三峡ALSTOM机组水导轴承安装

发布时间：2008-09-19

1 概述

　　三峡左岸电站总装机14台，单机Z大容量为840MVA，经过招标，VGS联合体供货6台机组，ALSTOM公司供货8台机组。三峡左岸电站年发电量为847×108kW·h，为目前世界上Z大的水电站。2003年首批机组发电，预期2009年全面竣工。

　　2 结构与特点

　　2.1 结构

　　由ALSTOM提供的机组水导轴承系统由水导瓦、上油箱、下油箱、顶盖上的主油箱及润滑冷却系统等组成(见图1)。水导瓦为分块瓦轴承(12块瓦)，瓦面材料为巴式合金(Babitt metal 90％Sn)，厚度至少为3mm。润滑油系统有两台油泵、双过滤器、油管路及其自动化元件组成，每台油泵流量为440L/min，Z大出口压力为0.4MPa，每台泵都能保证轴承供油量，运行时可选择一台运行，一台备用；双过滤器运行时一台运行，一台备用，过滤器堵塞时有压力开关发信号，这时需手动切换至备用过滤器。润滑油采用外循环水冷却的形式，冷却系统由4台热交换器、水管路及其自动化元件组成，热交换器3台运行，1台备用。

图1 ALSTOM水导轴承系统结构图

　　2.2 特点

　　ALSTOM采用的这种油润滑分块瓦轴承型式刚性较好，振动与摆度小，机组运行稳定；采用的外循环水冷却形式对水质的要求并不是很高，且冷却效果比较好。但是，由于ALSTOM水导轴承系统结构复杂，水导注油不能像发电机推力注油那样一次性完成，至少需两次；若水导瓦烧坏，则检修工作的范围广，工作量大，例如6＃机组由于切换油泵电源，致使水导瓦温升高，烧瓦且停机，检修时先拆除上油箱各部件与设备，然后拆除水箱及挡水环，同时顶盖上的主油箱排油并拆除油润滑系统所有部件与设备，再拆除下油箱各部件与设备，Z后清扫、处理损坏部件并回装。

　　3 工作原理与作用

　　当主轴高速旋转时，水导瓦与主轴便产生摩擦，产生很大的热量。为了减少设备的发热与磨损，延长设备的寿命，保证设备的功能与安全，增强设备的稳定性，采用透平油(1SOVG46型)起润滑与冷却作用。给轴承润滑与冷却的油一部分经过油封渗漏人下油箱后回收进入顶盖上的主油箱，另一部分在上油箱内漫过溢流板经过回油管1回收进入顶盖上的主油箱。回收的油再经过油泵流经热交换器，将热量传给冷却水，冷却后的油由过滤器过滤后供入上油箱对轴承进行润滑与冷却，由此循环往复。

　　水导轴承的作用是承受轴的径向载荷，控制主轴的摆度。外循环润滑油系统起散热与润滑作用。外循环冷却水系统起冷却油作用。

　　4 施工程序

　　（1）支撑与顶盖预装，其同心度为≤0.1mm，然后钻铣销钉孔。

　　（2）装间，组合下油箱，组合面用Loctite598黑色组合面胶，组合螺栓用Loctite242胶(使用前先用Loctite7471胶清洗)，并在导轴承支撑下面预装下油箱与底板，要求底板与导轴承支撑同心，然后钻铣销钉孔。

　　(3)顶盖正式吊装后将水封、水导各部件按顺序吊入机坑，在顶盖上安装导轴承支撑，螺栓连接与销接销钉，并临时安装上油箱盖，其他部件放置在顶盖上。

　　(4)导轴承油循环及冷却水管路预装、打压与清洗。管路预装应遵循先给设备定位再配管及由内到外的原则，焊接采用管内充氩气保护的方式。管路预装完拆下时做好标记，然后等待打压与清洗。打压时回油管用0.2MPa的压力，其他油管用0.6MPa的压力，冷却水管用0.75MPa的压力。清洗时采用RM31清洗剂清洗，清洗完后用压缩空气吹干，并用绸布擦净，然后用透气的白布封住管口等待回装。

　　(5)转子联轴前，拆掉上油箱盖，清洗4或6块水导瓦并将瓦与轴的间隙调为0mm，待转动部件提起一段距离后松开水导瓦，不与轴接触。

图2 挡油、水环安装截面图

　　(6)机组摆度与中心调整。在水导轴线方向架4块百分表检查水导摆度，水导摆度≤0.20mm。

　　(7)盘车完成后，用楔子板在轴线方向塞紧下止漏环，上部抱紧发电机下导瓦，使转动部分不能随意移动。

　　(8)水导瓦研刮与抱瓦。研刮前用酒精清洗轴颈、上油箱、轴瓦，然后将瓦水平放置，按与轴接触的情况用三角刮刀依次刮削高点，刀痕应清晰，每次刮完应将瓦面擦干净。Z后修刮进油边，非进油边刮出倒角。刮完后瓦放人槽内，依次安装铬钢垫、铬钢垫连接板、水导瓦调整楔等部件，在对称方向上架百分表监视，调整各块瓦与轴间隙为0mm。

　　(9)组合上挡油环。在与溢流板顶端的距离为155mm的轴上作好标汜，然后组合上挡油环成两个半圆，安装个7的密封圈，调整上挡油环到标记位置并组圆，在大轴上钻6个深为3mm，直径为10.39mm的圆锥孔以固定它，并安装6个钢珠、顶丝给上挡油环定位，采用氩弧焊焊接顶丝、堵板如图2。临时安装上油箱盖以防灰尘进入。

　　(10)安装油封与托板。油封组圆，并将油封放于托板上，托板与导轴承支撑间由4个螺杆作为安装工具，为安全之见，可用4个5t的导链配合将油封与托板提升到位，并保证油封与大轴的间隙为0.40～0.78mm。调整方法在提升过程中可用0.45mm的塞尺或铜皮分段塞人，提升到位后紧固部分螺栓检查间隙是否合格，若不合格落下油封与托板用此法重新调整。

　　(11)与安装上挡油环相同的方法安装下挡油环。调整下挡油环与油封托板下端间距为40mm，调整时可用40mm的槽钢作为模具。

　　(12)安装下油箱内的2个浮位计与其外的油位观察计，个浮位计在100mm报警，第二个浮位计在200mm停机。然后清扫并正式安装下油箱，连接螺栓并销接销钉，调整下油箱与大轴间隙为10.75～12.85mm。

　　(13)安装水封及其自动化元件后，将上油箱盖用导链提起，调节12块水导瓦与轴的间隙为0.30±0.05mm。遵循先轴线方向对称调，再依次对称调的原则，调整方法为：用扳手旋动调整楔的螺杆，带动调整楔上升，架百分表监视调整楔上升数值为15mm如图4，同时用深度尺测量调整前后调整楔上端与导轴承支撑的距离D，来检验调整楔上升数值的准确性如图3。

图3　水导瓦间隙调整

图4 水导瓦间隙调整图

　　(14)调瓦结束后，安装4个测瓦温的传感器、并在＋x与＋y方向安装水导摆度探测计，用酒精、绸布等清扫上油箱，正式安装油箱盖，并调整其与大轴间隙为0.90～1.18mm，钻销钉孔并销接销钉。

　　(15)安装上油箱盖上的温度计、油位计及过速保护装置。

　　(16)导轴承油循环系统及冷却水管路回装并安装其自动化元件。

　　(17)注入合格油。次在顶盖上的主油箱注油，油位为850mm，然后启动油泵将油供入上油箱且回油管1能回油；待上油箱的油全部渗漏到下油箱，再由回油管2、3流入主油箱后，进行第二次在顶盖上的主油箱内注油，油位为850mm。若在上、下油箱均全部回油情况下，发现漏油或其他原因导致顶盖上的主油箱油位不能达到850mm，则需再次注油。

　　5 总结

　　导轴承系统是水轮发电机组的重要部分，而水导轴承系统结构复杂，安装工作量大，且安装质量对机组运行状况有很大的影响，葛洲坝集团完成安装的4#、5＃、6井机组运行时水导瓦温稳定在53℃左右，证明其安装质量良好。

　　作者简介：李军，助理工程师，葛洲坝集团三峡机电安装项目部。