广州蓄能水电厂A厂机组轴线找正及定中心实践

广州蓄能水电厂A厂机组轴线找正及定中心实践
摘要：广州蓄能水电厂A厂机组自2014年开始进入第二轮大修周期，本文全面
总结2016年#3机组大修轴线调整以及导轴承瓦间隙调整过程，以期对液压无支
柱式弹性油箱支撑的推力轴承结构的机组轴线找正有一定参考。

关键词：轴线找正；弹性盘车；液压无支柱式；机组定中心
1概述
广州蓄能水电厂（以下简称广蓄）A厂机组采用法国ALSTOM公司生产的电
动发电机和NEYRPIC公司生产的可逆式水泵水轮机。

发电机部分参数：额定容量（发电机）333.334 MVA；额定容量（电动机）344.850 MW；额定转速500 rpm。

2机组推力轴承、轴系结构
广蓄A厂机组属立轴半伞式结构。

推力轴承位于下导下方，推力支架支撑于
水轮机顶盖上。

推力头套在水轮机轴法兰外面，推力头与下端轴下法兰通过螺栓
连接。

采用液压无支柱式弹性支撑结构，推力瓦由单波纹弹性油箱支撑。

机组轴
线由发电机上端轴、转子支架、发电机下端轴、水轮机轴共4段轴组成。

3盘车方法工艺
采用人工盘车的方法检查机组轴线，选下导轴承为限位轴承。

按《水轮发电
机组安装技术规范》（GB/T8564—2003）第9.5.7条规定，弹性推力轴承进行弹
性盘车，需检查镜板外缘轴向摆度。

，2016年机组大修中，广蓄A厂#3机组盘
车测量部件分别为上导、下导、发电机轴法兰、水轮机轴法兰、水导、镜板轴向。

以下列出广蓄A厂机组盘车有关的几个几何尺寸；上导中心至镜板摩擦面间距：8135mm；上导中心至发电机轴下法兰面间距：7515mm；上导中心至转子下
端面法兰间距：4840mm；下导中心至发电机轴下法兰面间距：1625mm；下导中
心至发电机轴上法兰面间距：1050mm；水导中心至镜板摩擦面间距：3860mm；
水导中心至水轮机轴法兰面间距：4480mm；下端轴轴长：2675mm；镜板直径：φ2675mm；发电机轴法兰直径：φ1800mm。

4机组检修初始轴线检查
广蓄#3机组在大修初始检查了机组轴线。

结果记录见下表1，净摆度曲线
（图1、图2）近似正弦曲线。

表 1 +X方向摆度记录值表单位0.01mm
图 1上导净摆度曲线图图2水导净摆度曲线图
表 2 +X方向净全摆度计算值表单位0.01mm
《水轮发电机组安装技术规范》（GB/T8564—2003）第9.5.7条表33规定，广蓄A厂机
组轴线的允许摆度值（双振幅）：上导轴瓴及法兰处允许相对摆度值0.02mm/m，水导轴瓴
处允许相对摆度值0.03mm/m，计算出各测量位置允许摆度值如下：
上导允许摆度值≤上导轴瓴允许相对摆度值×上导中心至镜板摩擦面间距：
法兰允许摆度值≤法兰处允许相对摆度值×法兰至镜板摩擦面间距：
水导允许摆度值≤水导允许相对摆度值×水导中心至镜板摩擦面间距：
轴线检查结果：发电机轴法兰摆度值满足要求；水导2－6和3－7的摆度值为0.08mm
（＜0.1158mm）摆度值满足要求，最大摆度点在2和3点之间；上导2－6摆度值为
0.17mm（＞0.1627mm），略超出标准，最大摆度点约在2点。

由轴线检查结果分析，下导
轴承为限位轴承时，机组轴线分三段，发电机转子及上端轴为一段，在转子与下端轴连接法
兰面处偏折，不垂直度不合格；发电机下端轴基本垂直；水轮机轴在水发连轴法兰处偏折，
不垂直度合格。

机组轴线空间状态及水平投影如图3。

图 3机组轴线空间状态及水平投影示意图
5轴线找正
从计算值来看，法兰修刮量较大，检修现场不具备修刮条件，无法保证修刮后法兰精度。

转子与下端轴连接法兰间加垫有甩出损伤定子等设备风险。

现提出一种轴线处理新思路：调
整连轴螺栓紧固次序。

一般连轴螺栓都对称均匀紧固，但实际上机组轴端法兰在加工后不是
绝对平面，总是呈现凸面或凹面，因此调整连轴螺栓紧固次序的方法，先紧固最大摆度方位
对侧螺栓，最后紧固最大摆度侧螺栓，应能改善轴线状况。

6 机组回装后整体轴线检查
按上述思路处理后，盘车检查轴线，盘车记录及计算结果如下，净摆度曲线近似正弦曲线。

表 3 +X方向摆度记录值表单位0.01mm
表 4 +X方向净全摆度计算值表单位0.01mm
《水轮发电机组安装技术规范》（GB/T8564—2003）第9.5.7条表34规定，广蓄A厂机
组镜板允许轴向摆度≤0.15mm，实测镜板最大轴向摆度0.015mm，符合规定要求，且镜板轴
向跳动与上导摆度趋势一致。

经过轴线处理，机组轴线明显改善：发电机轴下法兰摆度值满
足要求；水导3－7和4－8的摆度值有所减小，最大摆度点在3和4点之间；上导最大摆度
值减小到0.14mm，满足规程要求，最大摆度点大概在2点。

7机组定中心及导轴承瓦间隙调整
广蓄A厂机组水导轴承为筒式瓦结构，由定位销钉与机组顶盖装配。

顶推主轴使水导瓦
间隙均匀、上止漏环间隙均匀，即认为机组转轴在实际回转中心位置。

当转轴处于实际回转
中心时，下导瓦间隙均匀调整，上导瓦间隙应考虑盘车摆度方位及大小进行调整。

根据广蓄
A厂机组多年稳定运行经验，确定上导轴瓦总间隙0.70mm，下导轴瓦总间隙0.65mm。

实际
测得水导瓦调整后间隙见表5：
表 5 机组定中心后实测水导瓦间隙单位：mm
由上述所知，#3机组下导瓦单边间隙均为0.325mm。

图解法计算上导瓦间隙分配。

首先确定上导处机组轴线最大摆度点。

设最大摆度点在2点偏1点角度，最大摆度值为，计算见下式3、4、5。

按图4所示计算出上导瓦间隙分配，具体数值见表6。

图4图解法计算上导瓦间隙
表 6 图解法计算的上导瓦间隙值单位0.01mm
广蓄A厂#3机组大修后机组运行稳定，发电工况及泵工况时机组运行摆度数据优良，上导、下导、水导及推力轴承瓦温数据正常。

8 结语
液压无支柱式弹性油箱能动态地、较好地调整各块瓦的承载情况，在盘车时不必苛求弹
性油箱压缩量必须符合设计规定。

对于机组轴线偏折略超出标准的案例，由于机组主轴机加
工时无法保证法兰面是绝对平面，而总会是符合规定范围内的一个凹面或凸面，当能确定机
组轴线偏折处法兰面为两凸面时，可以考虑通过调整联轴螺栓的紧固次序达到轴线找正的目的。

参考文献：
[1]GB 8564-1988. 水轮发电机组安装技术规范[S].
[2]SD 288-1988. 水轮发电机组推力轴承、导轴承安装调整工艺导则[S].
[3]周生成. 立式水轮发电机组最大摆度点的确定[J]湖南水利，1998年第2期。