黄河乌金峡水电站灯泡贯流式机组盘车方法及摆度计算

姚春雷

（国投甘肃小三峡发电有限公司，甘肃 白银 730900）

黄河乌金峡水电站灯泡贯流式机组盘车方法及摆度计算

姚春雷

（国投甘肃小三峡发电有限公司，甘肃 白银 730900）

水轮发电机组盘车就是缓慢转动整个机组的转动部分，对机组轴线进行校验的过程，是机组安装和检修工作中极为重要的环节之一。乌金峡水电站灯泡贯流式机组与其他类型机组比较，由于其布置方式及结构的不同，其盘车的工艺方法亦有很大差别。文中对灯泡贯流式机组的盘车方式、注意事项、数据分析及调整处理方法等做一阐述。

电站；灯泡贯流式机组；盘车；摆度计算

1 概述

1.1 电站概述

黄河乌金峡水电站位于甘肃省白银市及靖远县境内，坝址距白银市30 km，为黄河龙～青段规划的第21级，是国投甘肃小三峡发电有限公司“小峡、大峡、乌金峡”最下一级电站。乌金峡水电站水库正常蓄水位高程1 436.00 m，总库容0.237亿m3，水电站最大坝高55 m。电站厂房安装4台35 MW灯泡贯流式水轮发电机组，水轮机型号GZ4BN28AWP-700，额定水头9.20 m，额定转速78.95 r/min，额定流量432.2 m3/s。发电机型号SFWG35-76/7570，额定功率35 MW。总装机容量140 MW，保证功率

68.7 MW，多年平均年发电量6.83亿kW·h。

1.2 盘车的分类及简介

具体地说，“盘车”就是通过人为的方法，使水轮机发电机组的转动部分缓慢地旋转，并按照预定的要求暂停和再启动的过程；其目的主要是检查机组轴线的倾斜和曲折情况，通过盘车测量并求出摆度值，用于分析和处理轴线，找准机组轴线是否同心，机组的轴线摆度值是否在允许范围内。盘车一般采用电动和机械两种方式，其中机械盘车作为传统的盘车方式，利用桥机或滑轮做牵引，通过钢丝绳来拖动机组的转动部分旋转。机械盘车简便易行，不需要其他的辅助设备，在水轮发电机组的安装及检修过程中仍得到广泛应用。电动盘车是指给发电机定、转子通入直流电流后，利用定、转子磁场的作用力，使机组缓慢旋转的过程。盘车前需要根据不同的盘车目的，选择盘车方式，制定出具体方案。

2 灯泡贯流式机组盘车

下面就乌金峡水电站1号机组的机械盘车过程做一阐述。

2.1 盘车前，水轮发电机组应具备的条件

（1）机组各大部件已组装完毕，并已吊装。

（2）各部轴承已安装完毕，可以承受机组转动部分重量且受力均匀。机组的中心及水平调整完毕。

（3）认真检查发电机气隙及转轮室内无异物影响转动部分转动。

（4）集电环安装完毕。盘车过程中需测量集电环的摆度，并调整其中心。注：电动盘车时还需要安装调整好刷架，机组励磁回路具备向转子送电能力。

（5）油系统运行正常。轴承润滑油系统管路应安装完成，油管具备充油条件，充油后检查油压正常，各部位无渗漏。机组高压顶起装置已调试完毕，主轴顶起高度应符合规定要求，即2倍的油膜厚度，约0.10～0.15 mm，水导瓦与发导瓦顶起高度差不得超过0.05 mm，一般发导瓦顶起高度略微高于水导瓦。

（6）操作桨叶至全关位置。

（7）机械部分：制动风闸退出、机械锁锭退出。

2.2 准备工作

（1）架置百分表

在水导轴承、发导轴承、集电环及操作油管外管处各架2块百分表，分别测量+X、+Y方向。百分表作用有二：其一，水导轴承及发导轴承处+Y方向的百分表兼做监视高压油顶起过程中主轴抬升值是否在规定范围内；其二，在盘车时监测轴的摆度。百分表测点布置如图1所示。

图1 机组盘车测点布置图

注：①采用8点盘车。即在主轴需盘车部位一周逆时针均分8点（从上游往下游看）。②架表时，应注意表座应安装牢固，百分表双向均有裕量，百分表的测杆中心应垂直于测量平面或通过轴心，测量时百分表的测杆应压入2～3 mm，即短针值在2～3之间，然后转动表盘，使长针对准“0”即调零，垂直方向百分表针头对准“+Y”，水平方向百分表针头对准“+X”，+X，+Y方向定位为面向下游左侧为+X，向上为+Y方向。拉动百分表测杆，表针应能回零。

（2）挂装手拉链式葫芦

在桥机主钩上挂设2个5 t手拉链式葫芦（若转轮室已安装完毕，可在转轮室内焊接一吊耳用于挂设葫芦），并用钢丝绳与转轮两侧的桨叶根部连接。一个用于拖动，另一个用于制动，防止转动部件由于静不平衡或惯性而产生自转。转动方向应与机组正常运转方向一致，不允许反向转动。

2.3 盘车

各百分表处设专人读数和记录。撤掉风闸，投入轴承润滑油系统，启动高压油泵顶起大轴，拉动葫芦使机组转动部分试转一圈，观察主轴转动是否均匀，有无自行转动现象，检查后大轴停在标记“1”位置处。检查每块百分表位置是否正确，有无松动，表针是否回零，若未能回零，记录数据并调零。检查各部正常后开始正式盘车，分别在8个点的位置停动，读数并记录。

3 盘车数据分析处理

盘车数据见表1、表2。

表1 集电环摆度 单位：0.01mm

表2 操作油管外管摆度 单位：0.01mm

上述记录值，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全摆度值。全摆度是指同一测量部位对称两点百分表读数之差。

椎=椎1-椎0=e

式中，椎—测量点全摆度；

椎1—测量点旋转180°后百分表读数；

椎0—测量点未旋转时百分表读数；

e—主轴径向位移。

表3和表4分别为+X、+Y方向的全摆度数值表。

表3 集电环全摆度 单位：0.01mm

表4 操作油管外管全摆度 单位：0.01mm

按照GB8564-2003《水轮发电机组安装技术规范》和DL/T5038-94《灯泡贯流式水轮发电机安装工艺导则》要求，集电环的摆度不应大于0.20 mm，受油器操作油管摆动值不大于0.1 mm。由+X、+Y方向全摆度值分析可知：操作油管摆度符合要求，集电环摆度超出要求。

4 盘车后调整处理

集电环调整首选采用千斤顶调中。将集电环所有绝缘螺杆稍松，在所需调整的点位处支千斤顶，调整过程中要用百分表监视调整量，将数值调至规定要求内。若偏差较大，则采用在集电环与集电环支架把合面处加垫的方法来调整。由表3可知，集电环径向6-2点、7-3点全摆度值最大,因此,在6-2点、7-3点方向上推小轴。由于偏差不大，我们选择使用千斤顶从测点2、3之间向测点6、7之间方向推集电环0.15 mm。调整后重新盘车，并记录各测点的摆度值。表5和表6分别为第二次盘车的相对摆度值及其计算出的全摆度值。

表5 集电环相对摆度 单位：0.01mm

从以上数据看，集电环全摆度的最大值为0.10 mm，满足安装规范要求。

若操作油管外管摆度不符合要求，首选采用千斤顶调中。将操作油管与转子把合螺栓稍松，在所需调整的点位处支千斤顶，调整过程中要用百分表监视调整量，将数值调至规定要求内。若偏差较大，则采用在操作油管外管与转子把合面处加垫的方法来调整。

表6 集电环全摆度 单位：0.01mm

5 结语

乌金峡电站灯泡贯流式机组经此方法调整后，在实际运行中各部振动摆度均满足规范要求。采用机械盘车方法测量摆度简单、准确、易行,应用此方法对灯泡贯流式机组轴线调整,能够简化计算,提高工作效率，安装检修人员容易掌握调整要领,便于推广应用。

[1]刘文清.最新水利水电机电组安装工程施工工艺与技术标准实用手册[M].合肥：安徽文化音像出版社，2004.

[2]水轮发电机组检修工艺规程[S].

[3]GB8564-2003水轮发电机组安装技术规范[S].

[4]DL/T5038-2012灯泡贯流式水轮发电机组安装工艺规程[S].

[5]刘国选.灯泡贯流式水轮发电机组运行与检修［M］.北京：中国水利水电出版社，2006.

TV738

：B

：1672-5387（2017）03-0066-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.03.021

2016-08-11

姚春雷（1982-），男，工程师，从事水电站机械设备技术管理工作。