水轮发电机组盘车过程(方仲超)剖析

静思笃行持中秉正秋记与你分享华电四川宝珠寺水力发电厂机修工程公司悬式水轮发电机组盘车过程授课人：方仲超目录概述1摆度产生及特性2机组盘车3数据分析及轴线调整4结束语6推力瓦受力调整51.概述“三线”1.机组轴线：由发电机轴、水轮机轴组成，用贯穿机组主轴的中心线来代表实际的机组轴线。2.机组中心线：机组固定部件的几何中心线。3.旋转中心线：整个机组回转部分围绕着旋转的几何中心线，贯穿推力轴承镜板面的中心的垂线。---机组轴线、机组中心线、旋转中心线1.概述“三线”这三条线的理论状态是各自铅直且重合，而在实际的运行过程中，往往出现主轴的旋转中心线与机组中心线重合，机组轴线曲折的情况；或者三条线彼此分离的情况。在实际的安装过程中，按照规定的技术要求，使其在某个偏差范围内，即认为合格。---机组轴线、机组中心线、旋转中心线1.概述“意义”水轮发电机组轴线调整，是安装和检修过程中一个关键项目，技术要求高。对机组运行的摆度、振动及受力有很大的影响，甚至会威胁水轮发电机组的安全、稳定运行。所以这项工作的好坏，直接影响着机组的检修质量。在某种意义上讲，也反映出水电厂的机组检修技术水平。---机组轴线调整的意义2.摆度的产生及特性摆度产生原因分析摆度概念机组运转时，由于主轴轴线与其旋转中心线不重合，形成沿旋转轴长度方向呈圆锥形的轴线运动，如将轴分为如干点，安装百分表的读数为该点绝对摆度。2.摆度的产生及特性摆度产生原因分析原因分析镜板平面与机组轴线不垂直。法兰面与机组轴线不垂直。镜板工作面不平。推力头与轴配合过送。2.摆度的产生及特性摆度特性---全摆度、净摆度、紧全摆度、相对摆度1净摆度：把主轴测量部位处与限位导轴承处同轴号的绝对摆度之差。2净全摆度：轴号的净摆度值与直径方向对应轴号的净摆度之差。3全摆度:主轴测量部位直径方向对应两点的绝对摆度之差。5151AA01011JAB相对摆度：某轴号的净全摆度值除以镜板至该测量部位的轴长。42.摆度的产生及特性摆度特性---盘车表格记录绝对摆度全摆度净摆度2.摆度的产生及特性摆度特性---旋转的特性图（a）中，由于轴线与旋转中心重合，大轴中心O1旋转中心线上，大轴顺时针旋转，则每个百分表读数不变，其摆度为0。将主轴分成8等分，用百分表以一定的预紧量顶在轴号5上；分别测出同心与有一定偏移量的百分表读数。图（b）中，由于轴偏离旋转中心OO1（距离为e）测出摆度，出现一条峰值e和-e的近似正铉曲线，最大值在轴号5，最小值在轴号1上。所谓摆度，就是轴号5和轴号1所测之差，即等于2e。3.机组盘车3.1盘车类型---人工盘车、机械盘车、电动盘车适用于于小型机组，用人力推动，使机组缓慢旋转。适用于大中型水轮发电机组。3.机组盘车3.1盘车类型---人工盘车、机械盘车、电动盘车利用发电机定子和转子绕组中通入直流电所产生的电磁力，由于电磁力的相互吸引或排斥，使转子旋转。3.机组盘车3.2盘车前准备盘车前准备工作1.装好盘车专用工具，做好盘车过程中松绳或钢丝绳意外滑落。2.将主轴调整至机组中心线，检查空气间隙和水轮机止漏环间隙无障碍物，导轴承油槽盖板与主轴之间应有足够间隙。3.将主轴测量部位进行8等分，并按照逆时针方向编号，上下各测量部位的同一轴号应保证在同一垂直面内。4.选定机组的+Y、+X方向，并在主轴的每个测量部位的+Y、+X方向，分别设置百分表，调整测杆垂直于轴面，百分表架设正确。3.机组盘车3.2盘车前准备盘车前准备工作5.检查机组镜板水平，待机组镜板水平调整合格后，再进行轴线调整。6.将主轴限位导轴承瓦涂抹润滑油，将导轴瓦间隙调整0.03mm-0.05mm左右。避免盘车过程中主轴发生较大“平移”。7.用油压顶转子，给推力瓦喷注透平油或者瓦面均匀涂一层猪油，落下转子，检查制动器与转子下部的制动换之间应全部离开。8.参加盘车工作人员，分工明确，任务清楚，统一指挥，上下各测量部位联络通畅。3.机组盘车3.3盘车过程盘车过程注意事项1.盘车前，应对上、下各百分表指针应调零，并记录小针的位置，作为盘车的起始零位。2.盘车过程中，应先“空转”1圈，然后再进行停点读数。3.读数前，在水导轴承处用人力分别在X、Y方向推动主轴，主轴应能自由摆动，确认主轴在自由状体下。4.盘车负责人检查各测量部位记录正常，+X、+Y方向数据趋势一致，即认为数据真实可靠。3.机组盘车3.4盘车记录---画圆法、表格法12a2a13a34a45a56a67a78a8画圆法3.机组盘车3.4盘车记录---画圆法、表格法表格法4.数据分析及轴线调整4.1轴线的水平投影机组轴线实际上均存在着不同程度的倾斜和曲折现象，为了在纸面上反映出机组轴线的状态，以及便于轴线分析、计算和处理，人们把机组盘车时所测量的主轴典型部位的实际摆度向量，画在标有主轴轴号位置的直角坐标平面上，这种图形称为机组轴线的水平投影。4.数据分析及轴线调整4.1轴线的水平投影1.法兰对上导的净摆度Φba，反应的是发电机轴线的倾斜：)(2121abbabaJ)(2121bccbcbJ3.水导对法兰的净摆度Φcb，反应的是水轮机轴线的倾斜。2.水导对上导的净摆度Φca，反映的是全轴的倾斜：)(2121accacaJ4.数据分析及轴线调整4.1轴线的水平投影1.全摆度是相对点百分表读数之差，规定为1、2、3、4各点百分表的读数，减去5、6、7、8各点百分表的读数，即前减后。2.轴心的偏移量是该方向上全摆度的一半。全摆度为正时，轴心是向外偏移的，即正偏外，当净摆度为正时，轴线向外倾斜。3.净摆度的计算，用位置较低处的全摆度减去位置较高处的全摆度。下减上，由于轴心对理想中心而言，总是来回摆动的，因而全摆度也可称为“双摆幅”。摆度方向的判别的方法4.数据分析及轴线调整4.1轴线的水平投影轴线曲折水平投影的类型4.数据分析及轴线调整4.2轴线水平投影图的绘制1将圆周按一定顺序等分8点并标上测点轴号。2将主轴在法兰处的最大净全摆度之半（δFJQmax/2）及其方位和主轴在水导轴承处的最大净全摆度之半（δFJQmax/2）及其方位按规定比例长度分别画在圆内的对应位置上。3以主轴旋转中心O为圆心，以整根轴线上的最大净全摆度之半并以适当比例长度为半径作圆。假设表示主轴在法兰处的单侧最大净全摆度的线段为Oa,表示主轴在水导轴承处的单侧最大净全摆度的线段为OB，连接a、B两点侧OaB折线即为所求的机组轴线的水平投影图。44.数据分析及轴线调整4.2轴线水平投影图的绘制例如：主轴在法兰处的单侧最大净全摆度δFJQmax/2=0.16/2=0.08(mm),方位在轴号2；主轴在水导轴承处的单侧最大净全摆度δFJQmax/2=0.42/2=0.21(mm),方位在轴号3。4.数据分析及轴线调整4.2轴线水平投影图的绘制作图的方法、步骤1.选取恰当比例，这里以1mm代表0.01mm。2.以O点为圆心，分别以r1=21mm，r2=8mm为半径画两个同心圆；3.将大圆周等分8点并按顺时针标点侧点轴号，这里+Y方向为轴号1，+X方向为轴号3。4.按主轴在法兰处的单侧最大净全摆度放大比例的8mm沿着轴号2的方位自圆心O点画出线段Oa,按主轴在水导轴承处的单侧最大净全摆度放大比例的21mm沿着轴号3的方位自圆心O点画出线段OB，连接a、B两点，则OaB即为所求的机组轴线的水平投影图，如下图：4.数据分析及轴线调整4.2轴线的水平投影轴线水平投影的类型32187654aBO4.数据分析及轴线调整4.3摆度最大值计算实际轴线的倾斜情况，应该用不同部位净摆度的最大值划出平面投影图来表示。实测的净摆度在不同方向上的值是符合正弦规律变化的，但是四个方向都是针对轴上测点而决定的，轴线的最大净摆度完全可能不在这几个方向上。。mm。mm点发导轴颈斜向点发导轴颈斜向4,27.05,25.074ba51ba4.数据分析及轴线调整4.3摆度最大值计算按正弦规律，不难想象实际的最大值在点4和5点之间的某个方向上。为了研究更普遍的情况，设相邻两个方向的净摆度为T1和T2,T1而且T1T2。以T表达实际的最大值，它与T1之间夹角β。则由图有以下计算公式4.数据分析及轴线调整4.3摆度最大值计算β净摆度实际最大值的计算。，x、ymmarctgymmarctg，xTTTTarctgbabababa测量结果是一致的由此证明点点偏向的最大值为表中点点偏向的最大值为表中按式计算)(272.017cos26.0)1754(17)126224()(283.02.17cos27.0)2.1754(2.17)127225(cos)12(0max000max001124.数据分析及轴线调整4.4轴线合格的标准机组轴线的允许摆度值(双振幅)（GBT8564-2003)轴名测量部位摆度类别轴转速（n）r/minn150150≤n300300≤n500500≤n750n≥750发电机轴上、下轴承处轴颈及法兰相对摆度mm/m0.030.030.020.020.02水轮机轴导轴承处轴颈相对摆度mm/m0.050.050.040.030.02发电机轴集电环绝对摆度mm0.500.400.300.200.10注1：绝对摆度：指在测量部位测出的实际摆度值。注2：相对摆度：绝对摆度(mm)与测量部位至镜板距离(m)之比值。注3：在任何情况下，水轮机导轴承处的绝对摆度不得超过以下值：转速在250r/min以下的机组为0.35mm。转速在250600r/min以下的机组为0.25mm。转速在600r/min及以上的机组为0.20mm。注4：以上均指机组盘车摆度，并非运行摆度。4.数据分析及轴线调整4.4轴线合格的标准1将允许的相对值化为绝对值。查阅图纸得各测量部位至镜板距离(m)，求出允许的绝对值。2对比盘车摆度计算表，判断机组轴线是否符合要求。3根据机组的额定转速查得允许的全摆度为上导轴颈、法兰、水导轴颈。4.数据分析及轴线调整4.4轴线的处理假若发电机主轴的不垂直度不合格，对于主轴与推力头为紧配合的，一般多采用修刮推力头下表面、绝缘垫或者为加垫法；对于主轴与推力头为松配合的，可采用修刮卡环表面的方法，也可以采用酸腐蚀方法。4.数据分析及轴线调整4.4轴线的处理当测出法兰最大净摆度值j,查出两点距离L后，即可作出一个直角三角形ΔABC。在轴线AB的延长线上，作推力头地面直径D的垂线，使它与水平线相交于d，且do=of=D/2.再通过f点作AB的平行线交于水平线e，得另一个直角三角形Δdef。4.数据分析及轴线调整4.4轴线的处理绝缘垫或推力头地面的最大刮削量：4.数据分析及轴线调整加垫法采用加垫法时，其最大加垫厚度原则上与最大修刮量相等，但其方位刚好相反，即镜板与推力头结合面减最大加垫值的方位与发电机主轴轴线的倾斜度方位相反，法兰结合面间的最大加垫厚度的方位与水轮机主轴的倾斜度方位相同。垫的材质一般选用黄铜、紫铜等；加垫的型式可以用台阶式或锲形式。运行实践表明，法兰结合面加垫后可保持长期不变，但由于法兰面的结合螺栓紧力很大，故应加满垫为好。4.数据分析及轴线调整加垫法加垫布置图1.将镜板背面擦洗干净并找出加垫方向，划分加垫区。2.遇有螺孔处应用冲子冲出眼来。所加垫片一般用薄铜皮，要先量好厚度并擦干净。放置时不得混入铁屑、砂、灰尘等脏物，也不得有错位、卷边等现象。3.将推力头和镜板按原位复装，然后重新盘车检查，直到摆渡合格为止。4.数据分析及轴线调整刮削绝缘垫法绝缘垫分区刮削图用制动器将转子顶起加锁锭，使转子重量转移到制动器上。拆除盘车工具，松开推力头与镜板的组合螺栓，再落下镜板，在推力头及中间绝缘垫外侧作装配基准线，并按轴线测量等分线方位，作相应的八等分编号。4.数据分析及轴线调整刮削绝缘垫法抽出绝缘垫，按绝缘垫应刮削的最大点的方向作一中心线，按此中心线等分刮削区（视绝缘垫大小可分4-8个区。从理论上讲分区越细，刮削越精确，但实际刮削不便，又容易产生误差），