 mm）

4 機組檢修前后各軸承振擺及瓦溫對比分析

機組檢修前后運行參數(shù)見表3、表4。

表3 檢修前機組各軸承最高瓦溫及振擺統(tǒng)計表

表4 檢修后機組各軸承最高瓦溫及振擺統(tǒng)計表

對表3 和表4 數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析：檢修前機組運行時水導(dǎo)軸承最高瓦溫為49.7℃，水導(dǎo)軸承擺度達(dá)到310 μm，超過設(shè)計值280 μm；檢修后機組運行時水導(dǎo)軸承最高瓦溫為46.4℃，水導(dǎo)軸承擺度X方向為230 μm，Y 方向擺度為276 μm。通過以上比較可以看出：盤車及軸瓦間隙調(diào)整之后各導(dǎo)軸承運行效果良好，機組各導(dǎo)軸承最高瓦溫較檢修前均有所下降，導(dǎo)軸承瓦受力均勻；水導(dǎo)軸承擺度下降至設(shè)計范圍之內(nèi)，機組運行穩(wěn)定性顯著提高。

5 結(jié)語

水電站水輪發(fā)電機組軸線調(diào)整工作是非常復(fù)雜且必要的，要求工作人員熟悉掌握機組軸線調(diào)整的技術(shù)，并能夠根據(jù)盤車數(shù)據(jù)對各軸承擺度進(jìn)行綜合分析，計算出軸系調(diào)整量，靈活運用軸線調(diào)整方法，保證軸線實現(xiàn)準(zhǔn)確有效調(diào)整。機組軸線和導(dǎo)軸瓦間隙調(diào)整后，解決了機組水導(dǎo)軸承擺度超標(biāo)的問題，為機組長期安全穩(wěn)定運行提供保障。

參考文獻(xiàn)：

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