溧阳抽水蓄能水轮发电机组轴线调整

陈忠宾，肖先照，彭 辉，刘 宇，武倩倩

(1. 江苏国信溧阳抽水蓄能发电有限公司，江苏常州 213334； 2. 哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨 150040； 3. 江苏方天电力技术有限公司，江苏南京 211108)



溧阳抽水蓄能水轮发电机组轴线调整

陈忠宾1，肖先照2，彭 辉3，刘 宇2，武倩倩2

(1. 江苏国信溧阳抽水蓄能发电有限公司，江苏常州 213334； 2. 哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨 150040； 3. 江苏方天电力技术有限公司，江苏南京 211108)

简要介绍了溧阳抽水蓄能水轮发电机组轴线结构特点，结合机组的安装实践，详细地阐述了采用单波纹弹性油箱推力支撑的半伞式蓄能机组的盘车方式及轴线调整方案。总结了溧阳抽水蓄能水轮发电机组轴线调整的经验，对后续类似机组的设计和安装具有指导意义。

抽水蓄能；水轮发电机；单波纹弹性油箱；盘车方式；轴线调整

0 引言

水轮发电机组轴线调整是安装过程中的重要环节，关系到机组的安装质量和运行的整体性能[1]。

溧阳抽水蓄能电站装有6台单机容量为250 MW的混流可逆式水泵水轮机-发电电动机机组，为哈尔滨电机厂有限责任公司(简称“哈电”)生产。转轮型号为HLNA1094-LJ-474，发电机型号为SFD250-20/7500。机组轴系由顶轴、转子支架、发电机主轴、水轮机轴和转轮组成，各法兰面均采用刚性连接如图1所示。机组轴系在径向方向上由上导、下导和水导三部导轴承束缚。

上导轴承位于转子上方，设置8块巴氏合金导瓦；推力轴承在转子下方，采用单波纹弹性油箱支撑，12块巴氏合金瓦承载最大1 097 t推力负荷；推力和下导共用一个油槽，推力头侧面兼作下导轴承滑转子面，设置16块巴氏合金下导瓦；水导轴承设置10块巴氏合金瓦，主轴密封采用转动环和密封块轴向密封结构。机组转速为300 r/min，空气间隙为34 mm，上导至镜板距离为5 207 mm，水导至镜板距离为7 913 mm，镜板直径为Φ2 700 mm，转动环直径为Φ1 790 mm。

1 盘车流程及准备

机组轴线要通过盘车来检查， 盘车方法和方式的选择对机组轴线的调整起到至关重要的作用。

图1 轴线结构示意图

盘车流程如图2所示，机组盘车前应该具备的条件：转子吊装就位并完成水轮机轴与转轴联结、转轴与转子支架联结、推力头与转子支架联结、顶轴与转子支架联结；定子机座吊装到位并完成二期混凝土浇注，上机架安装完成，上盖板预装完成；上下机架挡油管安装完成，并完成油槽渗漏试验，各轴承导瓦安装就位，转轮下止漏环间隙均匀；水轮机轴法兰盘车时监测平台已搭设；盘车工具及各部位百分表安装完毕。

图2 盘车流程

2 盘车

溧阳抽水蓄能水轮发电机组先进行分部盘车，后进行整体盘车。整体盘车采用先刚性盘车后弹性盘车的方法[2]，盘车方式为人力盘车如图3所示，抽水和发电两种工况的两个旋转方向均读取盘车数据。

图3 人力盘车

刚性盘车。通过水轮机下止漏环使轴系处于中心，抱下瓦间隙为0.02～0.04 mm。启动高压油顶起装置，人力推动顶轴上盘车工具，分别在集电环、上导滑转子、转子支架下法兰、下导瓦、水发联轴法兰和水导处架百分表测量摆度值，同时架百分表测量镜板和转动环的轴向跳动度。盘车时每旋转一个测点均需对上下止漏环间隙进行测量。

在刚性盘车合格后进行弹性盘车。弹性盘车同时抱上导瓦和水导瓦，抱瓦间隙为0.02～0.04 mm，其它步骤均与刚性盘车相同。盘车重点检查镜板轴向跳动量。

3 轴线调整标准

目前，国内相关安装标准GB/T 8564—2003水轮发电机安装技术规范中对盘车的要求多是针对普通水轮发电机组。另外，溧阳机组采用单波纹弹性油箱作为推力支撑结构属首例，无参考而言。因此，哈电结合机组自身的结构特点以及水力特性，对轴线调整制定了严格的标准如表1所示。

表1 轴线调整标准

对盘车测量的各部位的摆度，以及镜板和主轴密封转动环轴向跳动度进行分析，得出最佳的轴线调整方案。从溧阳电站多台机组轴线调整的情况可知，轴线调整的重点和难点在于水导处摆度和转动环的轴向跳动度， 其他部位的摆度值和跳动度值均符合标准要求。得出轴线调整的经验如下：

1) 上导滑转子摆度超标。可以通过松开上端轴连接螺栓，根据分析结果在上端轴法兰侧面和转子支架主立筋之间用千斤顶移动上端轴。

2) 转子支架下法兰的摆度超标。可以通过移动推力头镜板，使推力头镜板旋转部件与转子支架同心来改良。

3) 法兰及水导摆度超标。首先，通过移动水-发联轴整体转动部分，调整其几何中心使摆度在合格范围内；其次，通过调整转子支架与发电机轴联轴螺栓伸长值(在设计拉伸值范围内)使转轴与镜板产生夹角，从而来保证水导处摆度。

4) 发电机大轴和转子支架没有标高低点，盘车时发现水导摆度超标。通过盘车和悬挂钢琴线测量的数据，确定大轴倾斜的角度，松动连轴螺栓重新连轴。

5) 转动环轴向跳动度超标。转动环的轴向跳动度测量应该是在转子支架和发电机轴同镗销孔后，同镗的过程中会使水发联轴发生倾斜，影响最终的轴向跳动度。首先，对把合面进行检查，如有毛刺则清理掉；其次，对把合螺栓检查，保证把合螺栓受力均匀，转动环把合结合面是否有空腔；最后，对局部的高点(一般是高点)打磨处理。

轴线调整完后，对转子支架与发电机轴连接销套孔进行同镗，同镗后再整体盘车检查三导轴承的摆度和两部间隙[3]。轴线调整后的最终盘车数据如表2所示。

3 结语

抽水蓄能是近年来国内重点发展项目，目前国内对其机组尚无轴线调整的评定标准；另外，溧阳机组采用单波纹弹性油箱作为推力支撑结构属国内首创， 与哈电蒲石河和响水涧项目机组轴线调整有很大差别[4]。这些因素都给溧阳机组的盘车和轴线调整增加了难度。溧阳电站多台机的盘车及轴线调整的实践表明，该机组三段轴结构设计是合理的，轴线结构也便于现场的盘车和调整，对后续深蓄、敦化和丰宁项目的结构设计和轴线调整具有指导意义。

表2 5号机刚性盘车最终盘车数据 0.01 mm

[1]陈秀芝.水轮发电机机械检修[M].北京：中国电力出版社，2003.

[2]张红玉.单波纹弹性油箱支撑推力轴承的刚性盘车方法[J].水电站机电技术，2006,29(4):67-68.

[3]王浩，雷京祥，罗杰.三峡右岸东电机组轴线调整简要分析[J].水利水电技术，2009,40(1):97-101.

[4]王仲陆，周翰青，黄海臣.蒲石河300 MW大型抽水蓄能机组轴系安装及轴线调整[J].施工技术，2012,41(367):15-18.

陈忠宾，1984年生，男，工程师，现江苏国信溧阳抽水蓄能发电有限公司从事机电设备管理工作。