发布时间 : 星期五 文章卧式水轮发电机安装工艺更新完毕开始阅读af8fcd20eff9aef8941e06db
于 。 ）以转子为准调整定子的位置，发电机气隙应均匀一致，最大偏差不大于平均气隙的 。实测气隙时，应对每一个磁极的两端，就转子不同的 个位置（如每次让转子 转过 ）测量，取所有实测值的平均值为准，再计算偏差的大小。 定子的轴向位置应使定子中心偏离转子中心，偏向水轮机端 。以便机组 运行时转子承受与轴向水推力反方向的磁拉力，以减轻推力轴承负荷并有利于机组稳定。 卧式水轮发电机的安装程序，会因具体结构的不同而变化，但一般说来基本程序是： 准备标高中心架、基础板及地脚螺栓。 ）安装底座。 ）安装定子、轴承座。 转子检查及轴瓦研刮。 吊装转子。 ）与水轮机连轴，轴线检查、调整。 ）安装附属装置。 机组起动试运行。 其中底座、定子、轴承座的安装定位，都以水轮机轴线为准，方法与前节的叙述相同。 而转子的吊装与立式机组不同，将是本节介绍的主要内容。 （二）卧式发电机转子的吊装 卧式发电机的转子，两端由轴承座支撑，中部的磁轭、磁极空悬在定子内。由于气隙不大，又不允许转子与定子摩擦，转子的装入和拆出都必须沿水平方向移动，这就形成了所谓“穿转子”的特殊工艺过程，其过程如图 所示。 图 卧式发电机转子的吊装过程 准备工作 ）准备吊具、吊索。起吊转子时，钢丝绳不能与转子两端接触，必须经过吊梁来悬挂转子。吊梁如图 所示，是一根刚度足够的横梁，通常用工字钢或槽钢焊接而成。 根据需要在吊梁上设置钢丝绳吊点，悬挂转子的钢丝绳尽可能垂直向下，而连接行车吊钩的钢丝绳夹角应尽可能小。 准备临时支撑。穿转子必须分段进行，为了调整钢丝绳，必须设置可靠的临时支撑。 如图 分步穿转子 ，最常用的方法是用若干条形方木作支撑，但必须稳定可靠。 如图 所示，转子吊入（或吊出）定子要分步进行，当中需要调整钢丝绳。 如果法兰端的轴长不够，一般用一段带法兰的钢管作为假轴，其法兰按主轴法兰加工， 用连轴螺栓连接假轴使主轴加长。但必须保证假轴有足够刚度。 转子开始穿入定子时，应该在气隙内放入非金属的导向条，用人力拉动以检查转子是否与定子摩擦，这与立式机组转子吊入的操作相同。
第四节 卧式机组轴线的检查和调整 卧式水轮发电机组的轴线，在理论上是一条水平直 线。在蜗壳等已经埋设的情况下，后安装的转动部分轴线，应当与蜗壳轴线重合。在实际施工中，蜗壳轴线未必就成水平线，转动部分的轴线更可能与之不重合。机组轴线的实际情况如何？是否符合规范要求？如果不合格应该怎样调整？这一系列的问题都必须通过轴线检查、调整来解决，这一过程与立式机组一样，也称为盘车。 卧式机组转动部分是由导轴承支撑的，其轴线由各导轴承的位置情况决定。但卧式机组有四支点、三支点、两支点三大类，轴承座个数和主轴连接方式不相同，因而其盘车的方法也就不同。就同一结构的卧式机组，也可能有不同的盘车方法。本节所介绍的是比较 简单而且实用的盘车方法。
（一）卧式水轮发电机组轴线的质量要求 用百分表检查，各个转动部位的全摆度应符合以下要求： 轴颈处双摆幅不大于 推力盘端面跳动不大于 连轴法兰外圆面双摆幅不大于 发电机滑环外圆面双摆幅不大于 飞轮外圆面双摆幅不大于 转动部分与固定部分之间的间隙应符合设计要求，以卧式混流式机组为例： 转轮止漏环间隙四周均匀一致，最大偏差不大于平均间隙 发电机气隙均匀一致，最大偏差不超过平均气隙的士4%。
（二）四支点机组轴线的检查、调整 四支点机组中水轮机、发电机各有两个轴承座，两根主轴都能单独支撑，也就可以分别调整其轴线。因此四支点机组的盘车一般分三个阶段进行： 水轮机盘车，使水轮机主轴及转轮的轴线与蜗壳等的轴线重合。 ）发电机盘车，以水轮机主轴为准，使发电机轴线与水轮机轴线对正成一条直线。 连轴后整体盘车，全面检查机组轴线。 以下分别介绍这三个阶段盘车的原理和方法。 水轮机轴线的检查、调整 如图 所示，以上下方向为轴，左右方向为 轴。正对轴线，在蜗壳前、后 止口的法兰面上划分四个测点。 吊入水轮机主轴但不连接转轮，用轴承座的下半块导轴瓦支撑。在轴颈上固定两 只百分表，使两只表沿同一条径线顶在蜗壳的前、后止口上。为了记录方便，令后止口百分表为 表，前止口百分表为 表。 顺机组的转动方向（从尾水管端看反时针）推动飞轮，每次旋转 。
在百分表正对测点时读、记百分表的读数，其记录如表的格式。 表 图 水轮机轴线的检查、调整 四支点机组水轮机盘车记录 由图 可知，不同测点上百分表读数的变化，实际上是水轮机轴心到蜗壳止口距离 的变化。当主轴与蜗壳止口同心时，所测的四周半径相等，百分表读数就没有变化。反过 来说，百分表读数发生变化，就表明主轴对蜗壳止口中心是偏心的。如图 点百分表读数之差，正等于该方向上轴心偏移量的两倍，如 这与立式机组盘车中，全摆度等于轴心偏移量的两倍是相同的。 所示，相对 就 表与 表相比较，如果同方向上的全摆度 、 不同，则表明主轴轴线对蜗壳 轴线是倾斜的。而且全摆度之差（也称为净摆度）等于该段轴长上倾斜量的两倍，如 这与立式机组盘车中，净摆度表明轴线倾斜量的两倍也是相同的。 另外，对全摆度、净摆度的正负号，以及它们反映轴心偏离及轴线倾斜方向的规律，也 与立式机组盘车一样。但是，由于卧式机组主轴受导轴承制约， 两个测点及算得的全 摆度、净摆度反映的是 轴方向的偏差； 两个测点及算得的全摆度、净摆度则反映 轴方向的偏差，这两个方面的偏差是彼此独立的。对不合格轴线的调整，也应分别在 轴 和 轴方向移动轴承座来纠正。以下用一个工程实例来说明。 实例一〕某台四支点卧式机组，轴线长度按图 的标注： ； ； 。作水轮机盘车，记录是表 表 表 实例一的盘车记录 的计算表明： 以蜗壳后止口的中心为准，水轮机主轴是偏心的： 轴方向， 轴方向， ，轴心偏于 ，轴心偏于 点（ 点（ ）以蜗壳轴线为准，水轮机主轴是倾斜的。在所测的 轴长上，倾斜量是：轴 方向， ，主轴斜向 点（ 轴方向， ，主轴斜向 点（ 为了纠正主轴轴线，需要移动 轴承座，按尺寸比例计算移动量，而且移动方向应 该与偏差方向相反，则移动量的计算如下。 轴承座： 轴方向 应该移向 应该移向 点（ 轴方向 点（ ，即降低 轴承座： 轴方向 下降 轴方向 移向＋ 发电机轴线的检查、调整 在水轮机主轴的轴线与蜗壳轴线重合以后，发电机轴线应与水轮机轴线对正。如果有 偏差，仍可分为法兰轴心的偏心，以及轴线的倾斜两个方面。 由于主轴和法兰的加工精度很高，可以认为法兰外圆为标准圆柱面，而且法兰端面与 轴线垂直。如果让水轮机主轴与发电机主轴一起转动，两个法兰的外圆面发生相对跳动，则 表明发电机轴存在偏心。同时检查两法兰之间的端面间隙，如果四周端面间隙不相等，则 表明发电机轴线存在倾斜。常用而又比较准确的检查方法如图 所示。 图 发电机轴线的检查、调整 ）偏心量测量 倾斜量测量 轴承座调整量 用百分表测量偏心量。在水轮机轴法兰上安装百分表座，让百分表顶在发电机轴 法兰的外圆面上。就上下、左右（ 、 轴向）确定 四个测量位置，使 水轮机轴和发电机轴同时顺转动方向施转，在百分表对正各测量位置时，读记百分表的读 数 和 。如图 所示，相对位置上百分表读数之差，就是发电机轴 心在该方向上偏心量的两倍。 差值为正时，偏于前一个测量位置（ 或 ）用塞尺检查端面间隙测量轴线倾斜量。如图 ，在 四个位置 上，用塞尺测量法兰之间的端面间隙，相对位置（如 ）端面间隙不同，表明发电机轴 线是倾斜的。在法兰直径 的长度上，倾斜量为端面间隙之差 。而且差值为正时，斜 向后一个测量位置 为了测量准确，在百分表对正各测量位置时，同时用塞尺检查上下、左右四边的端面 间隙，再取四次测量的平均值作为倾斜量计算的依据。由此，测量的记录如表 轴线的倾斜程度若用相对值表示，可计算为 的格式。 式中 、 四次测量的平均间隙， 法兰外径， 正号表明向后一个位置倾斜（ 以下用实例说明。 实例二〕某四支点机组进行发电机盘车，连轴法兰外径 的轴线长度， 。测量记录见表 发电机盘车记录（ -12表 计算表明该发电机主轴，既存在偏心又存在倾斜。 ）上下（ 轴）方向 ；图 （）所示 发电机法兰中心偏于 斜度为 轴）方向 ）左右（ ；而其轴线由法兰端起向 ）方向倾斜， 发电机法兰的中心偏于 ；而其轴线由法兰端起向 方向（ ）倾 斜，斜度为 为了纠正发电机轴线，必须同时移动 轴承座。轴承座应有的位移，大小与轴线的 偏差量相等，但方向相反。由此可计算如下： 号轴承座 （ 号轴承座应移向＋（升高） ；同时向 方向（ ）移动 号轴承座 （ 号轴承座需上升（移向＋ ；同时应向 方向（ ）移动 连轴以后轴线的整体检查 发电机轴线以水轮机轴线为准，调整对正以后即进行连轴，
安装各个轴承，最后进行 轴线整体质量的检查。 在转轮及主轴密封装置安装的轴颈表面，连轴法兰、飞轮、发电机滑环等的外圆面 上，沿 及 轴线设置百分表，以检查各处外圆的跳动量。 在主轴推力盘的端面上（或在轴的端面）设百分表检查主轴轴向串动的大小。 顺机组的转动方向推动转动部分，每转 。角记录一次各百分表的读数，相对点百 分表读数之差即该位置跳动量的大小，对照前述质量标准判定轴线是否合格。 必要时可在转动过程中观察各百分表指针的摆动情况，取摆动的最大范围与质量标准 作比较，但应注意排除工件表面不平整等的影响。
（三）三支点机组轴线的检查、调整 三支点的卧式机组，发电机两端各有一个导轴承，其转子可以单独安装并确定其位置。 但水轮机主轴则只有一个径向推力轴承支撑，是不能单独安装定位的。但是，在未组装转轮的情况下，如果利用飞轮将两根主轴连接成整体，只用发电机的两个轴承座仍是可以稳定支撑全轴的。因为发电机转子的重量很大，飞轮及水轮机主轴成悬臂状态地固定在发电机主轴上是可行的。由此，三支点机组的轴线检查、调整工作，可以分为以下两个阶段来进行： 用两个导轴承支撑发电机转子，吊装飞轮并连接水轮机主轴，调整水轮机主轴使整个轴线对正成一条直线。 ）以水轮机蜗壳座环的轴线为准，调整转动部分的轴线位置，使两者重合在一起。 以下分别介绍这两步的原理并用实例来说明。 连轴成直线 如图 所示，用轴承座支撑发电机转子，吊装飞轮和水轮机主轴并连接成整体。在连轴法兰上每个角划分一个测点，如图中的 四个测量位置。沿相同的 方向，如图中的＋ 轴线方向，装设三只百分表，分别检测发电机法兰、水轮机法兰以及转轮所在轴颈的径向跳动量。为了便于记录的计算，三只百分表可命名为 所示。 ，如图 图 轴线成直线的检查 顺机组转动方向推转发电机转子，每次转动 。角，测点正对百分表时读记各表的读数，可记录成表的形式。 与第四章中悬式机组的盘车相对照，不难看出图 和表的检测方法，与悬式机组的盘车在原理上是一致的，只不过将上下方向的三层百分表改成了水平方向的三个断面位置。其中，断面是发电机主轴法兰，相当于悬式机组中的上导轴颈，在检测中起基准的同一断面上的四个测点构成了两组相对点（ 。相对点上百分表读数 之差（仍保持前减后）称为全摆度，则全摆度是该断面径向跳动的大小。 检测以发电机轴线为准，表的全摆度只反映发电机法兰的不圆度。但 表及 表 的全摆度 ，则反映该断面的中心偏离理想中心的程度，并等于偏心量的两倍。 不同断面之间全摆度之差仍称为净摆度，图 的检测结果有两个净摆度必须 水轮机法兰对发电机法兰的净摆度 的两倍。 转轮轴颈对水轮机法兰的净摆度斜量的两倍。 它反映水轮机法兰的偏心量，而且等于偏心量，反映水轮机轴线的倾斜程度，等于该段轴长上倾 按式 和式 计算，偏心及倾斜的方向仍就符合“正偏外”的法则，但都 是针对计算的前点 或 而言的。 ）当水轮机法兰对发电机法兰偏心时，应该设法使它平行移动。当水轮机轴线倾斜时，应该用修磨法兰端面的方法加以纠正。对法兰端面的修磨，必须先按比例计算修磨的方向和最大值，再分区修磨成平面，这与悬式机组盘车的情况类似。法兰修磨量可计算如下 式中 法兰外径， 表到 表对 表的轴线长度， 表的净摆度。 〔实例三 某三支点机组作连轴成直线的检查，盘车记录见表 。装置情况见图 ，其中法兰外径 至 的轴线长 表 三支点机组连轴检测记录 由表 ，该水轮机轴线既存在偏心又存在倾斜。但偏心量很小， 方向 ，轴心偏于 点 方向 ，轴心偏于 点 为了纠正轴线的倾斜，应该修磨法兰的端面。该轴线在 斜，因而必须首先找出实际倾斜的最大值及其方向来。 及 两个方面上都存在倾 由表 绘成图 ，其中 。实际倾斜的最大值及方向可计算如下 图 水轮机轴线的倾斜情况和法兰端面的修磨 由式（ ，法兰端面的修磨量 为 水轮机轴法兰端面的修磨如图 所示，点偏向 点 的外圆处磨去 而对侧不修磨，整个端面在分区后用油石磨成平面。法兰修磨以后尚须重新检查，直到水轮机轴转轮轴颈处的全摆度不大于0.08mm 为止。 整轴的盘车与蜗壳一座环对正 三支点机组盘车的第二步，是使转动部分的轴线与蜗壳一座环的轴线重合。在原理及方法上都与四支点机组的水轮机盘车相同，但需要调整的轴承座是三个而
不是两个。 如图 ，在蜗壳一座环的止口上划分四个测点 ，分别对应 及 轴 图 三支点机组整轴盘车 线方向。在水轮机主轴的轴颈上固定百分表座，设两只百分表沿同一方向顶在前、后止口 的内圆上，并称为 表和 表。顺机组转动方向推动转动部分，每次转过 角，当百分 表对正各测点时记录它们的读数，记录的形式见表 以座环后止口断面为基准，所测得的全摆度 ，将是主轴中心偏心量的两倍；而净摆度则是主轴轴线在长度内倾斜量的两倍。由此即可判别主轴轴线是否合格，也可以计算出各轴承座应有的调整量。以下用实例四来说明。 〔实例四 ， 某三支点机组进行整轴盘车，记录见表 ， ， ，图 所示的轴长为： 表 表 倾斜。 三支点机组整轴盘车记录 说明机组转动部分的轴线不正，相对蜗壳一座环的轴线而言，既存在偏心又存在轴（ ）方向。 ，后止口断面处主轴中心偏低（偏于 ，主轴轴线由 到 向下倾斜（斜向 轴（ ）方向。 十 。偏差比较小，但主轴中心略 偏 ，轴线由 到 向 方倾斜 为了纠正转动部分的轴线，三个轴承座必须同时调整位置，调整的方向和大小按式 、式（ ）等计算。 号轴承座 号轴承座需升高 号轴承座 ，同时向 方向平移 号轴承座需升高 号轴承座 号轴承座需升高 同时向 ，同时向 方向平移 方向平移 必须说明的是：轴承座的上升或下降，依靠在轴承座与底板之间加、减垫片来实现；而 对轴承座的平行移动应注意地脚螺栓的限制，在移动时最好设百分表监视实际移动的大小。 轴承座调整以后，必须再次盘车检查，直到 为止。 -3于 表、 表的全摆度符合厂家要求，或者不大 （四）两支点机组的轴线的检查、调整 容量很小的卧式混流式机组可能采用两支点形式，其轴线的检查、调整与四支点机组 的水轮机盘车完全相同。 卧式的水斗式机组，由于主轴不承受轴向水推力，采用两支点形式的比较多。其轴线 调整的核心问题在于对正喷嘴中心线，详细情况见本章第五节。 最后，必须指出的是：卧式水轮发电机组，转子的位置是由轴承座决定的。盘车时移 动了轴承座，也就改变了发电机转子的位置，这以后必须复查气隙，再根据气隙的情况对 发电机定子位置作相应调整。
卧式水轮发电机组安装中应注意的问题
一、底盘的安装高程 在卧式水轮发电机的安装中,径向推力轴承座与发电机、励磁机在同一底盘上的情况下,在确定底盘安装高程时,必须对几个轴承座的几何尺寸仔细进行测量,并且对照图纸上的设计尺寸计算出加工时出现的误差。根据测得的数据来确定底盘相对涡壳的高程再低l~2毫米。同时还应注意发电机定子中心相对底盘的高程,即定子座下面必须加垫1~2毫米,.定子中心的高程与几个轴承座中心、涡壳中心高程接近相等。否则,容易出现底盘的安装高程相对涡壳中心高程高、水涡轮安装不进涡壳里,或勉强装进去,上下间隙相差太大,超出规范标准,水涡轮与涡壳相磨擦而不能运转。发电机的空气间隙也会出现上边过大,下边过小,不符合规范要求。即由于发电机下边的空气间隙不均,发电机的两个径向轴承增大负荷,轴承温度升高,严重时会使轴瓦烧毁。 底盘安装高程太高,处理相当困难。