大型軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組軸線調(diào)整現(xiàn)場施工方法淺析

張 浩，李傳法

（中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610213）

1 施工流程

大型軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組軸線調(diào)整程序見下圖1。

圖1 大型軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組軸線調(diào)整程序圖

2 操作要點(diǎn)

2.1 施工準(zhǔn)備

參加機(jī)組軸線調(diào)整人員熟悉相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和圖紙資料，了解整個軸線各個參數(shù)及其關(guān)聯(lián)，提前作好機(jī)組軸線調(diào)整準(zhǔn)備工作。

準(zhǔn)備好所需的專用工具、吊具、量具。清理整個軸線設(shè)備，去毛刺、油污、高點(diǎn)，同時(shí)對重要的尺寸進(jìn)行復(fù)測，并作好記錄，并對其零部件進(jìn)行分類整理，以便安裝時(shí)使用。

水輪機(jī)軸及轉(zhuǎn)輪已吊入機(jī)坑內(nèi)就位，通過轉(zhuǎn)輪支撐工具固定在中心位置。發(fā)電機(jī)軸、下機(jī)架、推力軸承部分已吊入機(jī)坑安裝就位，水輪機(jī)軸與發(fā)電機(jī)軸聯(lián)軸螺栓已拉伸至設(shè)計(jì)伸長值。轉(zhuǎn)子已吊入機(jī)坑，放置在高程等已調(diào)整好的制動器上。

2.2 轉(zhuǎn)子與推力頭連接

清掃、檢查轉(zhuǎn)子與推力頭把合面，應(yīng)清潔，無任何雜物。推動或旋轉(zhuǎn)推力頭，使推力頭上螺栓孔與對應(yīng)轉(zhuǎn)子下法蘭上的連接螺栓孔對正，對稱傳入軸向方向?qū)?yīng)位置的4顆連接螺栓，利用轉(zhuǎn)子與推力頭的連接螺栓將推力頭和鏡板提起，并對稱把緊連接螺栓。安裝剩余其他螺栓，并初步把緊。用高壓油頂起裝置頂起制動器高度約5 mm，將制動器螺塞全部旋至最低位置，緩慢釋放油壓，使轉(zhuǎn)子和推力頭緩慢落至推力瓦上。檢查各制動器是否全部落到位，就位后將轉(zhuǎn)子和推力頭之間的調(diào)整制動器高程用的墊板全部取出。

2.3 轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)軸連接

清掃、檢查轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)軸把合面。利用高壓頂起裝置，在推力油槽輔以千斤頂?shù)裙ぞ?，調(diào)整轉(zhuǎn)子中心體下法蘭與發(fā)機(jī)大軸法蘭上的連接螺栓孔對正。穿入軸向方向?qū)?yīng)的4顆聯(lián)軸螺栓，利用液壓拉伸器對稱拉伸聯(lián)軸螺栓，用于提升發(fā)電機(jī)主軸。發(fā)電機(jī)軸提升過程中，分多次對稱提升，每次提升的高度不得超過液壓拉伸器的行程，直至提升就位。發(fā)電機(jī)軸提升過程中，隨時(shí)檢查主軸與轉(zhuǎn)子中心體法蘭內(nèi)圓的錯邊量，保證主軸與轉(zhuǎn)子下法蘭止口的同心度，直至止口全部進(jìn)入。發(fā)電機(jī)軸提升就位后，即液壓拉伸器壓力值開始增大時(shí)。復(fù)測主軸與轉(zhuǎn)子下法蘭同心度應(yīng)滿足要求，同時(shí)檢查各螺栓孔的對應(yīng)情況，應(yīng)保證每個螺栓孔的最大錯邊量不大于現(xiàn)場加工量，然后對稱把緊聯(lián)軸螺栓。

按照其他剩余聯(lián)軸螺栓，并對稱把緊。轉(zhuǎn)子與發(fā)動機(jī)軸螺栓把緊后，拆除水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪支撐工具并運(yùn)出。

2.4 轉(zhuǎn)子以下部分盤車即第一次軸線動態(tài)檢查調(diào)整

沿機(jī)組軸系從上到下分別在推力頭、鏡板外圓、下導(dǎo)、發(fā)電機(jī)軸、水輪機(jī)軸聯(lián)接法蘭以及水導(dǎo)軸承處，將其圓周等分成8等份，并分別按俯視逆時(shí)針方向從1~8依次進(jìn)行編號，各部位所對應(yīng)的同一編號點(diǎn)應(yīng)位于同一軸截面上。

以水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪室中心為基準(zhǔn)，利用高壓油頂起裝置將機(jī)組轉(zhuǎn)動部分調(diào)整至機(jī)組理論最佳中心位置，檢查并確認(rèn)機(jī)組轉(zhuǎn)動部分處于完全自由狀態(tài)。在各測量部位以及鏡板軸向的X、Y方向上各架設(shè)一塊百分表，表頭應(yīng)垂直于測量面且動作靈活。在下導(dǎo)軸承瓦工作面上抹上干凈的透平油，利用百分表監(jiān)視，按單邊間隙0.03~0.05 mm對稱抱緊4塊下導(dǎo)瓦，相鄰?fù)唛g互成90°夾角。在轉(zhuǎn)子上法蘭面上+Y方向沿圓周切向放置一個合像水平儀，利用在水平儀下加墊的方式調(diào)整合像水平儀的水平在0.10 mm/m以內(nèi)，盤車過程中切勿碰撞或移動該合像水平儀。啟動推力軸承高壓油頂起裝置，施工人員站在下機(jī)架蓋板上或利用橋機(jī)+地錨的方式推動轉(zhuǎn)子，并使其旋轉(zhuǎn)方向與機(jī)組運(yùn)行時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向一致，每轉(zhuǎn)動至一個等分點(diǎn)，應(yīng)使轉(zhuǎn)動部分靜止下來，撤去油壓，讀取并記錄百分表和水平儀的讀數(shù)。每旋轉(zhuǎn)至一等分點(diǎn)，均應(yīng)利用水導(dǎo)軸領(lǐng)處百分表監(jiān)視，并X、Y兩個方向分別對稱推動大軸，檢查主軸是否靈活，滿足要求后方可進(jìn)行下一點(diǎn)盤車檢查；否則應(yīng)仔細(xì)檢查，找出原因。如此旋轉(zhuǎn)一周，回到起始點(diǎn)時(shí)，百分表回零誤差一般不大于0.03 mm，否則應(yīng)查明原因，重新盤車。

根據(jù)各測點(diǎn)讀數(shù)，計(jì)算各部位的全擺度和凈擺度。以下導(dǎo)擺度為基準(zhǔn)，水導(dǎo)部位的相對擺度應(yīng)不大于0.02 mm/m（最大凈擺度不大于0.20 mm）；法蘭部位的相對擺度不大于0.03 mm/m。否則應(yīng)查明原因并對軸線進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，再重新進(jìn)行軸線檢查直到滿足要求。根據(jù)合像水平儀讀數(shù)，計(jì)算鏡板的水平應(yīng)不大于0.02 mm/m，且軸向跳動量應(yīng)不大于0.20 mm。否則應(yīng)通過適當(dāng)升高或降低部分下機(jī)架支臂的方式調(diào)整鏡板水平，再用上述方法進(jìn)行檢測，直到滿足要求。

2.5 銷套孔、定位銷釘孔現(xiàn)場加工

（1）轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)軸聯(lián)軸螺栓孔現(xiàn)場同鏜。

①測量銷套孔加工前孔徑分布尺寸，測量銷套外徑尺寸，采用對號入座的方法計(jì)算各銷套孔實(shí)際加工量，做好加工及安裝標(biāo)記。②安裝銷套孔加工工具，調(diào)整加工工具與銷套孔同心度，加工銷套孔。加工過程隨時(shí)檢查加工尺寸、加工精度及光潔度。③銷套孔加工應(yīng)對稱進(jìn)行，加工完成后及時(shí)安裝銷套及連接螺栓，并進(jìn)行螺栓拉伸，拆除臨時(shí)連軸螺栓，按照同樣方法進(jìn)行銷套孔的加工及銷套、螺栓的安裝。④銷套及螺栓安裝全部完成后，統(tǒng)一進(jìn)行螺栓拉緊力矩檢查，重新進(jìn)行軸線盤車檢查，合格后將連軸螺母固定。

（2）轉(zhuǎn)子與推力頭定位銷釘孔鉆鉸。

①根據(jù)圖紙要求，轉(zhuǎn)子中心體與推力頭之間鉆鉸定位銷孔。②待定位銷釘鉆鉸完成后，安裝定位銷釘。

2.6 上端軸、上機(jī)架安裝

（1）上端軸安裝。

①清掃上端軸，檢查各加工面應(yīng)干凈，無毛刺、高點(diǎn)，尤其軸頸工作面應(yīng)無加工缺陷或碰撞、劃痕。對有絕緣要求的上端軸，應(yīng)對絕緣進(jìn)行檢查，滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，按照圖紙安裝勵磁引線。②上端軸吊裝前，先按照圖紙安裝轉(zhuǎn)輪槳葉操作油管及附件。③利用專用吊具或吊索將上端軸吊入機(jī)坑，與轉(zhuǎn)子上法蘭面連接，按照設(shè)計(jì)方位將上端軸調(diào)整就位，調(diào)整與轉(zhuǎn)子同心度滿足要求后，對稱安裝、緊固4顆連軸螺栓，檢查連軸法蘭面間隙，把合面間隙用0.02 mm塞尺檢查不能通過。然后安裝剩余其他螺栓，預(yù)緊力矩為設(shè)計(jì)值得75%，待軸向調(diào)整合格后，再按照設(shè)計(jì)力矩緊固所有連軸螺栓。④按照設(shè)計(jì)圖紙，安裝上操作油管等部件。

（2）上機(jī)架安裝。

①安裝上機(jī)架專用吊具或吊索，按照設(shè)計(jì)圖紙的安裝方位，將組焊合格的上機(jī)架吊入機(jī)坑進(jìn)行安裝。②調(diào)整上機(jī)架的高程、水平，與上端軸的同心度至合格。高程調(diào)整時(shí)，應(yīng)考慮上機(jī)架自重、蓋板、集電環(huán)罩、補(bǔ)氣閥座等重量引起的中心體下?lián)隙?。③上機(jī)架中心調(diào)整應(yīng)以轉(zhuǎn)動部分為基準(zhǔn)，調(diào)整其與水輪機(jī)部件的同心度應(yīng)滿足要求。④調(diào)整合格后，利用鋼板、千斤頂?shù)葘⑸蠙C(jī)架固定。⑤待機(jī)組軸線調(diào)整合格后，安裝焊接與定子機(jī)座上支撐的定位裝置，按照設(shè)計(jì)圖紙安裝或焊接基礎(chǔ)附件，復(fù)測上機(jī)架中心、水平、高程等各數(shù)據(jù)合格后進(jìn)行基礎(chǔ)混凝土澆筑。

2.7 操作油管安裝

按照設(shè)計(jì)圖紙安裝上操作油管及其附件，其安裝應(yīng)滿足以下要求：

（1）操作油管應(yīng)嚴(yán)格清洗，無毛刺、高點(diǎn)，管內(nèi)無雜物存在。（2）所有密封件應(yīng)安裝正確，連接可靠，不漏油。（3）螺紋連接的操作油管，應(yīng)有鎖定、防松措施。

利用受油器操作油管精確調(diào)整固定裝置實(shí)現(xiàn)操作油管精確定位，該裝置由調(diào)整裝置、夾緊裝置和定位銷釘組成，調(diào)整裝置包括固定于支撐環(huán)的固定調(diào)整座、穿過固定調(diào)整座并螺旋配合的兩根平行的調(diào)整螺桿、和兩根調(diào)整螺桿端部轉(zhuǎn)動配合的活動調(diào)整板，安裝在分瓣的支撐環(huán)上方，用于調(diào)整固定支撐環(huán)內(nèi)緣與操作油管外壁的間隙并精確定位固定操作油管。夾緊裝置由兩組夾緊法蘭和聯(lián)接固定螺栓構(gòu)成，用于聯(lián)接固定分瓣的支撐環(huán)。

受油器操作油管精確調(diào)整裝置安裝，調(diào)整裝置安裝在支撐環(huán)上X、Y軸線對應(yīng)的方向，共4組，固定調(diào)整座通過焊接固定的支撐環(huán)上。夾緊裝置安裝在支撐環(huán)分縫位置，調(diào)整合格后焊接固定在支撐環(huán)上。定位銷釘待軸線調(diào)整合格后沿X、Y軸線方向現(xiàn)場配鉆4顆。詳細(xì)安裝見圖2，圖3。

圖2 調(diào)整裝置安裝圖

圖3 受油器操作油管固定裝置安裝示意圖

機(jī)組整體盤車時(shí)，利用高壓油頂起裝置，頂起轉(zhuǎn)子，通過人力推動轉(zhuǎn)子，檢查發(fā)電機(jī)軸與操作油管同心度。通過調(diào)整固定裝置頂絲，保證發(fā)電機(jī)軸與操作油管同心度，同心度滿足要求后，將調(diào)整螺栓上的鎖錠螺母點(diǎn)焊固定。根據(jù)推力頭盤車點(diǎn)標(biāo)記，分別將受油器（浮動瓦）、集電環(huán)、上導(dǎo)軸承部位進(jìn)行編號，要求各部位所對應(yīng)的編號點(diǎn)與推力頭編號點(diǎn)相一致。

按照3.4的檢查方法，記錄各部位各表的度數(shù)。根據(jù)各部位盤車數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，上導(dǎo)軸承及操作油管絕對擺度超標(biāo)處理方式主要為：

（1）上導(dǎo)軸承擺度不合格，則根據(jù)上導(dǎo)軸承的擺度數(shù)值，移動上端軸使其與旋轉(zhuǎn)中心同心，移動時(shí)架百分表監(jiān)視上端軸位移情況，合格后將聯(lián)軸螺栓把緊。（2）操作油管絕對擺度不合格，則根據(jù)操作油管的擺度數(shù)值，通過調(diào)整操作油管固定裝置的頂絲長度，進(jìn)而調(diào)整操作油管中心與旋轉(zhuǎn)中心同心，調(diào)整時(shí)架百分表監(jiān)視操作油管的位移情況，合格后將調(diào)整螺栓鎖定螺母擰緊鎖定。

上述處理合格后，整體進(jìn)行盤車，檢查并記錄各部位各表的度數(shù)。

根據(jù)合像水平儀讀數(shù)，計(jì)算鏡板的水平應(yīng)不大于0.02 mm/m，否則應(yīng)通過適當(dāng)升高或降低部分下機(jī)架支臂的方式調(diào)整鏡板水平。根據(jù)各測點(diǎn)讀數(shù)，計(jì)算各部件的擺度值（雙振幅）應(yīng)符合規(guī)范要求。各部位擺度值滿足要求后，在上端軸上鉆銷釘，固定上端軸，并將操作油管固定裝置的鎖定螺母點(diǎn)焊。

3 結(jié)束語

本施工方法為多段軸、高要求的大型軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組軸線調(diào)整，尤其為操作油管擺度調(diào)整提供了新的思路，實(shí)現(xiàn)了操作油管擺度精確控制，同時(shí)在軸線調(diào)整過程中，對發(fā)電機(jī)軸與轉(zhuǎn)子之間聯(lián)軸螺栓孔現(xiàn)場同鏜和操作油管擺度調(diào)整的工序進(jìn)行了新的規(guī)定，規(guī)范了機(jī)組軸線調(diào)整施工。經(jīng)過工程實(shí)踐表明，機(jī)組軸線調(diào)整質(zhì)量得到有效保證，提高了施工效率，并極大地提高了安全系數(shù)，為機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)，施工成本得到了有效控制，經(jīng)濟(jì)效益顯著。