水轮发电机机组大修盘车刍议

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２９卷第６期　２００７年６月　水利电力机械　ＷＡＴＥＲ　ＣＯＮＳＥＲＶＡＮＣＹ＆ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ　Ｖｏ１．２９　Ｎｏ．６　Ｊｕｎ．２００７　水轮发电机机组大修盘车刍议　Ｄｉｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｒｅｐａｉｒ　ｏｆ　ｈｙｄｒｏｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ｕｎｉｔ　ｉ行勇　（湖南省常宁市亲仁水电站，湖南常宁４２１５２６）　摘要：水轮发电机组在大修时老机组推力头与主轴配合较松，摆度值较难处理合格，采用有台阶的卡环压　紧推力头，机组摆度值较易处理合格。　关键词：水轮发电机组；大修；卡环；调整　中图分类号：ＴＫ７３０．３　２１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００６—６４４６（２００７）０６—００７２—０４　水轮发电机组大修中，在机组轴线调整时，常用　的方法是刮绝缘垫。在新机组中，该方法是可行的，　但对运行多年的老机组来说，运用根据实际经验总　结出的卡环加台阶的处理方法，更为可行。　ｌ　问题的提出　机组轴线调整的常用方法是刮绝缘垫，但是在　老机组盘车时，转轴易受外力而晃动，摆度变化不　定，难以处理。笔者经过１０多年不断地探索，发现　老机组推力头多次拔出与套进、主轴与推力头孔太　松等不确定因素引起的套歪对盘车影响很大，只有　控制该因素的影响才能盘好车。　图１是新机组主轴与推力头的简图。由图１可　知，主轴与推力头间隙较小。　图２是老机组主轴与推力头的简图。由图２可　知，主轴与推力头的间隙较大，易发生套歪，摆度较　大。这时刮绝缘垫能校正套歪的影响，但因为间隙　大，轴易受外力影响晃动而歪向另一方向，使摆度发　生变化。　图１新机组主轴与推力头简图　以前，一般把老机组当作新机组来检修，当推力　头上平面与主轴上放卡环槽口的下平面平齐时（如　图３所示），就算推力头压到位，推力头不再下压，此　时，再装上如图４所示的卡环，卡环下平面与推力头　上平面无间隙。　收稿日期：２００７—０４—３Ｏ　图２老机组主轴与推力头简图　作者简介：王行勇（１９６７一），男，湖南常宁人，湖南省常宁市亲仁水电站工程师，从事水轮发电机组日常维修、大修及电气自动化方面的工作。　维普资讯 http://www.cqvip.com 第２９卷第６期　王行勇：水轮发电机机组大修盘车刍议　・７３・　图３机组检修示意图　图４卡环示意图　亲仁水电站　１水轮发电机组是老机组，推力头　检修中多次拔出与套进，产生配合磨损，主轴与推力　头拉毛等不确定因素是导致套歪的主要原因。因为　主轴与推力头间隙太大、太松，套歪将产生摆度，主　轴在受到外力时会晃动，套歪的轴方向会变化。在　大修时，本来觉得摆度已经基本合格了，可是主轴受　一下外力，摆度就莫名其妙地变化了，这时仅处理绝　缘垫，即使处理后摆度合格了，在运行过程中也常会　因主轴受外力而使摆度变得不合格。所以，　１机在　以前多次大修中摆度莫名其妙地发生变化，即使刮　垫摆度合格，在运行一段时间后，其摆度也变得非常　大，水导全摆度有时达１～２　ｍｍ。　笔者依照相关理论和经验，根据推力头内孔有　一定锥度（上内孔略小），主轴也同样有一定锥度的　特点，在推力头上平面与主轴上卡环下平面相平时，　继续用螺杆把推力头往下压（一般往下压ｌ～２　ｍｍ），当推力头压不动且听到沉闷的金属撞击声时，　表明推力头已压到位。此时，推力头内孔与主轴外　径配合紧密，但卡环与主轴槽口端部的配合出现间　隙，这时在卡环下端面加个台阶（如图５所示），推　力头与主轴形成如图６所示的配合。用图５所示的　卡环卡紧，这时推力头与主轴在卡环的作用下，不再　晃动，摆度也不再随机变化，此时，再用刮垫处理，摆　度不再变化。摆度调好后，在运行过程中，不再出现　水导摆度变大的问题。　ｉ　图５卡环下端面加台阶示意图　图６加台阶后主轴与推力头配合示意图　老机组的检修有其特殊性。推力头经多次拔出　与套进，导致主轴与推力头内孔间隙变大，使套歪的　影响加大，如不能充分认识该种因素的影响，并采取　有效措施进行处理，就会影响盘车及大修任务的完　成。所以，笔者建议在检修老机组时，应采用有台阶　的卡环，以把推力头与主轴卡紧。　２　问题分析　亲仁水电站是河床式电站，共有３台水轮发电　机组，水轮机型号ＺＤ８一ＬＨ一２７５，额定功率１　５００　ｋＷ，额定转速１２５　ｒ／ｍｉｎ，设计水头５　ｍ，设计流量４０　ｍ　／ｓ，属于立式悬吊式机组，推力轴承在上机架上，　转轮为轴流式。　２．１推力头套入大轴的５种情况　（１）推力头中心线与大轴中心线重合，绝缘垫厚　薄一致是最理想的情况，此时，机组不会产生摆度。　（２）推力头中心线与大轴中心线重合，但绝缘　垫厚薄不一，从而将轴线垫歪，产生摆度。　维普资讯 http://www.cqvip.com ・７４・　水利电力机械　２００７年６月　（３）绝缘垫厚薄一致，但推力头中　ｔｌ，线与轴　ｔｌ，　线不重合而是倾斜了一个角度，简称套歪。导致新　机组套歪的主要原因是轴和孔加工时残留的椭圆　度、圆柱度及推力头底面对其中心线的垂直度等随　机因素造成的。导致老机组套歪的主要原因是推力　头在检修中多次拔出与套进，使主轴与推力头孔拉　毛等。套歪后将产生摆度。　（４）绝缘垫厚薄不一，推力头中心与大轴中心　交叉，即垫歪加套歪。最不利的情况是垫歪与套歪　发生在同一轴截面，并歪向同一方向；当垫歪加套歪　发生在同一轴截面，并各自歪斜方面正巧相反时，将　使轴线摆度得到最大的折减；当垫歪与套歪方向不　在同一轴截面内时，两者复合作用产生的摆度将是　各自作用产生摆度的矢量值相加的结果。　（５）假设新机组绝缘垫厚薄一致，如果发电机　轴套人推力头后，盘车产生摆度，则套歪是唯一的原　因。套歪是无法扳正的，但可以改变绝缘的厚薄，把　轴线调正。　套歪也可用刮绝缘垫来处理，但在主轴与推力　头配合较松时，必须把推力头压到位，再用如图５所　示的有台阶卡环卡紧，才能使套歪的方向在盘车或　运行时不发生变化，避免摆度在主轴受外力后莫名　其妙地改变。　２．２机组轴线测量和调整　对于立式水轮发电机组，如果镜板摩擦面与机　组轴线绝对垂直，且组成轴线的部件又没有曲折和　偏心，则当机组回转时，机组的轴线将和理论回转中　心相重合。但是，实际的镜板摩擦面与机组轴线不　会绝对垂直，轴线本身也不会是一条理想的直线，因　而在机组回转时，机组中心线就要偏离理论中心线，　轴线上任一点所测得的锥度圆，就是该点的摆度圆，　其直径就是通常所说的摆度。由此可见，镜板摩擦　面与轴线不垂直，或轴线本身曲折是产生摆度的主　要原因。　轴线的测量调整是通过盘车，用千分表测出有　关部位的摆度值，借以分析轴线产生摆度的原因、大　小和方向，并通过刮削有关组合面的方法，使镜板摩　擦面与轴线，法兰组合面与轴线的不垂直得以纠正，　使其摆度符合下述要求：　下导相对摆度０．０３　ｍｍ／ｍ　上导至下导距离２．２６ｍ　下导绝对摆度０．０８　ｍｍ　法兰相对摆度０．０３　ｍｍ／ｍ　上导至法兰　３．５５　ｍ　法兰绝对摆度　０．１ｌ　ｍｍ　水导相对摆度　０．０５　ｍｍ／ｍ　上导至水导　７．１３　ｍ　水导绝对摆度　０．３６ｍｍ　励磁机整流子　０．３ｍｍ　的绝对摆度　亲仁水电站发电机转速１２５　ｒ／ｍｉｎ，绝缘垫外径　９８０ｍｍ。　机组轴线包括发电机主轴线、发电机与水轮机　联轴后总轴线以及励磁机整流子及滑环处的轴线。　发电机主轴轴线的测量是为了检查主轴与镜板　的不垂直度，测出它的大小和方向，以便通过有关组　合面的处理，使各部位的摆度符合要求。　在上导轴颈及法兰（或下导）处沿圆周划８等　分线。上下部位的等分线应在同一方位上，并按逆　时针方向顺次对应编号。　在导轴承和法兰处，按　，Ｙ方向各装２只千分表。　同一测量部位对称２点数值之差称为全摆度。　同一测点上、下２部位全摆度数值之差称为净　摆度，轴线倾斜值为净摆度一半。　镜板磨擦面与轴线不垂直是产生摆度的主要原　因，造成这种不垂直的因素有：　（１）推力头与主轴配合较松，卡环厚薄不均。　（２）推力头底面与主轴不垂直。　（３）推力头与镜板间的绝缘垫厚薄不均。　（４）镜板加工精度不够。　（５）主轴本身弯曲。　《水力机组安装与检修》中指出：根据我国的加　工水平及安装中碰到的实际问题，不垂直的主要原　因是推力头与镜板间的绝缘垫厚薄不均，其次是推　力头底面与主轴不垂直，其他原因偶然也会遇到。　因此，目前国内使用的比较成　熟的方法是刮绝缘垫。　｜　在这里需要特别强调的　是，在老机组检修中，推力头　与主轴配合较松是经常碰到　状况，这是老机组的特殊性。　轴线倾斜与推力头调整的关　系如图７所示，由于镜板摩擦　面与轴线ＡＢ不垂直，造成轴　线ＢＣ倾斜，为了纠正这个倾　斜值，必须将绝缘垫刮出△　这样一个楔形层，楔形层的最图７轴线倾斜与推力　大厚度ｅｆ＝ａ。　头调整的关系　维普资讯 http://www.cqvip.com 第２９卷第６期　王行勇：水轮发电机机组大修盘车刍议　・７５・　从图７所示的几何关系不难推出绝缘垫的最大　刮削量　６＝ＪＤ／Ｌ＝击Ｄ／２Ｌ，　主轴配合较松，套歪方向变化，导致已合格的摆度又　不合格。　由于推力头与主轴配合较松，在盘车合格运行　后，由于主轴受力变化，使摆度变化，导致水导摆度　增大到１～２　ｍ，使转轮处反水螺纹被磨损。因水导　摆度大，在运行中每半年需要处理１次。　在１９９５年，把　Ｉ机卡环加台阶的方法推广应　用到　２机后，效果良好，实践证明该方法可行。　式中：　——绝缘垫最大刮削量即　，ｍｍ；　西——法兰（或下导）处最大净摆度，Ｊ＝　４）／２，Ｊ即ＢＣ，ｍｍ；　Ｄ——推力头底面直径即ａｆ，ｍｍ；　Ｌ——两测点的距离即ＡＣ，ｍｍ。　２．３检修过程及摆度大致变化方向　１９８９年　ｌ机组大修时，发电机法兰摆度值已基　本合格时，想取出绝缘垫再刮一点，由于松绝缘垫螺　３　结束语　在本文中，笔者总结了卡环加台阶的方法。在　丝时，动了一下主轴，因主轴和推力头配合较松，卡　环也没加台阶，引起套歪方向变化，使刮垫处理后的　老机组检修时，重视推力头与主轴间隙较大造成的　影响，采用卡环加台阶的方法使大修盘车效果良好。　参考文献：　［１］陈造奎．水力机组安装与检修［Ｍ］．北京：水利电力出　版社，１９８６．　摆度又受到主轴偏向改变的影响，因此，按计算值刮　垫处理后的摆度仍不合格。原本想把摆度减少点，　结果反而使摆度更大，导致处理时间延长了１０　多天。　１９９２年在水轮机轴与发电机轴连好轴后，励磁　机已装上，但后来发现励磁机法兰铜垫没加，拔出励　［２］黄长征．水轮发电机组盘车问答［Ｍ］．北京：水利电力　出版社，１９８９．　磁机，因其法兰配合较紧，拉动了主轴，因推力头与　（上接第６２页）　（编辑：白银雷）　整，可以有效地减少汽轮机的油中带水。　２．５更换高效的滤油脱水设备　通过上述分析以及采取相应的处理措施，某发　电公司　１机油中带水问题得到有效控制和解决，特　针对厂家配置的油净化装置工作不可靠、脱水　效果差的情况，　１机重新购置了一台可靠的真空滤　油机，脱水效果明显。　别是在　１机组大修期间对各级轴封间隙进行了调　整及加装了轴加风机后，汽轮机油中带水问题得到　了彻底解决，经过一年多的运行实践，各个回油窗带　３　结论　（１）轴封片间隙过大是导致某发电公司　１机油　中带水的主要原因，轴封片间隙超过设计值，使汽轮　机油中带水问题长期无法解决。　水现象已完全消除，运行状况良好。　参考文献：　［１］曹祖庆，江宁，陈行庚．大型汽轮机组典型事故及预防　［Ｍ］．北京：中国电力出版社，１９９９．　［２］常建新，谢银波．３００　ＭＷ机组汽轮机油水分超标的原因　分析及处理［Ｊ］．热力发电，２００６，３５（１１）：５３～５５．　（２）轴封加热器抽汽口设在射水抽气器下水管道　上，抽汽量小，也是导致汽轮机油中带水的重要因素。　（３）通过加装轴加风机可以解决汽轮机油中带　水的问题。　（４）对部分设备进行改造和加强运行中的调　（实习编辑：涂毅）