钟厚德

（南宁产业投资有限责任公司，广西 南宁 530022）

挪威鲍利葛电站原有机组5台，经过改造扩容，增加了2台均由南宁发电设备总厂提供的单机容量为10 MW的发电机组，扩容后该电站总装机容量为95 MW，新增装的这2台发电机为悬吊式结构。

2008年9 月至2009年7月，笔者在原工作单位南宁发电设备总厂曾带领16人组成的专业队伍，承担出口到挪威鲍利葛电站的这2套10 MW水轮发电机组设备的安装工程。在安装过程中，针对1号机组在整体盘车时摆度出现异常的问题，对整个盘车过程的各次摆度记录数据进行对比、分析，排查了可能造成影响的部位，根据多年的安装经验，发现了问题的症结并给予解决，使得盘车工作进行顺利，摆度亦合乎规范要求。

1 机组盘车的摆度超差问题

机组采取一次性整体盘车，机组联轴后参照GB/T8564-2003《水轮发电机组安装技术规范》第9.5.7中条款c）推力轴承刚性盘车，各轴瓦受力应初调均匀，镜板水平偏差应在0.02 mm/m以内，并调整靠近推力头的导轴瓦的单侧间隙，一般为0.03～0.05 mm。

上导轴承为分块瓦共12块，在X、Y方向对称抱4块瓦。为了使4块轴瓦间隙均匀，分别在轴承瓦面与主轴轴承位之间垫上0.05 mm的薄铜片，对称打紧楔子板，并测量锁板到导轴承端面的距离H做好记录，然后松开取出薄铜片，再调整好原记录在案的距离H，用塞规检查各块轴瓦间隙基本都在0.05 mm的范围内。

机组调整符合技术规范要求后，在X、Y方向，分别在上导、下导轴承位、联轴法兰、水导轴承位安放百分表监测盘车摆度，以原厂内联轴校摆的8个等分点作为基准（如图1）。

图1 内联轴校摆的8个等分点

启动高压顶起转动部分后，把第一点转到X标位置上。把百分表调对坐标上的点，开始第一次盘车。转动过程中觉得非常沉重，4条推杆用16个人合力来推，第一次盘车数据记录见表1。

根据GB/T8564-2003《水轮发电机组安装技术规范》第9.5.7条表33的规定，机组轴线的允许摆度值（双振幅），参照本机组的转速属于250 r/min以下的机组，发电机轴允许的相对摆度为0.03 mm/m；水轮机轴允许的相对摆度为0.05 mm/m；根据摆度允许值，可计算出机组部位的允许值。

从第一次盘车记录的数据来看，1、8、7、6 点，百分表显示出的读数均为正值，而2、3、4、5的数值为负值。从这些数据分布看，总觉得有点异常，觉得这些数据总是一边倒。这轴线不是一条垂直线，象是一条斜线只是绕着抱轴的上导瓦转动而己。而且这些数据还有一个特点，正值由小到大，负值却是由大到小，轴线没有出现折弯点。类似这样的问题，有必要进行深入分析。第一次盘车计算出各部位相对摆度数据记录（见表2）

表1 第一次盘车数据记录表 （单位：mm）

表2 相对摆度情况记录表（单位：mm）

从表2看，除了水导轴承位符合中标GB/T8564-2003规定的允许偏差值之外，其各部位都已超出规定范围。再从表1的盘车数据来看，纵使计算的相对摆度符合规定要求，笔者认为轴线也要进一步调整。

其实，目前这条轴线并非是一条垂直的轴线，是一条绕着上导轴承瓦旋转的斜线。见图2所示。

图2 轴线偏摆示意图

2 原因分析

2.1 寻找轴线偏摆原因的思路

出现这种状况，笔者认为应从3个方面考虑：

（1）推力轴承瓦受力不均；

（2）推力头环键槽不垂直或是环键两端面不平行；（3）转动部分不平衡。

2.2 对可能产生轴线偏摆原因的分析

对可能产生轴线偏摆原因分析如下：

（1）推力轴承瓦受力不均的原因，可以排除。如果是受力不均，盘转时每点的数据都会变动，不会出现表1中的数据；

（2）推力头环键槽不垂直，或是环键两端面不平行，都有可能出现这种情况。当推力头受力以后，环键槽上端面和环键的上端面就会压平，这样推力头与镜板把合，就会形成一个斜面。盘车转动起来a面总是正值、b面则总是出现负值，上导的测点的数值正好与之相反；

（3）转动部分不平衡，也会出现与上述（2）相似的情形，如果出现的不平衡点在转子上或是在转轮上，都是会产生类似情况。

根据以上分析，我们先用塞规检查推力头的环键槽与环键配合状况，看是否符合相关规定。经检查，推力头上、下端面用0.02 mm塞规插不进，这证明推力头的配合是良好的。

再检查上导轴承瓦的间隙，上导轴承瓦上、下间隙均匀不存在倾斜现象。

各种可能产生偏摆的现象排除后，觉得问题应出在转动部分的平衡上。转轮在厂内已做过静平衡，出现问题的可能性应当较小，而转子磁轭是在工地现场叠压，出现不平衡的机率也许就比较大。

2.3 对产生超差原因的确认

为此，笔者认为有必要重新校核转子平衡。因为，刚才检查导轴承瓦的间隙是在静压状况下进行的，现在启动高压顶起液压装置，把转动部分顶起来，让转动部分处于悬浮状态下，再检查上导轴承瓦的间隙。转动部分顶起来后，经过检查4块导瓦，X、Y方向轴上的分布点为第1点和第7点，这个方位的导瓦，上面间隙大，下面间隙小；分布点上的第3和第5点的这两块导瓦恰好相反，上小下大；导瓦上下间隙相差0.02 mm。这样，总算证实了偏差是受磁轭不平衡的影响所致。

3 问题的解决

找到了问题的症结，下一步是要对转子磁轭添加平衡块。其方法有二：一是反复试验，做到平衡为止；二是先计算好应添加平衡块的净质量，一次添加完成。

利用静力平衡条件，计算出两端质量差t，设

两端质量分别为 t1、t2；

两端半径差为1.mm；

两半径分别为 r1、r2；

两端的净质量相等为T=45 000 kg；

转子直径为D=4 700 mm。

根据静力平衡条件计算t1、t2的值

计算得应该加平衡块的净质量为19.1 kg，添加在分布点的7点和8点之间。

加好了平衡块，重新对各部位进行校核合格后，启动高压顶起液压装置，顶起转动部分。就在转动部分顶起来之时，奇迹发生了，转动部分在没有外力作用的情况下，却自己滴溜溜地转动了起来。这一奇迹，是笔者多年来从未见到过的，就连刚才一起盘车时推得气喘如牛的外籍人士，看到了也感到有点神奇。

第二次盘车数据记录如表3。

表3 第二次盘车数据记录表

表3的盘车数据来看，无论是上导、下导、主轴法兰及水导各部位，都有了很明显的变化，转子添加了平衡块以后，轴线有了很大的改善。这也进一步证明了转子要求进行动平衡，是很有必要的。

同时监测到镜板的轴向摆度为0.04 mm，按国标GB/T8564-2003的表34镜板允许的轴向摆度属≤0.15 mm系列，故此，轴向摆度符合标准规定要求。再看表4计算出的相对摆度。

表4 相对摆度数据表

从表4分析，机组转动部分的轴线是一条很理想的轴线。因此，当转动部分在高压顶起时，会在没有任何外力的情况下，自己就转动起来了。这与轴线的垂直和转动部分的平衡，有着必然的联系。所以，转动部分在标准及图纸和相关的技术文件里，都强调机组要进行动平衡的必要性。从以上的情况可以看出转动部分进行平衡，是很有必要的。

4 结束语

在水电机组安装当中，发电机转动部分平衡与否，不只是影响在安装过程中盘车轴线找正，更重要是影响到机组的运行。

通过盘车检查上导、下导、水导轴承位的摆度，利用盘车测量到的数据进行分析并作出相应的处理。因此，盘车只是测定机组轴线是否符合规定要求及寻找原因的一种手段，而正确处理问题和解决问题以保证机组正常运行才是目的。

在机组安装过程中出现问题，不同的人有着不同的处理方法，但万变不离其宗，都要处理到符合相关规定和满足技术要求，确保机组可靠稳定运行，才能得到用户的认可和满意。

[1]GB/T8564-2003，水轮发电机组安装技术规范[S].