水轮机盘车方法要点.pdf

水轮发电机的安装 安装主要分为两大部 : a、静止部分：发电机（上机架、下机架、发电机定子）水轮机（座 环、基础环、底环、顶盖等） b、转动部件：上端轴、发电机转子、发电机轴、水轮机轴、水轮机 转轮。 一、两大部件安装应注意什么问题？为什么注意这些问题？ 1、静止部件的安装一定要注意三要素：安装部件标高、安装部件中 心、安装部件水平。 标高安装的好与坏直接影响设计要求转动部件的紧张部件的相 对位置，对静止不同部件的安装的标高要求是不一样，应严格按图纸 和图标要求安装。 中心安装的好与坏是影响各紧张部件的同心度对各静止部件安 装中的标准也不同，应严格按图纸和国标要求去安装。 水平安装的好与坏是影响紧张部件的垂直度问题，如定子安装不 水平倾斜带机组安装完后会影响定转子上下端之间气隙不均匀造成 机组振动故要求各静止部件安装水平应严格按图纸和国标的要求去 安装。 2、转动部分的安装应注意一下两个问题 a、分轴在联轴时，如法兰石是无密封条结，在联轴时应注意法兰面 一定要干净无毛刺、 锈斑，联轴后不能有间隙如法兰面油密封条结应 注意密封圈和密封槽配合尺寸问题是否合适。另外把合联轴螺栓时一 定要安图纸要求的螺栓把合紧度去把合。 b、发电机转子组装冷热打磁极键时一定要注意上下因盘法兰面上下 止口的同心度问题， 并且注意打键前后测量上下止口同心度并做好记 录，一边总装时上端轴就位情况有效。 静止部分按照的好与坏总装后是通过定转子间隙及谁路径上下 止喽环间隙来验证。 另外标高是通过静止部分和转动部分相对位置尺 寸是否符合图纸要求来验证。 转动部分安装的好与坏是通过盘车来验证。 二、转动部件盘车部分的盘车问题 1、盘车目的和什么原因会造成判处数据部合格 盘车目的：通过盘车了解轴系的推力头和大轴垂直度情况及各轴组合 面的同心度情况。 三方面造成盘车数据不合格： a、制造厂：如制造厂加工上都保证没什么问题的话，小型机组导轴 承的滑转子热套方法不当会造成滑转子倾斜或和大轴不同心如图 b、轴的存放：轴的存放一定要注意定期一百八十度转动存放否则由 于转子的自重和大轴的自重造成大轴的弯曲，如图所示 c、安装：对于小机组推力头热套有可能套斜，引起大轴和推力头部 垂直。对于大机组转子中心体上下园盘止口由于冷打键造成不同心另 外各轴连接时法兰面清理不干净或有锈斑。 总的来讲：影响盘车数据不合格有如下几种情况：（1） 、大轴和 推力头不垂直。（2） 、各轴组合不同心。（3） 、大轴弯曲。（4） 、大轴 法兰和大轴不同心。 2、一定要搞清摆度的产生，什么叫绝对摆度，什么叫相对摆度，什 么叫全摆度，什么叫净摆度，什么叫大轴倾斜值的物理意义？ 摆度的产生： 大轴中心偏离了理论的中心，也可以说推力头底面和大 轴理论中心不垂直。 什么是绝对摆度：绝对摆度是指在测量部位测量的实际摆度值。 什么是相对摆度： 相对摆度 =绝对摆度（mm）÷测量部位至镜板 距离 什么是全摆度：相差180o两点的绝对摆度值的差值 什么是进摆度：测量处的全摆度值减掉大轴位移值 什么是大轴倾斜值：净摆度÷2 发电机主轴 自转 公转 水轮机主轴 法兰 机组旋转中心 图3.1 镜板摩擦面与轴线不垂直 所产生的摆度圆3、盘车方法及盘车前注意哪些问题 A、盘车方法：电盘车（大型机组） 、机械盘车（小型机组） B、从机组结构可采用：刚性盘车、弹性盘车 刚性盘车前应具备如下条件： （a）、转动部分处于中心。 （b）、大轴应垂直。 （c）镜板调水平 0.02mm/m。 （d）各块推力瓦受力处调均匀。 （e）上导瓦和水导瓦抱0.03-0.05mm，抱紧（涂猪油活二流化钼润滑 剂） 。 （f）上导、推力、法兰、水导四处8 点对应点一定在一条线导航架 百分表 XY 也应对应。 弹性盘车前应具备如下条件： （a）、转动部分处于中心。 （b）、大轴应垂直。 （c）、弹性油箱受力调整合格 （d） 、 上导、水导抱瓦间隙为 0.03-0.05m （涂猪油活二流化钼润滑剂） 。 （e） 、 上导、推力、法兰、水导四处8 点对应点一定在一条线导航 架百分表 XY 也应对应。 C、轴线盘车标注如下 （a）、各导轴结构机组应测各导轴线折弯情况，偏差一般不大于 0.04mm/m。 （b）镜板的轴向摆度不超过0.15mm/m 三、镜板水平不合格，如何调整到合格（实例） X= 03.010.0 22 =0.1044 把镜板的 0.1044/m 来计算 0.08× 3.2 米=0.256 4#5#油箱降的数量占抗重螺栓梅花办的百分比计算如下 （25.6× 360/200 ）÷360/12=1.536 （a）L4-5/3.2=L3.6/2.667 L4.5=0.256 L3.6=0.213 先把镜板高点 0.256 降下来 （b）L2-7=0.88 2.314=0.17 （c）L1-8=0.08 1.601=0.12 （d）L4-9=0.08 1.068=0.085 （e）L3-10=0.08 0.535=0.043 (a)(b)(c)(d)(e)各油箱降的依据 四、推力轴承受力不合格如何让调整（实例） 已知： （a）推力瓦抗重螺栓的螺距为2mm(200 道) （b）抗重螺栓的梅花圈数没12 个每个所占的机械角度为 360o ÷ 12=30o每道所占的机械角度为360o ÷ 200=1.8o (c)?op=(?1+?2?× m)/n弹性油箱平均压缩值 （d） (?max-?op)×360/s(螺距)= （?max-?op） × 360o /200= 正值时，顺时针降 (e)(?min-?op)× 360/200= 负值时逆时针升 （f） ?max-?op×360/200/(360/12)=抗重螺栓降的量占一 个梅花办的百分比 （g） ?min-?op×360/200/(360/12)=抗重螺栓升的量占一 个梅花办的百分比 经过几次调整使其各弹簧油箱?max?min0.20 为合格 注意：在调整受力的同时要监测镜板的水平如两者都不合格是一 定使镜板水平的水平调到合格 上述的镜板水平不合格可能发生在制造厂生产出来的推力头和 镜板平摆度如图所示推力头和镜板联接易产生的情况 五、推力轴承受力调整的准确测量办法 从abc和a'b'c'中看出abc a'b'c' a'b'/ab=b'c'/BiAi b'c'=(BiAi)a'b'/ab b'c'=(BiAi)L 。/L bi=Bi b'c' bi=Bi (BiAi)L 。/L 式中 bi各弹性油箱中心的压缩值 Ai 、Bi各弹性油箱 AB 两块百分表的读数 L。弹性油箱中心与B 表的距离 mm L AB 两块表之间的距离mm （六） 、电动盘车计算方法 1、在电动盘车时转子先同电流然后定子各相分别的切换电流 2、一般情况下可安转子各通入本身额定电流的30-40% 为了更准确可按下列公式计算 Ij= 1.26IklQnD/U× f/sin?d ?j=n/3000× ?d ?g=1/p× ?d 式中Ij对称起动电流 IkL空载励磁电流 N机组额定转速 (136.4转/分) D推轴承平均直径（ 2.750米） U定子额定电压（ 13.80千伏） f轴承摩擦系数 ?j几何角度 P极对数 ?d电气角度 七、机械盘车计算盘车所需力矩按下式计算 M=QfD2/2 式中： M盘车所需力矩（顿.米） Q机组转动部分的总重量 F摩擦系数一般为0.15-0.25 D2镜板摩擦平均等效直径 2、钢丝绳拉力安下式计算 P=M/D1=QD2f/2D1 式中： p钢丝绳拉力 D1盘车工具直径或盘车柱对称方向中心距离 八、水轮发电机产生振动原因 振动原因 3 方面：1、机械不平衡 2、电磁不平衡 3、水力不平衡 1、机械部不平衡通过空转实验分别在各种转速下，测量各 部导轴承支架内段的振幅及平率绘制转速与振幅的关系曲线公式如 下 A=f(n2) 式中 A双振幅 n转速 (a)、如机组轴在0.4nHnH转速范围内运行时振幅一直很大改变 转速对振幅影响不密切， 而振幅频率与转速频率基本一致，振动原因 可能是合奏域曲析，盘车摆度未调好 (b)、如果振幅随机组转速增高而加大且基本上与转速的平方成正比 而且振动频率与转速平率又一致， 振幅随转速增高而加大成平方增大 转动部分有动不平衡问题，振动原因是转动部分有静动不平衡 2、电磁不平衡通过励磁实验如果振幅随励磁电流加大而 增大则拉力不平衡引起振动是主要原因 （a）、进一步查明空气间隙是否均匀 （b）、磁极线有无短路 （c）、磁极背部与磁轭是否击穿二次间隙 3、 水力不平衡是通过负荷试验及调相试验如果振幅随负荷 增减或随接力开度增减而增减时， 且水导振幅的变化比水导对振幅来 标志，而调相运行中振幅大幅度降低主要原因是水力不平衡引起振动 （a）、水轮机过流部分有无堵塞 （b）、水轮机出水开口是否一致 （c）、高水头水轮机下腔叶背部谁呀脉动是否过大等如果振动仅在 某一负荷运行中较大， 避开负荷振动明显减小则气蚀是产生振动主要 原因。 发电机盘车实例 测出上导及法兰处八点的数值即可划出法兰净摆曲线可得 到法兰处的最大倾斜值及其方位 发电机单独盘车时测得上导及法兰处的摆度值如下表 发电机盘车记录 测 点1 2 3 4 5 6 7 8 百分表 读 数 上导 a 1 1 1 0 -1 -2 -1 0 法兰 b -12 -24 -19 -11 0 8 -1 -7 相 对 点1 5 2 6 3 7 4 8 全 摆 度 上导 a -2 -3 -2 0 法兰 b 12 32 18 4 水导 c 净 法兰 ba 14 35 20 4 摆 度 （法兰最大的倾斜点在6 点） 推力头和大轴不垂直对发电机两种结构如何判断妍刮及加垫的方法 (a)悬式机组刮垫，加垫示意图 挂推力头底面或刮绝缘垫应在最大摆渡点同侧如加垫（铜皮或其 他东西 )应在最大摆渡点对侧 (b)伞式机组刮垫加垫示意图 挂推力头底面或刮绝缘垫应在最大摆渡点同侧如加垫（铜皮或其 他东西 )应在最大摆渡点对侧 3、 研刮推力头或刮绝缘垫最大刮削量的计算及加铜皮的计算方法 （a）上述defABC 由此求得推力头的底面或绝缘垫的最大刮削 量，推力头底面的最大加垫厚度为?=jD/L=D /2L j=/2 A'BC' ABC A''BC'' def ?'/L'=?'/L= ?''/L''= /D (b)在推力头和镜板之间加铜皮办法解决推力头和大轴不垂直问题 （实例） 已知：推力头底面直径D=800mm，最大加垫厚度 X=0.08mm 下面求 推力头底面各处加垫厚度 (X=0.08,X1=0.072)0.076 取 0.08 (X2=0.064，X3=0.056)0.06 取 0.06 (X4=0.048，X5=0.040)0.044 取 0.05 (X6=0.032，X7=0.024)0.028 取 0.03 (X7=0.024，X8=0.016)0.02 取 0.02 4、若用刮削推力头底面或刮削绝缘垫方法推力头底面加铜皮的方法 来调整水导处的大轴倾值时，计算公式为： =jca*D/(L1+L2)=jca*D/L= caD/2L 式中：推力头或中间绝缘垫应刮削的量（mm） jca水导轴领处的倾斜值（ mm） D推力头底面直径（ mm） L1上导测点至法兰面测点的距离（m） L2法兰测点至水导测点的距离（m） L上导测点至水导测点的距离（m） 水导轴领处的倾斜值jc''a=（c''-a）/2=c''a/2 5.如果由于法兰面组合面与主轴不垂直使水轮机轴线曲折如图所示， 那么，为纠正这种曲折，需将法兰组合面刮削或入一个斜块，其最大 值的计算： =jc*D/L2=D/L2* （jca-jcba） =D/L2* （jca-jba*L/L1 ） jba/jcba=L1/L2jcba=jba*L/L1 /jc=D/L2=jc*D/L2=D/L2* （jca-jcba） =D/L2* （jca-jba*L/L1 ） 式中: 法兰组合面应刮削或垫入垫的值（mm） jc由于法兰组合面不垂直，造成水轮机曲线的倾斜值（mm） D法兰面直径（ mm） jcba按法兰处倾斜值成比例放大至水导处的倾斜值（mm） jba法兰处的倾斜值（ mm） 为正值时，该店法兰处应加金属楔形垫或在他对侧刮削法兰 组合面， 为负值时则该点法兰处应刮削组合面，或在他对侧点家 金属楔形垫。 6.发电机盘车好后与水机轴相连接，由于法兰面加工的误差，使轴线 产生曲折，影响各处的摆度，几种轴线曲折典型状态如图所示： 轴线曲折典型状态示意 （a）镜板摩擦面及法兰组合面，都与轴线垂直，总轴线无摆度，及 曲折（ a图所示） （b）镜板摩擦面与轴线不垂直， 法兰面与轴线垂直， 纵轴线无曲折， 摆度按距离线放大，（b 图所示） （c）镜板摩擦面与轴线垂直，发电机轴，法兰与轴线不垂直，（水机 轴） ，总轴线发生曲折，法兰处摆度为零，水导处摆度（c 图所示） （d）镜板摩擦面与法兰组合面均与轴线不垂直，两处不垂直方位相 交，相反或成某一方位角等，总轴线有曲折，法兰及水导处摆度大小 变化不等（从 dk） 7 轴线测量及调整计算实例， 例 1：悬吊型机组转速为125转/分盘车有关计算尺寸（图一示） 首先进行发电机盘车，得到第一次盘车法兰处净摆度（图二示） 已看出摆度，最大值2.3 点之间，按公式计算，中间绝缘垫最大刮削 量为=D/2L=（2.75*0.48）/（2*5.3）=0.124 盘车有关计算尺寸 第一次刮削绝缘垫（按图三）刮后盘车得到第二次法兰处净摆度， （如图四）摆度结果已符合要求，标准0.03mm/m，发电机单盘车工 作结束 发电机单排车好后， 将水涡轮主轴法兰与发电机主轴法兰，连接 后进行盘车，得到连轴后的第一次盘车，法兰与水导处的净摆度，可 以看出，摆度最大值在 4 点，按法兰处的净摆度计算最大刮削量如下 b=Dba/2L=2.75*0.29/（2*5.3）=0.074 若按水导处摆度计算最大刮削量为 c=Dca/2（L1+L2 ）=2.75*0.46/2*（5.3+4.7）=0.63 例 2：若发电机转速为187.5转/分，推力头外径 D=980mm，主 轴法兰外径 D=800mm。L1=3800mm，L2=2880mm 第一次发电机轴线测定Y 表记录如下表， X 表=Y 表取 Y 表 （表一） 测 点1 2 3 4 5 6 7 8 百分表 读 数 上导 a 0.01 0.01 0 0 0.01 0 -0.01 -0.01 法兰 b -0.68 -0.53 0.05 0.63 0.88 0.72 0.28 -0.25 相 对 点1 5 2 6 3 7 4 8 全 摆 度 上导 a 0 0.01 0.01 0.01 法兰 b -1.56 -1.25 -0.23 0.88 净 摆 度 法兰 ba -1.56 -1.26 -0.24 0.87 （偏向 5 点） 根据上（表一）记录，知道最大摆度在56 之间， （偏向 5 点 20 度） 推力头调整所需刮削值计算： =Dba/2L1=980*1.56/（2*3880）=0.20mm 在 56 点之间，近 5 点处刮削，约为0.20mm后再次盘车得到摆度 表 2 如下 （表二 测 点1 2 3 4 5 6 7 8 百分表 读 数 上导 a -0.04 -0.05 -0.03 -0.01 -0.01 -0.02 -0.05 -0.05 法兰 b 0.01 -0.02 -0.14 -0.13 -0.04 0.02 0.07 0.07 相 对 点1 5 2 6 3 7 4 8 全 摆 度 上导 a -0.03 -0.03 0.02 0.04 法兰 b 0.05 -0.04 -0.21 -0.20 净 摆 度 法兰 ba 0.08 -0.01 -0.23 -0.24 根据规程，相对摆度应小于0.03mm/m,而实际相对摆度大于 0,03mm/m,考虑到与水轮机连轴后不至于发生碰磨，决定连轴，连轴 后测得机组盘车摆度如表3， 测 点1 2 3 4 5 6 7 8 百分表 读 数 上导 a -0.04 -0.03 -0.03 0 -0.02 -0.02 -0.07 -0.08 法兰 b -0.04 -0.21 -0.28 -0.18 -0.17 -0.13 -0.13 -0.08 水导 c -0.05 -0.55 -1.03 -1.05 -0.96 -0.63 -0.41 -0.04 相 对 点1 5 2 6 3 7 4 8 全 摆 度 上导 a -0.02 -0.01 0.04 0.08 法兰 b 0.13 -0.08 -0.10 -0.10 水导c 0.91 0.08 -0。62 -1.01 净 摆 度 法兰 ba 0.15 -0.07 -0.14 -0.18 水导ca0.93 0.09 -0.66 -1.09 从表三看出最大摆度为8 点，法兰净摆度为0。18,mm，轮机导轴承 净摆度为 1.90，大大超出允许值，这显然由于法兰盘偏斜引起，按公 式： =D/L2*（jca-jba*L/L1 ） =D/2L2（ca-ba*L/L1 ） =800/ （2*2800） *（1.09-0.18*6680/3380）=0.11mm 在法兰第八点按下图加属鞋垫后最后盘车测得机组盘车摆如表示 表四 测 点1 2 3 4 5 6 7 8 百分表 读 数 上导 a 0 0 -0.01 0 0.01 0.01 -0.01 -0.01 法兰 b -0.06 -0.09 -0.10 -0.06 -0.03 0.01 0 -0.04 水导 c 0.02 -0.03 -0.03 0 0.02 0.02 0.01 -0.02 相 对 点1 5 2 6 3 7 4 8 全 摆 度 上导 a -0.01 -0.01 0 0.02 法兰 b -0.03 0.03 -0.10 -0.02 水导c 0 0.01 -0。04 0.02 净 摆 度 法兰 ba -0.02 -0.09 -0.10 -0.04 水导ca 9.主轴连接注意哪些问题及螺栓伸长值的计算 主轴连接时： （A)法兰面不带密封条结构，注意法兰面毛刺及锈斑 （B)法兰面带密封条结构， 注意橡胶园的直径尺寸和盘根槽的加工尺 寸，另外法兰面应注意毛刺及锈斑 （C)把合联轴螺栓的方法有如下几种， ： (a)用液压拉伸器把合螺栓， (b)在螺栓之间安放加热管的办法来把合螺栓， (c)用外力打螺母转角，来把合螺栓 如果用液压拉伸器打螺栓伸长值时 （a)一定注意千分表的读数（有回弹问题）一定以回弹后的读数为准 （b)螺母的打零位是非常重要的。 螺母伸长值的计算公式L= *Lc/E 式中L螺杆伸长值（ mm） Lc螺杆有效受力长度（ mm） 螺杆的许用拉应力（kg/cm2） E螺杆材料的弹性模钢材2.1* 6 10 （kg/cm2） 9.为减轻劳动强度， 对大轴直径的组合螺栓可采用热把合，热把合 的加热温度公式： T= /23.1+t1+t2 T螺栓加热温度 G螺栓使用应力 t1室温 t2热把合过程中的温度 热把合的方法： 需把合的螺栓螺母同放在恒温箱中，根据计算温度在 恒温箱将螺栓螺母加热半小时左右，可逐个取出使用。 在热把合时，都须用常规的紧栓方法，把螺母轻轻打紧以消除 组合缝的间隙。 头几个螺栓热把合应作螺栓实际伸长值测定以便教螺栓热把合 加热温度是否合适，并按实际伸长值修正 l= /E× l 热把合实例：某水轮发电机转子轮臂组合螺栓受力长度l=165 设计使用应力 =1300kg/c 螺栓加热温度： T= /23.1+t1+t2=1300/23.1+20+20=90Co 螺栓按许用应力计算伸长： l= /E× l=1300/ （2.1 × 6 10 ）× 165=0.102 实际起始温度 =20Co螺栓全长为 260.34加热温度 100Co ，热把 合冷却后，螺栓总长为260.44 相对伸长 l'=260.44260,。34=0.1 证明计算与实际施工完全 符合 推力头底面和大轴不垂直，刮削和加垫处理办法