机组盘车

2024-10-12

机组盘车（共4篇）

机组盘车篇1

0 引言

既然要解决机组的振动问题以便能更好地进行盘车, 那么就应该先对机组的轴有个较为清晰的了解, 机组的轴会有怎样的问题、当轴线出现问题时会导致机组产生什么样的振动, 以及在轴线出现偏差的时候如何进行有效的调整, 这些都是需要弄清楚的问题。

1 水轮发电机组轴线误差的形式

水轮机组轴线的误差其实质就是水轮发电机组的实际轴线与水平面不垂直, 即水轮发电机组的实际轴线与理想的发电机主轴回转中心不能完全重合。最简单的一种误差形式是单项误差, 这是一种只以单一的误差形式出现的水轮发电机组轴线误差, 这种情况下, 水轮发电机组的实际轴线是没有发生曲折现象的。其次, 是同向复合轴线误差, 这种误差不再是以单一的误差形式出现, 而是以两种误差形式出现, 在水导测点处是两种误差的叠加, 这种情况下, 水轮发电机组的实际轴线发生了曲折现象。另外, 还有一种误差形式就是反向复合轴线误差, 这也是一种以两种误差出现的轴线误差形式。

2 轴线误差造成的机组振动

水轮发电机组的振动是个无法避免的普遍问题, 然而也是一个必须控制在规定范围之内的问题, 当机组的振动超过了所允许的范围值时, 便会对机组的安全运行以及机组的正常使用寿命产生影响, 所以对于机组产生的振动, 需要及时分析出振动的原因并有效地解决。一般而言, 机组的振动无外乎是由机械方面、水力方面以及电磁方面所造成的, 下面对各方面进行简要的阐述。

机械振动, 顾名思义是由于机械自身的原因而造成的振动, 具体来说就是由于机械在运转过程中自身的惯性力、机械自身的摩擦力以及各个机械部件之间的干扰而造成的机械振动。当转子质量不平衡、机组轴线不正、导轴承缺陷等都有可能造成机械振动。就拿机组轴线的不正来说, 由于机组轴线的误差会造成两种形式的振动:一种是弓状回旋;另外一种是振摆。所谓的弓状回旋, 其实就是由于转子、转轮几何中心偏离旋转中心, 从而造成在运行中产生横向或者纵向的振动, 直接形成回旋, 从而对推力轴承和轴承均造成威胁, 同时还会造成在运转过程中离心力的增大, 进而使两者的振幅都增大。从运行管理的层面分析, 这种情况一般是出现在机组投入运行年限比较长, 同时各导轴承间隙较大, 却没能及时进行修复或者检修质量不过关的情况下。而对于振摆来说, 其主要的原因是由于水轮发电机组的轴线与镜板摩擦面不垂直而造成的, 当然, 机组的轴线与旋转中心线发生中心偏移也会造成振摆。如果是镜板与整根轴线都不垂直, 当轴线旋转时, 必然会偏离理论中心回转线。如果是镜板与其附近的一根轴垂直, 而在与下一根轴连接时, 由于法兰面与轴线的不垂直而发生轴线的曲折, 此时, 当轴线发生旋转时, 便会从曲折处形成锥形的摆度。还有一种情况是, 如果整体轴线与镜板垂直, 但是整体轴线却偏离理论旋转中心线, 那么轴线旋转时, 依旧会产生摆度, 当然这最有可能发生在大型的水轮发电机组中, 对于小型的立式水轮发电机组来说, 发生的可能性虽然有, 但是相对较小。

对于机械振动来说, 在安装和检修时必须找正轴线位置, 调整各个导轴承的间隙, 使之处在允许的范围内。对于新投入运行的机组, 一般不会由于轴向不正而产生剧烈的机组振动, 但是对于投入运行时间较长的机组来说, 诸如推力头与轴配合不严密、卡环不均匀压缩、推力头与镜板间垫变形或破坏等会使轴线发生不正的原因, 都会引起机组的较大振动, 在检修维护时, 对于这些容易出现问题的地方要格外注意, 一定要细心、耐心地去进行检查和分析。

至于前面提及到的转子质量不平衡导致轴旋转时产生偏心的离心力、导轴承松动或者刚性不足, 以及导轴承间隙不合理造成的导轴承缺陷等原因使水轮发电机组产生较大的振动, 因为本文主要讨论小型水轮发电机组的轴线问题导致水轮发电机组的不正常振动, 所以其他原因不作过多介绍。

3 水轮发电机组轴线的调整

在进行水轮发电机组轴线的调整之前, 要对水轮发电机组的轴线进行相关的测量, 测量的准确性将直接影响轴线调整的有效程度, 所以水轮发电机组轴线的测量是进行水轮发电机组轴线调整的关键点。

在进行轴线的测量时, 一般在吊车牵引推力头时, 是以上导限位为支点的, 同时给定子、转子绕组通以直流电, 在机组主轴转动的一周内停留时一定要注意的是, 按8等分点停留, 不仅如此, 还应该上下点位一致, 盘车每到一个点要上下左右地推轴, 保证大轴处于自由状态。同时用各处大的百分表, 测量其摆度值, 为了求得轴线对推力镜面的不垂直度, 一般要盘3次以便校核数值, 通常取第二次的数据较为准确。这样也方便求得法兰处的曲折, 为进行轴线处理提供依据。对盘车测量数据的整理, 同时绘制曲线反映各部分摆度。

在进行准确测量水轮发电机组的轴线以后, 就应该要对轴线进行合理的处理和调整。首先要看两个条件:一个是发电机轴线对镜面的不垂直度;另外一个是法兰曲折。如果这两者都超过了规定的允许值, 同时满足进行相关法兰处理的条件, 那么轴线的处理就应该分别对推力头和法兰这两个地方进行处理。如果只处理推力头, 而不处理法兰曲折, 则在计算推力头方位和数值时, 应同时考虑到水导摆度的减小。当然, 在水轮发电机组安装中, 也可以采取对盘车和处理分别进行的办法。先对发电机进行单独盘车, 处理合格后, 然后与水轮机轴连成整体, 对这一整体进行盘车, 接着处理法兰结合面, 在调整水导处摆度时, 一定要调整到规定的范围内。对推力头的处理, 为了获得较长内轴线不变的效果, 一般的修刮方法就足以达到这一效果。修刮工作一方面可以直接修刮推理头;另一方面可以修刮其结合面间的绝缘垫板。运行效果表明, 前者处理的效果好于后者。法兰曲折的处理, 可采用在法兰结合面间加垫或者修刮法兰结合面的方法, 只要处理的工艺正确, 那么处理之后一般不会再发生变化。

对于轴线垂直度的调整, 在实际工作中最行之有效也是最精确的方法是在发电机下导轴承与法兰间的大轴上, 在x、y方向紧贴大轴各安装一只方形水平仪, 通过调整推力瓦的高低来检查方形水平仪的水银气泡是否居中, 只要两只方形水平仪的水银气泡都居中了, 大轴就垂直水平面了。然后调整推力瓦受力, 在水导轴颈处x、y方向安装两块百分表, 百分表调零, 调整中当感觉到各推力瓦顶丝受力基本均匀时, 两块百分表的指示应在0.10 mm以内, 再用铜棒将所有推力瓦顶丝打紧二遍, 两块百分表的指示应在0.05 mm以内, 此时, 推力瓦受力就算均匀了。接下来就是调整大轴的中心, 为了使发电机转子中心与定子中心相重合, 主要通过推动上导瓦来移动大轴, 使发电机空气间隙符合规定, 水轮机轴四周与固定止漏环间隙均匀, 浆叶与转轮室间间隙均匀即可。最后根据盘车结果计算和调整各导轴承间隙。

4 结语

对于小型立式水轮机组盘车以及机组的振动, 只要好好分析其振动产生原因, 掌握盘车过程中应该注意的问题和盘车的方法, 就能较好地进行机组的盘车, 以便能较好地解决振动的问题。

摘要：水轮发电机组盘车其实就是水轮发电机组轴线的调整, 盘车质量的好坏将直接影响水轮发电机组运行情况的好坏。由于机组轴线的误差, 机组在运行过程中, 其内部的转动部件就会产生不平衡力, 轴就会产生摆动或者发生曲折, 进而使机组产生较大的振动, 这对于机组的安全运行非常不利。文章论述了致使机组产生较大振动的原因以及消除这一现象的措施。

关键词：水轮发电机轴线误差,机组振动,轴线调整

参考文献

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[6]杨晓明, 张振国.水轮发电机组支承结构对机组轴系动力特性的影响[J].水利学报, 2010 (4) :483-487.

宝山水电站三号机组盘车篇2

宝山电站位于黑龙江省逊克县库尔滨流域, 是梯级开发的第二座水电站, 是以发电为主的混合式开发的水利枢纽工程, 其水库为日调节中型水库, 电站为引水式。电厂安装三台6.5MW立式混流机组, 设计水头49米, 机组转速为每分钟375转, 推力、上导、下导各有八块瓦, 水导瓦为筒式结构。三台机组在1997年投产, 至今运行14年多。

将转子吊出后仔细检查又发现发电机法兰凸台有一处比其它地方高出1mm左右, 长度约1厘米。在检查轴、瓦时发现上、下导瓦间隙几乎没有间隙, 水导瓦总间隙有0.35mm, 但有一侧没有间隙。

2 制动器高程调整

在转子吊出检查发现法兰凸台边缘局部高出1mm左右, 经分析这种现象可能是上次大修回装转子时由于制动闸板高程低, 致使发电机法兰凸台碰到水轮机法兰上所致, 正是因为发电机法兰凸台边缘肿胀高起, 所以在连轴时两法兰无法靠严, 这种现象可能会导致连轴时出现折线。为确保折线不产生, 将突出部分进行处理, 同时还需要进行用盘车方式来检测轴线。

从设计要求来看, 一般情况下, 安装后的机组制动环与制动器闸板有10mm的距离, 水轮机转轮下边缘与座环有18mm的距离。发电机法兰凸台高度有12mm, 水轮机法兰有止口, 深度20mm。从理论计算, 制动器闸板调高4mm时, 转子落到制动闸板上法兰凸台刚好碰不到水轮机法兰。此次转子回装, 为保证发电机法兰凸台不碰到水轮机法兰上, 将制动器高程调高15mm。

发电机和水轮机两个法兰面也做了仔细检查, 很平整没有发现任何问题。将发电机法兰凸台边缘碰伤的地方用锉刀和细砂纸处理好后回装转子, 实测发电机法兰凸台与水轮机法兰之间有10mm左右的距离。连轴后用塞尺检测两法兰之间的间隙, 基本0.02mm不入, 此时看两个法兰连轴正常, 至于法兰面是否与轴垂直要用盘车的办法来检测。

3 轴线检测

盘车是机组回装过程中一项十分重要的工艺, 是检测轴线和调整摆度非常重要的方法。

盘车方式是人力盘车, 由于推力瓦是塑料瓦, 盘车时只用2~3个人便可推动。

按着盘车的有关要求, 先进行发电机单盘车, 目的是将发电机轴摆度处理好, 以便避免连轴后水轮机转轮靠一侧, 无法调整水轮机的转动间隙。发电机单盘车合格后进行连轴, 再将推力头移到推力轴承挡油筒中心, 对8块推力瓦打一次受力, 使各瓦尽可能受力均匀, 然后用四块导瓦将推力头 (上导轴颈) 抱紧, 间隙保持在0.00-0.02mm, 用盘车工具进行旋转, 检测各部位是否有碰到的地方, 特别是转轮间隙, 在旋转每个角度时 (一周分8个角度) 用手推一下, 用百分表查看是否是自由状态。条件具备后便可进行正式盘车。

表1是连轴后整体盘车的一组数据, 根据数据可以用一个简易的办法, 检测一下轴线。假如轴线是直线或近似直线, 则下导与水导处的相对摆度应相等或相近, 从镜板到下导架表处是2.2米, 从镜板到水导架表处是5.5米, 除x方向的第8点和y方向的第2点是回零点外, 其余的读数都可以进行相对摆度计算, 见表2。

单位:0.01mm

单位:0.01mm/m

现将表2中同一方向的下导与水导相对摆度值比较一下, 如第1点x向下导相对摆度值为5.45道每米, 水导处为5.27道每米, 两数相差甚微, 非常接近, 其它比较值也是如此。可与确定机组连轴后没有折线, 或折线极小。

4 刮垫处理

刮垫处理, 是一项很细致的工作, 这项工作工艺的好与坏决定盘车时间的长短和盘车质量。宝山电厂2#机组推力瓦已改造成塑料瓦, 在绝缘方面没有问题, 不会产生轴电流, 所以在推力头与镜板之间只用1层绝缘垫。镜板外径860mm, 整体盘车时用百分表测量三个位置, 即上导、下导和水导。根据规范, 绝缘垫的刮削量计算方法如下, δ= (Φ*D) / (2L) , 其中δ是刮削量, Φ是绝对摆度值, D是镜板外径, L是镜板到测点的距离。

刮削量是否准确主要取决于工具, 主要刮垫工具有工作平台 (1平方米左右) 、平尺 (1米长左右) 、刮刀、砂纸、丹粉、百分表等。

绝缘垫一般情况只刮一面, 经常选在镜板侧, 另一侧将高点去掉刮平即可。对于2#机绝缘垫在发电机单盘时进行检查, 用丹粉涂在绝缘板上, 用靠尺检查发现高点很多, 用百分表检查, 又发现很多处凹凸不平, 波浪度很大, 这说明上次大修时绝缘垫没有刮好, 主要原因是没有工作平台、靠尺等工具。

刮垫的具体方法如下, 首先将绝缘垫用酒精清洗干净后放在平台上, 涂上丹粉, 用靠尺检查高点, 再用刮刀或砂纸将高点去掉, 这样反复处理直到高点没有为止。高点处理完后可进行正式盘车刮垫工艺。在镜板外缘处分8点, 从第8点起顺时针每旋转一个点, 将各处百分表读数记下, 注意上下水导同一点的读数要对应, 不要记窜位置。

整体盘车经过5次刮垫处理, 最终达到了合格要求。值得一提的是, 前两次盘车因为从第4点起步致使下导水导的第五点当成第一点, 结果越刮垫摆度越大, 仔细查找原因, 发现上下对应点不一致而导致结果相反。

3#机组空载试运, 推力头处摆度为2道左右, 水导处摆度6道左右, 下导处为4道左右, 发电机法兰处为8道 (比下导数大些, 看来法兰出厂加工有问题) , 但不影响正常运行。

5 总结

宝山电厂三号机组盘车共用了4天, 其中有2天时间耽误在“单盘车发电机法兰圆度问题和整体盘车时停车点误差问题”上, 根据以往的经验, 正常盘车时间2天左右即可完成。

通过对3#机组盘车全过程的分析总结, 得出如下结论与经验: (1) 机组轴线没有问题, 即使有折线也是极小, 对机组运行没有任何影响。 (2) 架表位置要细心察看, 所测位置要一致, 序号不要弄窜。 (3) 刮垫工艺要仔细, 严格按照分区的办法仔细处理, 既快又能保证质量。

摘要：宝山水电站3#机组盘车过程中, 检查机组连轴有“折线”的问题, 同时也体验到了盘车时因测点不正确而影响到盘车刮垫的准确性, 通过本次实践确实得到了宝贵的经验, 对今后机组检修有很大的指导意义。

机组盘车篇3

1 模板制作

1.1 使用Excel编制盘车数据计算表模板

Excel表格具有强大的数据处理功能, 利用该软件制作盘车数据处理模板, 可以实现对盘车数据的一次性计算, 包括全摆度、净摆度、最大摆度值、轴线倾斜值等;还可以在输入盘车原始数据的同时观察数据的规律性。以伞式机组为例说明模板制作步骤及方法 (本文选用的为Microsoft Office Excel2007) 。

1) 新建一个Excel文件并打开, 在表格下方的表单栏选择[sheet1], 右键单击重命名为“基本数据”, 然后在工作区内制作一个如图1所示的数据表。表内所选的项目应与盘车计算相关。

2) 在任务栏点击“允许用户编辑区域”按钮, 点击“新建”按钮, 在标题栏输入“数据”, 点击区域栏后选择Excel表中的“数据”栏下的1-7行的单元格后, 点击确定。

3) 点击保护工作表按钮, 钩选“保护工作表及所定单元格内容”后, 输入密码并确定。

4) 完成“基本数据”表的制作后, 在表格下方的表单栏选择[sheet2], 右键单击重命名为“盘车数据计算表”, 在工作表内制作1个包含如图2内容的表格。

5) 输入公式

(1) 输入全摆度计算公式。如盘车点1-5的上导 (以下均以上导为例) 全摆度计算公式输入方法为:点击12行C列单元格输入:=SUM (C4-C8) , 回车;选中该单元格向下和向右复制, 完成全摆度公式输入。

(2) 输入净摆度计算公式。点击16行C列单元格输入:=SUM (C12-D12) , 回车;选中该单元格向下和向右复制, 完成净摆度公式输入。

(3) 输入最大摆度值计算公式。点击20行C列单元格输入:=MAX ( (ABS (C16) ) , (ABS (C17) ) , (ABS (C18) ) , (ABS (C19) ) ) ;选中该单元格向下和向右复制, 完成最大摆度值计算公式输入。

(4) 最大倾斜值为最大摆度值的1/2。

(5) “盘车数据计算表”与“基本数据表”的链接。倾斜值/m、法兰加垫厚度、镜板加垫厚度等单元格需要与“基本数据表”中的相关数据单元格链接后才能实现自动计算。如上端轴的每米倾斜值=倾斜值/上端轴长度, 而上端轴长度在“基本数据表”内以高程差的形式表示, 因此在输入公式时要用到数据链接。以上端轴倾斜值计算为例:点击“盘车数据计算表”中C列第22行单元格, 输入公式“= (C21/TRANSPOSE (基本数据!$D$11-基本数据!$D$10) ) ”回车。法兰、镜板加垫厚度的计算还需要用上法兰直径和经办直径, 其公式输入方法类似。

6) 如果想更进一步完善表格功能, 还可以在表格中利用Excel软件的一些其他功能加入一些相关内容, 比如对盘车数据的合格与否、盘车数据的规律性判断等, 相对比较简单, 在此不再详述。

7) 重复2) 、3) 步骤操作, 设定数据输入区和工作表保护。以防止在使用中模板被误操作损坏, 保存文件, 模板制作完成。

1.2 利用CAD软件找最大摆度点位置

利用Excel模板可以方便地处理盘车数据, 但是不难发现计算表功能中没能给出一个相对比较确切的最大摆度点的位置, 这是因为我们盘车点分布密度不够所致, 可以使用CAD软件比较简便地解决这一问题。具体操作如下:

在CAD中划1直线, 长度为待计算轴承滑转子周长, 定数等分8点, 作为横轴建立坐标系, 以盘车计算表中水导测点, 数值为长度 (减去位移量) , 分别在横轴上的8等分点上画出纵坐标线, 选择端点捕捉后, 点击“样条曲线”按钮, 在坐标系中画出连接8个纵轴端点的1条曲线, 该曲线的最高点就是最大摆度点的位置。标注+X位置至该点的水平距离, 得到其与X周的夹角。完成上述计算后, 即可实现比较准确的轴线的调整作业。

1.3 利用Autodesk Inventor软件计算导轴瓦的分配间隙

盘车后, 机组转动中心已经确定, 要依据盘车得出的各部导轴承处的摆度值和止漏环间隙测量值, 计算导轴承瓦的调整间隙。可以利用现成的公式计算, 虽然并不难, 但是很繁琐, 利用Autodesk Inventor软件的一些特殊的功能, 可以使导轴瓦间隙计算变得十分快捷、简单。

Autodesk Inventor是CAD公司开发的一款机械设计软件, 功能十分强大。在此仅是利用其中一些约束和联动尺寸功能, 即可制作出一款用于自动计算导轴承瓦间隙的模板, 简约了传统的计算方式, 实现快速准确的计算, 本文以Autodesk Inventor Professional2011为例, 简单介绍一个三道导轴承的导轴瓦间隙计算模板制作方法如下:

1) 打开软件, 选择新建1个Standartd.int文件, 进入草图界面, 在草图原点建立一个平面坐标, 依次在原点上画出4个不同直径的同心圆, 分别代表导轴瓦的设计标称圆和固定止漏环。点击尺寸分别标注出各圆直径, 为方便说明问题, 先假定机组上导8块瓦, 设计总间隙为0.36mm、下导10块瓦, 设计总间隙为0.38mm、水导8块瓦, 设计总间隙为0.34mm, 止漏环间隙允许偏差为0.40mm, 因此4个圆的直径分别为水导φ1000+36mm、下导φ800+38mm、上导φ600+34mm、止漏环φ100+40mm (因滑转子和止漏环直径与间隙计算无关, 所以为方便作图, 圆的直径可以任意设定) 。

2) 以原点为始点任意画出一条直线 (a) , 直线长度控制在下导轴承最小单边间隙以内即可, 以直线 (a) 的端点为圆心画出2个圆, 分别代表下导轴承滑转子的示意圆和转轮止漏环示意圆, 下导轴承滑转子示意圆标注尺寸为φ800mm、转轮止漏环示意圆标注尺寸为φ100mm。

3) 以直线 (a) 的端点为始点, 画出第二、三条任意直线 (b) 和 (c) ;直线 (b) 长度控制在上导轴承最小单边间隙以内, 直线 (c) 长度控制在上导轴承最小单边间隙以内即可;以直线 (b) 的端点为圆心画出上导滑转子的示意圆, 标注直径为φ600mm;以直线 (c) 的端点为圆心画出上导滑转子的示意圆, 标注直径为φ1000mm。

4) 在x轴画一直线, 与各圆相交, 分别以8和10等分阵列直线, 画出各导轴承瓦在其直径圆上的中心位置, 以代表导轴瓦的圆和滑转子的圆为界, 修剪阵列得出的直线, 点击尺寸———联动尺寸, 标注各导轴瓦中心线长度 (为保证模版实现自动计算功能, 必须选中联动尺寸进行标注) 。

5) 在固定止漏环与转轮止漏环两圆的+y、+x方位画出交两圆周的直线, 并标注尺寸。

6) 定义BOM表参数。点击管理———参数, 打开BOM表, 点击下方的“添加数字”, 在用户参数栏写入“上导摆度角”单位 (deg) , 重复添加, 分别写入“上导最大倾斜值”单位 (mm) 、“水导最大摆度角” (deg) 、“水导最大倾斜值”单位 (mm) , 并在表达式一栏中都写入“0”。定义完成后, 点击“完毕”按钮, 关闭BOM表。

7) 点击尺寸标注直线 (a) 、 (b) 、 (c) 。

(1) 点击“尺寸”按钮并选“中联动尺寸”, 标注线段 (a) 。

(2) 点击取消“联动尺寸”, 标注线段 (b) , 在编辑对话框中点击右侧箭头, 会显示出一个下拉菜单, 在菜单中选择“列出参数“———选择”上导最大倾斜值”, 钩选完成;

继续点击X轴线———线段 (b) , 标注 (b) 与x轴线的夹角。在编辑对话框的下拉菜单中选择“上导摆度角”后钩选完成。

(3) 标注线段 (c) 。与标注线段 (b) 的方法基本相同, 区别是在下拉菜单中选择的是“水导最大倾斜值”和“水导最大摆度角”。

(4) 点击“文本”在模板的相应位置上标注出“上导”、“下导”、“水导”、“止漏环”以及“+y”、“+x”等字样, 以注明各个不同直径的圆所代表的部位。

完成上述步骤后, 导轴承瓦间隙计算模板 (如图3所示) 的制作即告完成。

2 应用

2.1 数据获取

如某伞式机组, 3轴承结构, 下导轴承布置在推力头下方, 距推力头最近, 盘车时仅抱下导瓦盘车数据如下 (本文主要介绍计算机软件的应用, 因此表1中只使用了1个方位的测量数据) 。

2.2 模板应用

1) 打开伞式机组盘车数据计算表, 在表格内的输入区输入相应的盘车数据即可得到计算结果。先在基本数据表中输入相关数据, 如图4所示。

2) 将盘车数据输入到盘车数据表中 (见图5) 。

可以看出表中显示:

(1) 本次盘车数据结果“合格”。

(2) 从测点输入区浅蓝色直方图案排列看, 数据的规律性比较强, 说明本次盘车数据可用。

(3) 发电机主轴与镜板垂直度为<0.01mm/m, 水轮机摆度最大点在4点附近, 水轮机最大摆度0.10mm, 结果表明:机组轴线比较好, 不用处理。

3) 确定上导和水导摆度方位及与机组十字线+x———x的夹角。

上导摆度值比较小, 最大测点 (2) 的相邻测点数值也比较接近, 因此可以将 (2) 点作为最大摆度点处理, 由于测点 (5) 处于+x方位, 所以 (2) 点与x轴的夹角为225°, 最大倾斜值为0.025mm (在抱瓦时也可以忽略不计) 。

水导轴承处的最大摆度点可以用作图法得到。即以导轴承滑转子周长长度在CAD中划1直线, 定数等分8点, 作为横轴建立坐标系, 以盘车计算表中水导测点数值为长度 (减去位移量) , 分别在横轴上的8等分点上画出纵坐标线, 选择端点捕捉后, 点击“样条曲线”按钮, 在坐标系中画出连接8个纵轴的端点的一条曲线, 如图6所示。该曲线的最高点就是最大摆度点的位置。用标注的方法, 求出水导最大摆度点与x轴的夹角为354°, 最大倾斜值=0.11.5/2=0.057mm。

4) 利用导轴瓦间隙计算模板进行机组各部导轴瓦分配间隙计算

(1) 整理数据

根据止漏环十字线方位测量数据计算主轴位置与理想中心的偏移量

上导最大摆度点与x轴的夹角为225°, 最大倾斜值为0.025mm;

水导最大摆度点与x轴的夹角为354°, 最大倾斜值=0.11.5/2=0.057mm。

(2) 数据输入

打开Autodesk Inventor Professional2011计算模板, 进入BOM表界面输入以上数据后点击“完毕” (见图7) 。

回到模板界面即可看到, 各部导轴承瓦的分配间隙已经计算完毕 (见图8) 。

(3) 退出草图界面, 各部岛轴承压保存并新建一个“工程图”文件, 打印出图。

3 结语

1) 计算机及其软件的使用, 已经渗透到我们的生活和工作的各个方面, 利用计算机软件解决工程施工中的技术问题, 可以实现方便、快捷、高效和准确。

2) Autodesk Inventor Professional2011还可以实现与Excel文件的链接, 但链接后, 其链接路径也会随之固定, 如果向其他的计算机拷贝模版, 容易出错, 因此, 本文仅将其分为两个独立的文件加以介绍。

机组盘车篇4

关键词：大朝山水电站,水轮发电机组,盘车,机组轴线,摆度,全摆度,净摆度

1 机组的主要参数

大朝山水电站共安装有6台机组, 是东方电机厂设计、制造的立轴半伞式水轮发电机组。水轮机型号为HLD267-LJ-580, 额定水头为72.5m, 额定流量为345.87m3/s, 额定转速为115.4r/min;发电机型号为SF225-52/12800, 额定出力为225MW。水轮发电机共设置有上导、水导两套导轴承和一套推力轴承, 上导有12块导轴瓦, 水导有10块水导瓦;推力轴承位于上导和水导之间, 采用具有良好调节性能的多波纹弹性油箱支撑结构, 装配有16块弹性金属塑料瓦, 16个弹性油箱间油路互相连通, 可保证轴瓦受力均匀, 推力轴承总负荷约17239kN。

2 盘车的目的

水轮发电机组盘车是大型发电机组安装和检修过程中一道非常重要的工序, 并且占用直线工期, 盘车即缓慢转动整个机组转动部分, 调整机组轴线。通常用机械或电动的方法使机组转动部分缓慢旋转, 在转动部分特殊部位用百分表进行测量, 并记录各个方向的摆动值, 然后按照这些数据来分析计算机组倾斜方向机倾斜值, 以便调整机组, 确保发电机轴和水轮机轴在同一根轴线上, 主要进行检测的内容为: (1) 大轴是否铅垂; (2) 转动部件两连接部分件是否同心和曲折; (3) 镜板与主轴是否垂直; (4) 转子中心体与上端轴、发电机轴是否垂直; (5) 机组轴线是否合格。

3 有关盘车的几个几何尺寸

大朝山水电站机组镜板直径为φ3750mm, 水轮机轴长为4872mm, 发电机轴长为4910m m, 转轮高度为3 4 4 5 m m, 以大朝山水电站机组盘车各测点部位为实际参考, 上导中心至镜板摩擦面间距为4 6 2 5 m m, 镜板摩擦面与水轮机轴法兰间距为4 1 9 5 m m, 上导中心至水轮机轴法兰距离为11607.5mm, 镜板摩擦面与水导中心距离为7082.5mm;补气头至水导距离为13606mm, 集电环 (上环) 至水导距离为1 2 6 0 6 m m, 上导至水导距离为11606mm, 转子下法兰至水导距离为7896mm, 推力头至水导距离为7696mm, 发电机下法兰至水导距离为2987mm, 水轮机轴上法兰至水导距离为2787mm, 镜板至上导距离4745mm, 水轮机轴上法兰直径为2150mm, 上端轴法兰直径为1660mm, 转轮上止漏环间隙为2.70mm~3.10mm, 下止漏环间隙为2.10mm~2.50mm, 发电定、转子设计空气间隙为22.00mm, 磁极个数为52个。机组各轴系长度详图1:大朝山水电站机组轴系简图。

4 盘车前准备工作

4.1 盘车前的检查清扫工作

机组盘车前, 将水轮机轴上法兰、发电机轴上法兰和下法兰、上端轴法兰圆周面油漆清除干净, 检查无高点;检查旋转部件与固定部件间隙处应无杂物。将转子位于上游部位+Y方向磁极定义为1号磁极, 并依逆时针方向进行编号。

4.2 机组中心位置调整

盘车前先调整推力轴承、弹性油箱, 调解镜板高程及水平, 并把机组转动部件推到迷宫环间隙的中心位置, 即调整转轮上、下止漏环间隙及空气间隙均匀。

4.3 弹性油箱受力调整

在受力调整过程中, 要始终抱紧上导和水导瓦, 使机组轴线一直处于强迫垂直状态, 调整16个支柱螺栓, 使各弹性油箱的压缩变形值能够符合一定的规范。受力调整工作结束后, 要复查镜板的水平及转轮上下止漏环间隙及发电机空气间隙, 并做记录, 供准备盘车之用。

5 大朝山机组盘车

5.1 盘车方法

大朝山水电站由于只有上导、水导两套导轴承和一套推力轴承, 故只用上导和水导作为径向支撑, 为了使瓦不致和轴抱的太紧, 但又不能抱的太松, 所以要调整间隙以0.03mm~0.05mm为宜, 太紧使轴不能自由转动, 太松又可能使轴在转动过程中发生位移。

盘车前要仔细进行检查, 确保转动部分和静止设备之间要有一定的间隙, 使各轴承挡油环和轴要有一定的距离, 并检查转轮止漏环间隙、空气间隙及风闸闸板间隙, 防止转动部分和静止部分相碰撞, 影响测量结果。

大朝山水电站为电动盘车, 在发电机转子励磁的情况下, 对发电机定子三相绕组逐相轮换通入直流电, 使发电机转子在电磁力的驱动下发生转动。

5.2 测点分布

弹性盘车不仅要反映出各转动部分的径向跳动值, 而且还要反映出镜板的轴向跳动值, 即轴线与镜板间垂直情况。校核测点分布不仅要有水平测点, 还要在镜板处布置有垂直测点。大朝山机组盘车前, 分别在补气头、集电环上环及下环、上导轴领、上端轴法兰、转子中心体下法兰、发电机轴上法兰 (即推力头) 、镜板、发电机轴下法兰、水轮机轴上法兰、水导轴领等11个典型部位的+X、+Y方向上各设一块百分表, 用于测量上述部位的盘车摆度。其测量部件测点序号分布分别如图2所示, 测点编号逆时针旋转, 需注意的是, 测点序号为机组未转动时的序号, 各部位测点对应一致。

5.3 摆度的计算方法

大朝山水电站机组在每个测量部件间距90°方向上, 各布置两块百分表, 通常位于+Y和+X方向上, 百分表座吸在固定部件上, 表头指针指在向转动部分, 盘车时, 每个部分的百分表都可以准确的记录此部件各测点的相对摆度值。

如图3摆度特性几何关系所示, 假设百分表设于+x方向, 显然, 当大轴中心o1位于ox轴上, 百分表读数为e, 当o1顺时针旋转一个角度θ至o′1, 有:

从而得:

一般主轴直径R要比偏心e大104倍左右, 因此:

同理可得y方向上的摆度值为:

因此, 对于每个每个测量部件, 旋转一周, 借鉴物理学里力的矢量分解和求和原理和方法, 该测点部位旋转摆度e为:

式中, n=8, 当求的旋转摆度e后, 同样依据矢量分解的方法, 可得测点部位旋转摆度对应的角度值θ。

5.4 盘车数据记录分析及调整

以大朝山水电站5号机组A级检修盘车数据位实例, 分析计算机组摆度值。表1和表2分别为5号机组A级检修过程中第一次盘车时的记录值。

表1和表2中的数据, 只是各转动部件在+X轴和+Y轴向的相对摆度值, 分析盘车结果好坏, 不但需要知道相对摆度值, 更重要的是要知道每一转动部件的实际旋转摆度值。

根据国际GB8564-2003及有关水轮发电机组安装技术规范要求及第一次盘车的数据记录, 得出结论如表3所示。

大朝山水电站机组轴系检查技术标准如下: (1) 补气阀最大绝对摆度<0.30mm; (2) 集电环最大绝对摆度<0.45mm; (3) 转子中心体及上端轴倾斜值<0.04mm/m; (4) 发电机轴倾斜值<0.04mm/m; (5) 水轮机轴倾斜值<0.04mm/m; (6) 镜板轴向摆度<0.20mm;盘车全摆度值应小于0.04mm/m·L计算值。盘车时抱住上导和水导, 参量L为上导或水导到各测点的距离。

根据旋转轴系的长度, 可计算得出各分段轴的倾斜值, 根据数据计算结果, 可绘制出旋转轴系的折弯图, 然后综合进行分析, 得出机组轴系调整方法, 本文不做阐述。由图1中的数据, 计算转子中心体及上端轴 (视转子中心体与上端轴为一根轴) 最大倾斜值为0.048mm/m;发电机轴最大倾斜值为0.032mm/m;水轮机轴最大倾斜值为0.026mm/m;显然转子中心体及上端轴倾斜值超出规范要求。

根据第一次盘车数据, 计算出各旋转部位的摆度值及各分段轴的折弯值, 得出机组轴系调整的方法, 然后进行第二次盘车及数据记录分析, 直至机组轴系调整符合相关规范要求。

6 机组盘车的体会

(1) 大朝山水电站的盘车方法简单, 现场容易操作, 通过机组的运行实践证明, 振动和摆度都符合设计要求, 说明此盘车方法和摆度计算方法是完全可行的。

(2) 盘车前需进行受力调整, 使各弹性油箱的压缩变形值符合一定的规范值, 机组转动部分应处于中心位置, 大轴应垂直, 以免影响测量结果。

(3) 盘车前转子应尽可能调至中心位置, 使空气间隙均匀。

(4) 每次盘车都旋转两圈, 摆度计算时一般采用第二圈的测量数据进行盘车分析, 因为在转动部件旋转第二圈时, 推力瓦与镜板间的油膜比较均匀, 故计算出的摆度值误差相对较小。

(5) 盘车时注意转动部分和规定部分之间不能相碰, 特别是各轴承挡油环。因为机组轴线并不是一条理想直线, 盘车时, 在较大电磁力的作用下, 转动部分和静止部分相抗, 会损坏推力瓦和导轴瓦, 甚至会扭弯上端轴。

(6) 大朝山电站5号机组A级检修盘车过程中, 若上端轴从测点7向测点3平推了0.1 5 m m, 则镜板径向的全摆度值可能会更佳。

(7) 盘车结束后, 由于定转子剩磁较强, 磁性物质很容易被铁芯吸引, 故在机组首次启动前, 需要彻底检查定、转子空气间隙。

(8) 本文中阐述的摆度计算方法同样可适应于发电机组安装中定、转子的圆度计算;尤其是在转子组装完成后, 通过此方法计算可得出转子的旋转摆度。

参考文献

[1]刘云.水轮发电机故障处理与检修[M].北京:中国水利水电出版社, 2002.