軸線曲度在實(shí)踐中的簡(jiǎn)易計(jì)算和應(yīng)用

劉文習(xí)

(泉州市龍門灘引水工程管理處，福建 德化 362500)

1 泉州市龍門灘引水工程管理處機(jī)組概況

泉州市龍門灘引水工程機(jī)組分一、二級(jí)兩個(gè)電站，都屬于懸式混流立式水輪發(fā)電機(jī)組。一級(jí)2 ×9 MW，額定轉(zhuǎn)速為500 r/min，設(shè)計(jì)流量為15.42 m3/s;二級(jí)2 ×13 MW，額定轉(zhuǎn)速為600 r/min，設(shè)計(jì)流量為16.6 m3/s。

2 一個(gè)問題引發(fā)的思考

2005年一級(jí)站大修單盤時(shí)，把發(fā)電機(jī)軸擺度盤到符合國(guó)標(biāo)，而后連軸。但整體盤車時(shí)總有幾點(diǎn)，大軸不會(huì)靈活。

查找有關(guān)檢修記錄，發(fā)現(xiàn)上迷宮的總間隙最小，為70°經(jīng)分析，是在聯(lián)軸法蘭處產(chǎn)生曲折，通過曲度簡(jiǎn)易計(jì)算，4→8:0.32 mm。

而在單盤時(shí)，下導(dǎo)架表處最大全擺度在盤車點(diǎn)8上，為0.08 mm時(shí)連軸。假設(shè)軸線是理想的“直”，水導(dǎo)架表處的全擺度就應(yīng)該是:

0.08mm×2.1=0.168 mm

但軸有曲度，故實(shí)際水導(dǎo)架表處盤車點(diǎn)8 的實(shí)際全擺度就應(yīng)該是:

0.32+0.168=0.488 mm

其旋轉(zhuǎn)的直徑是:

0.488mm×2=0.976 mm

所以產(chǎn)生了“整體盤車時(shí)總有幾點(diǎn)，大軸不會(huì)靈活”的結(jié)果。

3 軸線曲度具體數(shù)值的簡(jiǎn)易計(jì)算

1)計(jì)算全擺度比:

至下導(dǎo)架表處的全擺度比δQ下比=2 ×2 953/830≈7

至水導(dǎo)架表處的全擺度比δQ水比=2 ×6 145/830≈14.8

2)圖1 為2005年一級(jí)站2#機(jī)大修的盤車記錄。

3)由δQ下比和δQ水比可以看出，水導(dǎo)架表處的全擺度值是下導(dǎo)架表處的全擺度值的2.1 倍。假設(shè)機(jī)組軸線是理想狀態(tài)的“直”，那么2005年一級(jí)站2#機(jī)大修時(shí)水導(dǎo)架表處的全擺度值應(yīng)該是如圖2 的數(shù)值［1］。

4)比較圖1 和圖2，軸線的曲折為:

方向:盤車點(diǎn)的2、3、4、5 所在的半圓向6、7、8、1所在的半圓的方向折。其具體數(shù)值如下:

δQ2→6:17－8=9

δQ3→7:23－(－7)=30

δQ4→8:25－(－7)=32

δQ5→2:27－11=16

圖1 2005年一級(jí)站2#機(jī)大修的盤車記錄

圖2 2005年一級(jí)站2#機(jī)大修時(shí)水導(dǎo)架表處的全擺度值

由上面的數(shù)值可以看出，最小的夾角，是上、下、水導(dǎo)盤車點(diǎn)8 號(hào)的連線;最大的曲折度，是上、下、水導(dǎo)盤車點(diǎn)4 號(hào)的連線。

4 軸線曲度計(jì)算在檢修中的應(yīng)用

以泉州市龍門灘引水工程管理處二級(jí)電站1#機(jī)2008年大修的盤車記錄為例說明。

查找圖紙，計(jì)算:

下導(dǎo)架表處擺度比δQ下比:7.3

水導(dǎo)架表處擺度比δQ水比:14.8

4.1 單獨(dú)盤車時(shí)直接把軸線調(diào)整到軸線曲度的方向及盤車點(diǎn)上

1)利用機(jī)組軸線曲度的計(jì)算，確定單盤時(shí)下導(dǎo)架表處全擺度的位置。

由3 節(jié)所述方法計(jì)算二級(jí)1#機(jī)2008年大修的水導(dǎo)架表處軸線曲折的方向:

2、3、4、5 所在的半圓向6、7、8、1 所在的半圓折，

即下導(dǎo)架表處的全擺度點(diǎn)要回到2、3、4 的位置。

2)確定單獨(dú)盤車時(shí)下導(dǎo)架表處全擺度應(yīng)保留的數(shù)值。二級(jí)站的發(fā)電機(jī)軸和水輪機(jī)軸是通過法蘭盤連接的，屬于剛性連接?！安⑶覍?shí)踐證明，法蘭處的連軸直度在長(zhǎng)期運(yùn)行中幾乎不變”［2］。

水導(dǎo)架表處軸線曲折的數(shù)值:

δQ2→6:20

δQ3→7:34

δQ4→8:34

δQ5→1:1

按如下公式:

計(jì)算下導(dǎo)架表處全擺度應(yīng)保留的數(shù)值:

δQ下2=20/(14.8/7.3 +1)≈20/(2 +1)=20/3≈7

δQ下3=34/(14.8/7.3 +1)≈34/(2 +1)=34/3≈11

δQ下4=34/(14.8/7.3 +1)≈34/(2 +1)=34/3≈11

即，要把下導(dǎo)架表處的全擺度調(diào)整到2、3、4 的位置，且保留以上計(jì)算數(shù)值，連軸后水導(dǎo)架表處的全擺度才會(huì)合格。

4.2 單獨(dú)盤車時(shí)刮墊數(shù)值的精準(zhǔn)計(jì)算

4.2.1 計(jì)算全擺度值

根據(jù)第一次單盤的實(shí)際結(jié)果，充分考慮下導(dǎo)架表處全擺度應(yīng)保留的位置和數(shù)值(加或減)，計(jì)算全擺度值。

假設(shè)第一次單盤后下導(dǎo)架表處全擺度的數(shù)值如圖3。

圖3 第一次單盤后下導(dǎo)架表處全擺度的數(shù)值

把圖1 的數(shù)值減去4.1 計(jì)算的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的數(shù)值，就是實(shí)際要刮削的下導(dǎo)架表處的全擺度的數(shù)值，見圖4。

圖4 下導(dǎo)架表處的全擺度值

由圖4 可見，最大全擺度為軸號(hào)3，數(shù)值為54(注意:不是65)。

反之，如果圖3 的擺度值是在5、6、7、8 點(diǎn)上，則應(yīng)加上4.1 計(jì)算的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的數(shù)值。

4.2.2 計(jì)算精準(zhǔn)的刮墊數(shù)值

可按下列公式計(jì)算最大刮墊值:

Hmax=δmaxQ下/δQ下比，即:

Hmax=δmaxQ下/δQ下比=54/7.3≈7(0.01 mm)

5 軸線曲度在實(shí)踐中的簡(jiǎn)易計(jì)算和應(yīng)用在檢修中的意義

5.1 大大提高了檢修工作的效率

2007年二級(jí)2#機(jī)大修，沒有軸線曲度的計(jì)算，也就不清楚軸線曲折的方向，純粹把下導(dǎo)擺度調(diào)整到符合國(guó)標(biāo)，但連軸后水導(dǎo)的數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)。使刮墊產(chǎn)生了盲目性，即單盤時(shí)刮墊的方向，連軸后又要反方向再刮回來，使整體盤車時(shí)間花去了6個(gè)工作日，大大降低了檢修的工作效率［3］。

泉州市龍門灘引水工程管理處機(jī)組檢修的實(shí)踐證明，通過曲度的計(jì)算，清楚了軸線曲折的方向和數(shù)值，進(jìn)而確定單獨(dú)盤車時(shí)下導(dǎo)架表處全擺度的位置和應(yīng)保留的數(shù)值，使刮墊數(shù)值的計(jì)算結(jié)果更為精準(zhǔn)，整體盤車時(shí)間縮短到2個(gè)工作日，大大提高了檢修工作的效率。

5.2 大修后機(jī)組的運(yùn)行工況得到很大改善

二級(jí)2#機(jī)擺度增大處理前和大修后振動(dòng)對(duì)比見表1。

表1 二級(jí)2#機(jī)擺度增大處理前和大修后振動(dòng)對(duì)比

［1］陸寵惠，劉儉，劉惠民，等.水力發(fā)電廠技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)匯編第七卷檢修與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):下冊(cè)立式水輪發(fā)電機(jī)檢修技術(shù)規(guī)程［S］.北京:中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)中心，2002:1383－1398.

［2］姜正權(quán)，孫亦林，張宗源，等.水輪機(jī)及其檢修［R］.沈陽(yáng):遼寧省職工教育教材編審委員會(huì)，1987.

［3］劉文習(xí)，黃善書.泉州市龍門灘引水工程管理處規(guī)程匯編:檢修規(guī)程［S］.泉州:泉州市龍門灘引水工程處，2009:163－164.