三峽ALSTOM機組水導軸承安裝

2008-09-19

1 概述

　　三峽左岸電站總裝機14臺，單機Z大容量為840MVA，經過招標，VGS聯合體供貨6臺機組，ALSTOM公司供貨8臺機組。三峽左岸電站年發電量為847×108kW?h，為目前世界上Z大的水電站。2003年首批機組發電，預期2009年全面竣工。

　　2 結構與特點

　　2.1 結構

　　由ALSTOM提供的機組水導軸承系統由水導瓦、上油箱、下油箱、頂蓋上的主油箱及潤滑冷卻系統等組成(見圖1)。水導瓦為分塊瓦軸承(12塊瓦)，瓦面材料為巴式合金(Babitt metal 90％Sn)，厚度至少為3mm。潤滑油系統有兩臺油泵、雙過濾器、油管路及其自動化元件組成，每臺油泵流量為440L/min，Z大出口壓力為0.4MPa，每臺泵都能保證軸承供油量，運行時可選擇一臺運行，一臺備用；雙過濾器運行時一臺運行，一臺備用，過濾器堵塞時有壓力開關發信號，這時需手動切換至備用過濾器。潤滑油采用外循環水冷卻的形式，冷卻系統由4臺熱交換器、水管路及其自動化元件組成，熱交換器3臺運行，1臺備用。

圖1 ALSTOM水導軸承系統結構圖

　　2.2 特點

　　ALSTOM采用的這種油潤滑分塊瓦軸承型式剛性較好，振動與擺度小，機組運行穩定；采用的外循環水冷卻形式對水質的要求并不是很高，且冷卻效果比較好。但是，由于ALSTOM水導軸承系統結構復雜，水導注油不能像發電機推力注油那樣一次性完成，至少需兩次；若水導瓦燒壞，則檢修工作的范圍廣，工作量大，例如6＃機組由于切換油泵電源，致使水導瓦溫升高，燒瓦且停機，檢修時先拆除上油箱各部件與設備，然后拆除水箱及擋水環，同時頂蓋上的主油箱排油并拆除油潤滑系統所有部件與設備，再拆除下油箱各部件與設備，Z后清掃、處理損壞部件并回裝。

　　3 工作原理與作用

　　當主軸高速旋轉時，水導瓦與主軸便產生摩擦，產生很大的熱量。為了減少設備的發熱與磨損，延長設備的壽命，保證設備的功能與安全，增強設備的穩定性，采用透平油(1SOVG46型)起潤滑與冷卻作用。給軸承潤滑與冷卻的油一部分經過油封滲漏人下油箱后回收進入頂蓋上的主油箱，另一部分在上油箱內漫過溢流板經過回油管1回收進入頂蓋上的主油箱。回收的油再經過油泵流經熱交換器，將熱量傳給冷卻水，冷卻后的油由過濾器過濾后供入上油箱對軸承進行潤滑與冷卻，由此循環往復。

　　水導軸承的作用是承受軸的徑向載荷，控制主軸的擺度。外循環潤滑油系統起散熱與潤滑作用。外循環冷卻水系統起冷卻油作用。

　　4 施工程序

　　（1）支撐與頂蓋預裝，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)，并在導軸承支撐下面預裝下油箱與底板，要求底板與導軸承支撐同心，然后鉆銑銷釘孔。

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

　　(4)導軸承油循環及冷卻水管路預裝、打壓與清洗。管路預裝應遵循先給設備定位再配管及由內到外的原則，焊接采用管內充氬氣保護的方式。管路預裝完拆下時做好標記，然后等待打壓與清洗。打壓時回油管用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)轉子聯軸前，拆掉上油箱蓋，清洗4或6塊水導瓦并將瓦與軸的間隙調為0mm，待轉動部件提起一段距離后松開水導瓦，不與軸接觸。

圖2 擋油、水環安裝截面圖

　　(6)機組擺度與中心調整。在水導軸線方向架4塊百分表檢查水導擺度，水導擺度≤0.20mm。

　　(7)盤車完成后，用楔子板在軸線方向塞緊下止漏環，上部抱緊發電機下導瓦，使轉動部分不能隨意移動。

　　(8)水導瓦研刮與抱瓦。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，刀痕應清晰，每次刮完應將瓦面擦干凈。Z后修刮進油邊，非進油邊刮出倒角。刮完后瓦放人槽內，依次安裝鉻鋼墊、鉻鋼墊連接板、水導瓦調整楔等部件，在對稱方向上架百分表監視，調整各塊瓦與軸間隙為0mm。

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

　　(10)安裝油封與托板。油封組圓，并將油封放于托板上，托板與導軸承支撐間由4個螺桿作為安裝工具，為安全之見，可用4個5t的導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。調整方法在提升過程中可用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整。

　　(11)與安裝上擋油環相同的方法安裝下擋油環。調整下擋油環與油封托板下端間距為40mm，調整時可用40mm的槽鋼作為模具。

　　(12)安裝下油箱內的2個浮位計與其外的油位觀察計，個浮位計在100mm報警，第二個浮位計在200mm停機。然后清掃并正式安裝下油箱，連接螺栓并銷接銷釘，調整下油箱與大軸間隙為10.75～12.85mm。

　　(13)安裝水封及其自動化元件后，將上油箱蓋用導鏈提起，調節12塊水導瓦與軸的間隙為0.30±0.05mm。遵循先軸線方向對稱調，再依次對稱調的原則，調整方法為：用扳手旋動調整楔的螺桿，帶動調整楔上升，架百分表監視調整楔上升數值為15mm如圖4，同時用深度尺測量調整前后調整楔上端與導軸承支撐的距離D，來檢驗調整楔上升數值的準確性如圖3。

圖3　水導瓦間隙調整

圖4 水導瓦間隙調整圖

　　(14)調瓦結束后，安裝4個測瓦溫的傳感器、并在＋x與＋y方向安裝水導擺度探測計，用酒精、綢布等清掃上油箱，正式安裝油箱蓋，并調整其與大軸間隙為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、油位計及過速保護裝置。

　　(16)導軸承油循環系統及冷卻水管路回裝并安裝其自動化元件。

　　(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，進行第二次在頂蓋上的主油箱內注油，油位為850mm。若在上、下油箱均全部回油情況下，發現漏油或其他原因導致頂蓋上的主油箱油位不能達到850mm，則需再次注油。

　　5 總結

　　導軸承系統是水輪發電機組的重要部分，而水導軸承系統結構復雜，安裝工作量大，且安裝質量對機組運行狀況有很大的影響，葛洲壩集團完成安裝的4#、5＃、6井機組運行時水導瓦溫穩定在53℃左右，證明其安裝質量良好。

　　作者簡介：李軍，助理工程師，葛洲壩集團三峽機電安裝項目部。