水电厂机组轴线检查及轴瓦间隙调整

郑攀登

（贵州乌江水电开发有限责任公司乌江渡发电厂，贵州 遵义 563100）

1 概述

某水电厂设置4 台立式混流式水轮发电机组，水轮机型号为HL270-LJ-690,发电机型号为SF262.5-64/15000,额定功率为262.5 MW，额定频率为50 Hz，额定转速93.75 r/min，飞逸转速为185 r/min。该电厂2 号机组为混流半伞式机组，其轴系由发电机上端轴、转子中心体、下端轴、水轮机轴4 段轴组成。上下导轴承均布置12 块瓦，推力轴承为弹性支撑油箱，共布置18 块金属塑料瓦，水导轴承布置8 块稀油润滑分块瓦。A 修期间通过机组盘车的方式检查推力头或镜板的摩擦面相对于轴线的不垂直度，调整不垂直度到规定范围内；检查机组全轴各段折弯程度和方向，并确定轴线在空间的几何状态；确定旋转中心线，按旋转中心线和轴线的实际空间位置，调整各部导轴承间隙，保证各导轴承与旋转中心线同心，从而起到良好的轴承润滑效果，达到长期安全稳定运行的目的。

2 机组轴线调整

2.1 机组中心调整

机组开始盘车之前，需要初定中心，使发电机转子和水轮机转轮处于中心位置。测量发电机空气间隙和转轮上下止漏环间隙以及水导轴承内挡油环和水导轴领间隙，以此数据为参考调整机组上导、水导轴领位置，使得发电机空气间隙和止漏环间隙在允许的范围之内，再将上导、水导处利用4 块轴瓦对称抱死轴位，以调整推力轴承受力情况。推力轴承受力调整时需利用油泵顶起转子，调整均匀后在镜板与推力瓦之间涂抹一层猪油，在机组转动时形成油膜，避免盘车时发生干摩擦烧毁推力瓦[1]。猪油涂抹均匀后平稳落下，使转动部分的重量由镜板承受，安装电动盘车装置，检查电机运行状态。在上导轴领摆度测量位置按照逆时针将测点编为1～8 号[2]。调整中心时，在机组上导、下导和水导轴领及大轴法兰径向+X、+Y 方向架设百分表计，在镜板+X、+Y处轴向架设百分表计，移动导轴承使得发电机空气间隙和水轮机止漏环间隙在规定值内。

2.2 机组盘车数据分析及轴线调整

通过盘车，测量出上导、下导、主轴法兰和水导轴承处的摆度，根据测量数据计算出各轴承处全摆度、净摆度和相对摆度。盘车时需先空转一圈，转动过程中各轴承处工作人员注意听有无异常声响，如一切正常且转动一圈之后百分表指针归零，可正式开始记录盘车数据。摆度测量时，机组每旋转45°停下记录各监测位置+X、+Y 百分表读数。机组第一次盘车时抱下导轴承和水导轴承，甩上导轴承，以检查上端轴与转子中心体同轴度[3]。

初次抱下导和水导瓦盘车时，上导最大摆度超标，经过分析计算，排除上端轴与转子中心体之间存在拐点，引起摆度超标的主要原因是上端轴与转子中心体同心度超标，故需要对上端轴进行移轴处理。调整结束后打紧固定螺栓，再次抱瓦甩上导进行盘车。盘车数据见表1。

表1 机组盘车数据

根据表中数据可知，进行移轴处理之后，各导轴承摆度均符合国标规范，上端轴与转子中心体轴线质量良好。

为进一步检查水轮机轴与发电机轴的轴线质量，需要对机组进行抱上导和下导轴承甩水导方式盘车。盘车数据见表2。

表2 机组盘车数据

盘车数据表明，水导相对摆度达到GB/T 8564-2003《水轮发电机组安装技术规范》要求，同时满足某水电厂机械检修规范，水轮机轴线和发电机轴线同心度符合要求。综合两次盘车数据可知，机组整体轴线质量较好。

3 机组上导、下导和水导轴承瓦间隙调整

3.1 机组精定中心

移动上导轴承轴领，使得空气间隙圆周分布符合设计规范，各处间隙与平均间隙之差不超过±10%，调整合适后利用4 块导瓦对称抱上导轴承。测量下止漏环间隙，调整水导瓦楔子板上下位置移动水导轴领[4]，使止漏环间隙小于10%设计间隙（2.7 mm）。机组检修时，空气间隙最终调整结果见图1，其中平均间隙24.9 mm，各磁极处空气间隙应在22.41～27.39 mm之内；下止漏环间隙调整结果见图2。

图1 空气间隙调整数据（mm）

图2 下止漏环间隙调整数据（0.01 mm）

3.2 上导轴承瓦间隙调整

机组上导轴瓦单边设计间隙为0.1～0.25 mm，根据盘车数据以及机组多年运行情况综合考虑，将上导瓦调为同心瓦，并记录各导瓦垫片厚度。各部瓦间隙调整值见图3。

图3 上导瓦间隙调整值（0.01 mm）

3.3 下导轴承瓦间隙调整

机组下导轴瓦单边设计间隙为0.1～0.25 mm，各部瓦间隙调整值见图4。

图4 下导瓦间隙调整值（0.01 mm）

3.4 水导轴承瓦间隙调整

机组水导瓦为楔子板支撑导轴瓦结构，楔子板比例为1∶50，间隙调整时先将导瓦放置在瓦架对应位置，同时将对应编号的楔子板落下并与轴瓦紧靠，以确保轴瓦与轴领间隙为0、楔子板与轴瓦间隙为0，接着通过调整楔子板调整螺栓提升楔子板，其提升高度通过设计间隙与提升高度比为1∶50 进行调整[5]，轴瓦单边设计间隙为0.15～0.35 mm。根据盘车数据以及机组多年运行情况综合考虑，各部瓦间隙调整值见图5。

图5 水导瓦间隙调整值（0.01 mm）

4 机组检修前后各轴承振摆及瓦温对比分析

机组检修前后运行参数见表3、表4。

表3 检修前机组各轴承最高瓦温及振摆统计表

表4 检修后机组各轴承最高瓦温及振摆统计表

对表3 和表4 数据进行对比分析：检修前机组运行时水导轴承最高瓦温为49.7℃，水导轴承摆度达到310 μm，超过设计值280 μm；检修后机组运行时水导轴承最高瓦温为46.4℃，水导轴承摆度X方向为230 μm，Y 方向摆度为276 μm。通过以上比较可以看出：盘车及轴瓦间隙调整之后各导轴承运行效果良好，机组各导轴承最高瓦温较检修前均有所下降，导轴承瓦受力均匀；水导轴承摆度下降至设计范围之内，机组运行稳定性显著提高。

5 结语

水电站水轮发电机组轴线调整工作是非常复杂且必要的，要求工作人员熟悉掌握机组轴线调整的技术，并能够根据盘车数据对各轴承摆度进行综合分析，计算出轴系调整量，灵活运用轴线调整方法，保证轴线实现准确有效调整。机组轴线和导轴瓦间隙调整后，解决了机组水导轴承摆度超标的问题，为机组长期安全稳定运行提供保障。

参考文献：

[1] 冯卓．浅谈托洪台电厂1#水轮发电机组盘车过程中遇到的问题[J]．内蒙古水利，2015（4）：152-153．

[2] 雷恒，舒发兵．浅谈苗尾水电站4 号水轮发电机组轴线调整实践探索[J]．水电站机电技术，2018，41（9）：14-15，33．

[3] 赵少勇．水轮机组水导摆度超标的分析与处理[J]．红水河，2017，36（6）：105-109．

[4] 常勇，刘文元．李家峡水力发电厂1 号水轮发电机组电气盘车轴线检查及轴瓦间隙调整[J]．青海电力，2002（1）：36-39,43．

[5] 胡一栋．SF 320-48/12800-G 水轮发电机组导轴瓦间隙调整工艺改进[J]．西北水力发电，2002（3）：44-46．