王东新1 莫帅帅2
华能澜沧江水电股份有限公司景洪水电厂
摘要：在水轮发电机组安装的过程中，轴线的好坏，整个机组轴系的安装配合，直接关系到机组的安全稳定运行。因而作为机组轴系调整、轴线处理的依据——盘车试验是机组安装和检修工作中极为重要的环节之一。大型水轮发电机组在检修时一般采用电气和机械两种盘车方式。电气盘车是利用发电机定子、转子线圈中通入直流电流所产生的电磁力矩，拖动水轮发电机的转子转动。机械盘车包括人力盘车、桥机牵引盘车、电动机械盘车等。人力盘车即人力推动水轮发电机转子进行盘车；桥机牵引盘车是利用厂内的桥机，经过滑轮组换向，用钢丝绳牵引机组转子转动的方法；电动机械盘车是利用电机驱动，经过变速机构，联轴机构，离合机构，驱动转子转动的盘车方法。这两种盘车方式都应具备一定的条件，采取合适的工艺。
关键词：机组盘车；止漏环间隙；空气间隙；轴线调整；摆度
1.概述
景洪电厂水轮发电机组为立轴半伞式三段轴结构，设计有上导、推力、下导和水导轴承。上下导轴承为扇形瓦自调式结构，上导轴承有16块瓦，下导轴承有24块瓦，推力轴承为弹性油箱支柱式结构，有20块塑料瓦，水导轴承为扇形瓦自调式结构，有12块钨金瓦。上导瓦中心到推力镜板平面距离为4950mm，下导瓦中心到镜板距离为2900 mm，水导瓦中心到镜板距离为7620mm。上导轴领直径1700mm，下导轴领直径2500mm，水导轴领直径2485mm。发电机顶轴长5885mm，转子中心体高2352 mm，发电机主轴长3150mm，水轮机轴长4050 mm。转子中心体与发电机主轴为十字键螺栓连接，发电机主轴和水轮机轴为螺栓连接，顶轴与转子中心体为螺栓连接。
2.机组盘车
景洪水电厂发电机与水轮机分属两个不同的设备制造厂家生产，发电机制造厂家为东方电机有限责任公司，水轮机由哈尔滨电机制造厂设计。机组连轴法兰是两个厂家设备的结合处。经综合分析、考虑和比较，决定采取一次性整体盘车方案。盘车工具为电动机械盘车装置。
2.1提出问题
在立式机组中，根据推力轴承布置位置的不同，机组分为悬式机组和伞式机组（伞式机组又有全伞式与半伞式之分：有上导轴承的伞式机组称半伞式，无上导轴承的伞式机组称为全伞式）。悬式机组推力轴承布置在上机架，伞式机组推力轴承布置在下机架式水轮机项盖上。在立式机组的整体盘车工序中，悬式机组在单独盘车或整体盘车中抱发电机上导是无庸置疑的。伞式机组在单独盘车或整体盘车中，查《水轮发电机组安装技术规范》（GBPT8564 -2003）第9.5.7条：“检查调整机组轴线，应符合下列要求：弹性支柱式推力轴承的弹性盘车，应在弹性油箱受力调整合格后进行。靠近推力轴承上部和下部的导轴瓦间隙调整至0.03-0.05mm，盘车时镜板边缘处的轴向摆度应不超过0.02mm/m的要求”。按该款规定，弹性支柱式推力轴承的弹性盘车，应抱紧靠近推力轴承上部和下部的导轴瓦，即抱上、下导两部轴承瓦，则上、下导瓦间隙按设计值均调。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设备制造厂家在《SF350-80/18900景洪水电站发电机安装说明书》第5.7.24 条机组盘车第5 款中要求：“在机组轴系处于自由状态下，分别按单侧间隙0.03～0.05mm抱紧相邻瓦间互成90°夹角的四块上导瓦及水导瓦，抱瓦前应在各导轴承瓦工作面上抹上干净的透平油。”即要求抱上导和水导，则上导和水导瓦间隙按设计值均调。但我参与的景洪电厂5×1750MW 半伞式机组的整体盘车均是只抱下导。以上说明不论是悬式机还是伞式机，目的都是测量以转轴支点为基准、转轴各部轴颈相对支点的最大摆度。从理论上说，伞式机组的轴线调整应只抱下导，即抱紧靠近推力轴承的导轴瓦。
2.2盘车的概念
盘车是采用人工、机械或者是电动方式使机组转动部分实现人为缓慢旋转和停止的一个过程。意义是测量出主轴的几个关键部位（上导、下导推力头、发电机与水轮机大轴的连接法兰、水导）的摆度，通过测量出来的摆度值分析主轴的在什么位置摆度大，什么位置摆度小，什么位置轴线存在曲折，从而判断轴线是否合格，如不合格为处理和调整轴线提供依据。所以盘车的意义就是对机组轴线的测量、处理和调整。
2.3 盘车前的准备工作
盘车前需要根据不同的盘车目的，选择盘车方式，然后制定出方案供操作时执行。无论哪种盘车，水轮发电机组应具备下列条件。
（1）主轴参考发电机上机架中心和水轮机顶盖中心后移中；
（2）推力轴承各瓦受力调整尽量均匀（镜板跳动值在0.20以内，且各瓦面涂无水猪油0.30mm左右），并使镜板处于水平状态。
（3）限位导轴承的瓦面涂无水猪油，间隙调整至0.05mm以内（限位轴承全伞为下导，半伞为上导），其余导轴承瓦松开，主轴在自由状态。
（4）在上导、推力头、下导、主轴法兰、水导处，按逆时针方向分成8等分，并顺序编号，各号上下对齐，在一条垂直线上。
（5）在上导、推力头、下导、主轴法兰、水导处的X、Y方向架设百分表，以上游方向为Y方向（架设两块表有利于相互校核），百分表的小针预压2～3mm，大针为0。
（6）安装盘车的设备。
（7）检查机组各固定部分与转动部分之间的间隙，防止碰撞和摩擦。
（8）参加盘车的人员就位。启动盘车设备，让主轴旋转2圈，让推力瓦的无水猪油在瓦面建立均匀油膜，第3圈开始记录。
2.4 实际盘车
由于存在上述不同的抱瓦方式，实际施工中有关各方持有不同的看法。有的认为应抱上导与下导，有的认为应抱上导与水导，还有的认为只抱下导即可。景洪水电厂#5号机组实际盘车采用只抱下导的方式，盘车情况如下：
确定机组转轴允许摆度值，根据《水轮发电机组安装技术规范》（GBPT8564 - 2003）第9. 5.7条表33“机组轴线的允许摆度值（双振幅）”，参照景洪电厂机组的转速，发电机轴允许摆度为0.04mm/m，水轮机轴为0.05mm/m，计算得机组各部允许摆度值（双振幅）为：上导0.15mm，联轴法兰0.10mm，水导0.30mm，镜板允许轴向跳动0.15mm。
2.5 盘车数据处理方法
传统盘车时一般在机组X向和Y向固定两个千分表或位移传感器，测量机组旋转时大轴表面圆周等分点的跳动值，将跳动值绘制在坐标纸上，人工绘制摆度曲线，得到最大摆度值及方位。
2.6空气间隙和上、下止漏环间隙特性分析
空气间隙指发电机转子和定子之间的间隙，该间隙的时间和空间分布将影响机组的电磁力特性；上下止漏环空间和时间分布不均，将产生不均匀的水压脉动，使机组产生水力振动，并可能加大机组的间隙空蚀和增大止漏环的磨损，因此应尽量使这些间隙在机组运行式时保持均匀。
间隙的均匀性同机组轴线、机组中心及机组旋转中心三者的相对关系有关，如果机组轴线和机组中心重合，则能够保证间隙在机组静态时均匀，但机组运行时由于机组轴线和旋转中心不重合，存在动态摆度，间隙成动态不均匀。为了保证间隙动态均匀，则必须保证机组的轴线和旋转中心重合（降低摆度），同时保证机组的旋转中心和机组中心重合（轴线调整的任务）。总之，只有机组中心、旋转中心和机组轴线三者均同心时才能保证间隙动态均匀。
通过以上分析，可以得到轴线调整原则，即：在机组轴线处理达到要求（摆度达标）后，调整固定部件和旋转部件的相对位置，使机组中心和旋转中心重合。
3 结语
近年出现的弹性盘车，由于弹性支撑结构对于轴向负荷的随动性，其具有很好的自调性能，盘车的同时监测镜板的轴向跳动已经越来越重要，同时机组容量的增大，以及机组转速的降低，导轴瓦间隙的增大，机组在轴系的活动范围的加大，摆度虽然存在偏大的可能但有时也不会影响机组的安全运行，对于机加工产品精度的提高，盘车测摆度会越来越淡化，而对于这样的机组测量镜板的轴向跳动量会逐渐取代摆度的测量，而弹性支撑结构的自调性能正是淡化的主要原因之一，机组轴系在机加工时已经能够保证其摆度，而且在安装时通过键或销钉螺栓以及止口定位，可以消除部分安装误差，虽然不排除安装时止口一侧靠紧现象形成的安装累积误差，但这种误差在安装中是能够减小的，相对来说盘车已经变成了检验安装累积误差的一道工序。
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[5]黄长征.水轮发电机组盘车问答[M].北京：水利电力出版社，1989.
论文作者:王东新1,莫帅帅2
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/16
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