三峽ALSTOM機(jī)組水導(dǎo)軸承安裝

2008-09-19

1 概述

　　三峽左岸電站總裝機(jī)14臺(tái)，單機(jī)Z大容量為840MVA，經(jīng)過(guò)招標(biāo)，VGS聯(lián)合體供貨6臺(tái)機(jī)組，ALSTOM公司供貨8臺(tái)機(jī)組。三峽左岸電站年發(fā)電量為847×108kW?h，為目前世界上Z大的水電站。2003年首批機(jī)組發(fā)電，預(yù)期2009年全面竣工。

　　2 結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

　　2.1 結(jié)構(gòu)

　　由ALSTOM提供的機(jī)組水導(dǎo)軸承系統(tǒng)由水導(dǎo)瓦、上油箱、下油箱、頂蓋上的主油箱及潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)等組成(見(jiàn)圖1)。水導(dǎo)瓦為分塊瓦軸承(12塊瓦)，瓦面材料為巴式合金(Babitt metal 90％Sn)，厚度至少為3mm。潤(rùn)滑油系統(tǒng)有兩臺(tái)油泵、雙過(guò)濾器、油管路及其自動(dòng)化元件組成，每臺(tái)油泵流量為440L/min，Z大出口壓力為0.4MPa，每臺(tái)泵都能保證軸承供油量，運(yùn)行時(shí)可選擇一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用；雙過(guò)濾器運(yùn)行時(shí)一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用，過(guò)濾器堵塞時(shí)有壓力開(kāi)關(guān)發(fā)信號(hào)，這時(shí)需手動(dòng)切換至備用過(guò)濾器。潤(rùn)滑油采用外循環(huán)水冷卻的形式，冷卻系統(tǒng)由4臺(tái)熱交換器、水管路及其自動(dòng)化元件組成，熱交換器3臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。

圖1 ALSTOM水導(dǎo)軸承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　2.2 特點(diǎn)

　　ALSTOM采用的這種油潤(rùn)滑分塊瓦軸承型式剛性較好，振動(dòng)與擺度小，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定；采用的外循環(huán)水冷卻形式對(duì)水質(zhì)的要求并不是很高，且冷卻效果比較好。但是，由于ALSTOM水導(dǎo)軸承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，水導(dǎo)注油不能像發(fā)電機(jī)推力注油那樣一次性完成，至少需兩次；若水導(dǎo)瓦燒壞，則檢修工作的范圍廣，工作量大，例如6＃機(jī)組由于切換油泵電源，致使水導(dǎo)瓦溫升高，燒瓦且停機(jī)，檢修時(shí)先拆除上油箱各部件與設(shè)備，然后拆除水箱及擋水環(huán)，同時(shí)頂蓋上的主油箱排油并拆除油潤(rùn)滑系統(tǒng)所有部件與設(shè)備，再拆除下油箱各部件與設(shè)備，Z后清掃、處理?yè)p壞部件并回裝。

　　3 工作原理與作用

　　當(dāng)主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，水導(dǎo)瓦與主軸便產(chǎn)生摩擦，產(chǎn)生很大的熱量。為了減少設(shè)備的發(fā)熱與磨損，延長(zhǎng)設(shè)備的壽命，保證設(shè)備的功能與安全，增強(qiáng)設(shè)備的穩(wěn)定性，采用透平油(1SOVG46型)起潤(rùn)滑與冷卻作用。給軸承潤(rùn)滑與冷卻的油一部分經(jīng)過(guò)油封滲漏人下油箱后回收進(jìn)入頂蓋上的主油箱，另一部分在上油箱內(nèi)漫過(guò)溢流板經(jīng)過(guò)回油管1回收進(jìn)入頂蓋上的主油箱。回收的油再經(jīng)過(guò)油泵流經(jīng)熱交換器，將熱量傳給冷卻水，冷卻后的油由過(guò)濾器過(guò)濾后供入上油箱對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑與冷卻，由此循環(huán)往復(fù)。

　　水導(dǎo)軸承的作用是承受軸的徑向載荷，控制主軸的擺度。外循環(huán)潤(rùn)滑油系統(tǒng)起散熱與潤(rùn)滑作用。外循環(huán)冷卻水系統(tǒng)起冷卻油作用。

　　4 施工程序

　　（1）支撐與頂蓋預(yù)裝，其同心度為≤0.1mm，然后鉆銑銷釘孔。

　　（2）裝間，組合下油箱，組合面用Loctite598黑色組合面膠，組合螺栓用Loctite242膠(使用前先用Loctite7471膠清洗)，并在導(dǎo)軸承支撐下面預(yù)裝下油箱與底板，要求底板與導(dǎo)軸承支撐同心，然后鉆銑銷釘孔。

　　(3)頂蓋正式吊裝后將水封、水導(dǎo)各部件按順序吊入機(jī)坑，在頂蓋上安裝導(dǎo)軸承支撐，螺栓連接與銷接銷釘，并臨時(shí)安裝上油箱蓋，其他部件放置在頂蓋上。

　　(4)導(dǎo)軸承油循環(huán)及冷卻水管路預(yù)裝、打壓與清洗。管路預(yù)裝應(yīng)遵循先給設(shè)備定位再配管及由內(nèi)到外的原則，焊接采用管內(nèi)充氬氣保護(hù)的方式。管路預(yù)裝完拆下時(shí)做好標(biāo)記，然后等待打壓與清洗。打壓時(shí)回油管用0.2MPa的壓力，其他油管用0.6MPa的壓力，冷卻水管用0.75MPa的壓力。清洗時(shí)采用RM31清洗劑清洗，清洗完后用壓縮空氣吹干，并用綢布擦凈，然后用透氣的白布封住管口等待回裝。

　　(5)轉(zhuǎn)子聯(lián)軸前，拆掉上油箱蓋，清洗4或6塊水導(dǎo)瓦并將瓦與軸的間隙調(diào)為0mm，待轉(zhuǎn)動(dòng)部件提起一段距離后松開(kāi)水導(dǎo)瓦，不與軸接觸。

圖2 擋油、水環(huán)安裝截面圖

　　(6)機(jī)組擺度與中心調(diào)整。在水導(dǎo)軸線方向架4塊百分表檢查水導(dǎo)擺度，水導(dǎo)擺度≤0.20mm。

　　(7)盤車完成后，用楔子板在軸線方向塞緊下止漏環(huán)，上部抱緊發(fā)電機(jī)下導(dǎo)瓦，使轉(zhuǎn)動(dòng)部分不能隨意移動(dòng)。

　　(8)水導(dǎo)瓦研刮與抱瓦。研刮前用酒精清洗軸頸、上油箱、軸瓦，然后將瓦水平放置，按與軸接觸的情況用三角刮刀依次刮削高點(diǎn)，刀痕應(yīng)清晰，每次刮完應(yīng)將瓦面擦干凈。Z后修刮進(jìn)油邊，非進(jìn)油邊刮出倒角。刮完后瓦放人槽內(nèi)，依次安裝鉻鋼墊、鉻鋼墊連接板、水導(dǎo)瓦調(diào)整楔等部件，在對(duì)稱方向上架百分表監(jiān)視，調(diào)整各塊瓦與軸間隙為0mm。

　　(9)組合上擋油環(huán)。在與溢流板頂端的距離為155mm的軸上作好標(biāo)汜，然后組合上擋油環(huán)成兩個(gè)半圓，安裝個(gè)7的密封圈，調(diào)整上擋油環(huán)到標(biāo)記位置并組圓，在大軸上鉆6個(gè)深為3mm，直徑為10.39mm的圓錐孔以固定它，并安裝6個(gè)鋼珠、頂絲給上擋油環(huán)定位，采用氬弧焊焊接頂絲、堵板如圖2。臨時(shí)安裝上油箱蓋以防灰塵進(jìn)入。

　　(10)安裝油封與托板。油封組圓，并將油封放于托板上，托板與導(dǎo)軸承支撐間由4個(gè)螺桿作為安裝工具，為安全之見(jiàn)，可用4個(gè)5t的導(dǎo)鏈配合將油封與托板提升到位，并保證油封與大軸的間隙為0.40～0.78mm。調(diào)整方法在提升過(guò)程中可用0.45mm的塞尺或銅皮分段塞人，提升到位后緊固部分螺栓檢查間隙是否合格，若不合格落下油封與托板用此法重新調(diào)整。

　　(11)與安裝上擋油環(huán)相同的方法安裝下?lián)跤铜h(huán)。調(diào)整下?lián)跤铜h(huán)與油封托板下端間距為40mm，調(diào)整時(shí)可用40mm的槽鋼作為模具。

　　(12)安裝下油箱內(nèi)的2個(gè)浮位計(jì)與其外的油位觀察計(jì)，個(gè)浮位計(jì)在100mm報(bào)警，第二個(gè)浮位計(jì)在200mm停機(jī)。然后清掃并正式安裝下油箱，連接螺栓并銷接銷釘，調(diào)整下油箱與大軸間隙為10.75～12.85mm。

　　(13)安裝水封及其自動(dòng)化元件后，將上油箱蓋用導(dǎo)鏈提起，調(diào)節(jié)12塊水導(dǎo)瓦與軸的間隙為0.30±0.05mm。遵循先軸線方向?qū)ΨQ調(diào)，再依次對(duì)稱調(diào)的原則，調(diào)整方法為：用扳手旋動(dòng)調(diào)整楔的螺桿，帶動(dòng)調(diào)整楔上升，架百分表監(jiān)視調(diào)整楔上升數(shù)值為15mm如圖4，同時(shí)用深度尺測(cè)量調(diào)整前后調(diào)整楔上端與導(dǎo)軸承支撐的距離D，來(lái)檢驗(yàn)調(diào)整楔上升數(shù)值的準(zhǔn)確性如圖3。

圖3　水導(dǎo)瓦間隙調(diào)整

圖4 水導(dǎo)瓦間隙調(diào)整圖

　　(14)調(diào)瓦結(jié)束后，安裝4個(gè)測(cè)瓦溫的傳感器、并在＋x與＋y方向安裝水導(dǎo)擺度探測(cè)計(jì)，用酒精、綢布等清掃上油箱，正式安裝油箱蓋，并調(diào)整其與大軸間隙為0.90～1.18mm，鉆銷釘孔并銷接銷釘。

　　(15)安裝上油箱蓋上的溫度計(jì)、油位計(jì)及過(guò)速保護(hù)裝置。

　　(16)導(dǎo)軸承油循環(huán)系統(tǒng)及冷卻水管路回裝并安裝其自動(dòng)化元件。

　　(17)注入合格油。次在頂蓋上的主油箱注油，油位為850mm，然后啟動(dòng)油泵將油供入上油箱且回油管1能回油；待上油箱的油全部滲漏到下油箱，再由回油管2、3流入主油箱后，進(jìn)行第二次在頂蓋上的主油箱內(nèi)注油，油位為850mm。若在上、下油箱均全部回油情況下，發(fā)現(xiàn)漏油或其他原因?qū)е马斏w上的主油箱油位不能達(dá)到850mm，則需再次注油。

　　5 總結(jié)

　　導(dǎo)軸承系統(tǒng)是水輪發(fā)電機(jī)組的重要部分，而水導(dǎo)軸承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝工作量大，且安裝質(zhì)量對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀況有很大的影響，葛洲壩集團(tuán)完成安裝的4#、5＃、6井機(jī)組運(yùn)行時(shí)水導(dǎo)瓦溫穩(wěn)定在53℃左右，證明其安裝質(zhì)量良好。

　　作者簡(jiǎn)介：李軍，助理工程師，葛洲壩集團(tuán)三峽機(jī)電安裝項(xiàng)目部。