CN107607013A

CN107607013A - 一种水轮发电机组旋转中心垂直度测量与调整的方法

Info

Publication number: CN107607013A
Application number: CN201710653111.6A
Authority: CN
Inventors: 陈强; 李军
Original assignee: China Gezhouba Group Mechanical and Electrical Construction Co Ltd
Current assignee: China Gezhouba Group Mechanical and Electrical Construction Co Ltd
Priority date: 2017-08-02
Filing date: 2017-08-02
Publication date: 2018-01-19

Abstract

一种水轮发电机组旋转中心垂直度测量与调整的方法，将转动部件置于0°和180°两个方位，分别在0°和180°两个方位下测量轴线的偏心值；根据步骤3）0°和180°两个方位上的偏心值，提高了机组安装的精度，使机组中心、轴线和旋转中心更趋于重合，固定部件与旋转部件之间间隙在动态下均匀且相对稳定，从而实现机组安全稳定运行。

Description

一种水轮发电机组旋转中心垂直度测量与调整的方法

技术领域

本发明涉及水轮发电机安装施工领域，特别是一种水轮发电机组旋转中心垂直度测量与调整的方法。

背景技术

现有的水轮发电机组旋转中心垂直度测量方法是在水轮机主轴、发电机主轴吊装就位后，在轴内侧或外侧悬挂钢琴线，测量水轮机主轴、发电机主轴的垂直度、同心度，此方法仅能检查水轮机主轴、发电机主轴自身的垂直度或直线度，并不能检查机组运行状态下旋转中心线是否与镜板垂直。由于机组的转子、转轮及主轴等部件存在制造上的误差，为了确保机组安装精度，保证各部件圆度、同心度符合要求，只有实现机组中心与旋转中心重合、机组轴线与机组旋转中心重合，才能减小机组转动部件动不平衡而产生的机械不平衡力，有效地保证了固定部分与转动部分间隙均匀，最终使机组振动减小，确保机组安全稳定运行。

机组中心是指机组各固定部件中心的连线，机组旋转中心是一个虚拟中心，它是机组在运行状态时的回转中心。机组旋转中心垂直度是指机组转动部分在转动过程中，各转动部分旋转中心线的垂直度。从理论上讲，无论机组旋转中心线是否处于铅垂状态，它必然是垂直于镜板的一条直线。对于刚性推力轴承支撑结构，机组旋转中心垂直度可以真实地反映旋转状态下的镜板安装水平度。转子吊装后无法直接测量镜板水平，也不可能在旋转部件旋转时直接测量。因此，急需探索一种机组旋转中心垂直度测量检查的方法，来真实地反映镜板安装水平度，以利于机组安全稳定的运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水轮发电机组旋转中心垂直度测量与调整的方法，提高了机组安装的精度，使机组中心、轴线和旋转中心更趋于重合，固定部件与旋转部件之间间隙在动态下均匀且相对稳定，从而实现机组安全稳定运行。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水轮发电机组旋转中心垂直度测量与调整的方法，包括以下步骤：

1)进行转子吊装作业，并在转子吊装完成之后，进行盘车作业，对转子摆度、中心进行调整；

2)将转动部件置于0°和180°两个方位，分别在0°和180°两个方位下测量轴线的偏心值；

3)验算步骤2)中所测得的数据；

4)根据步骤3)验算完后的0°和180°两个方位上的偏心值，计算机组旋转中心的垂直度；

5)根据步骤4)所计算的垂直度，调整镜板水平度，直至旋转中心的垂直度V≤0.02mm/m。

优选的方案中，所述的步骤1)中，盘车作业通过机械或电气驱动转动部分进行旋转完成，沿测量断面圆周方向上均布设置八个测点(每45°设置一个)，并在各断面的+X和+Y方向上设置一块百分表，以+Y方向为起始点转动转子并记录百分表数据，计算分析轴线摆度、中心并进行调整。

优选的方案中，所述的机组在盘车作业进行前，需对上导瓦或下导瓦进行抱瓦，抱瓦间隙控制在0.02mm-0.03mm。

优选的方案中，所述的步骤2)包括以下步骤：

1)将转动部件+Y方位或转子一号磁极置于厂房上游，即转动部件置于0°方位上；

2)在水轮机轴、发电机轴内悬挂钢琴线，在并在水轮机轴的A断面上以及发电机轴的B断面上分别选取位于X轴、Y轴方向上的四个测点；

3)采用内径千分尺配合电测法分别测量水轮机轴上的四个测点与钢琴线、发电机轴上的四个测点与钢琴线的最小间距R+Ax₍₀₎、R-Ax₍₀₎、R+Ay₍₀₎、R-Ay₍₀₎、R+Bx₍₀₎、R-Bx₍₀₎、R+By₍₀₎、R-By₍₀₎。

4)将转动部件+Y方位或转子一号磁极置于厂房下游，即转动部件置于180°方位上；

5)重复步骤3)，测出步骤4)状态下，水轮机轴上的四个测点与钢琴线、发电机轴上的四个测点与钢琴线的最小间距R+Ax₍₁₈₀₎、R-Ax₍₁₈₀₎、R+Ay₍₁₈₀₎、R-Ay₍₁₈₀₎、R+Bx₍₁₈₀₎、R-Bx₍₁₈₀₎、R+By₍₁₈₀₎、R-By₍₁₈₀₎。

优选的方案中，所述的步骤3)中采用下列公式进行测得数据的验算：

A₍₀₎＝(R_+Ay(0)+R_-Ay(0))-(R_+Ax(0)+R_-Ax(0))

B₍₀₎＝(R_+By(0)+R_-By(0))-(R_+Bx(0)+R_-Bx(0))

A₍₁₈₀₎＝(R_+Ay(180)+R_-Ay(180))-(R_+Ax(180)+R_-Ax(180))

B₍₁₈₀₎＝(R_+By(180)+R_-By(180))-(R_+Bx(180)+R_-Bx180))

验算结果需满足：

|A₍₀₎-B₍₀₎|≤0.05mm

|A₍₁₈₀₎-B₍₁₈₀₎|≤0.05mm

优选的方案中，所述的步骤4)中的旋转中心垂直度计算方法包括以下步骤：

1)假设大轴在某两个断面上测得钢琴线至水轮机轴或发电机轴的距离为R，推力头在0°旋转至180°后的位移量为m_x，m_y；

2)水轮机轴或发电机轴在转动部件置于0°时，水轮机轴和发电机轴的A断面与B断面的偏心值为：

A断面：

B断面：

水轮机轴或发电机轴在转动部件置于180°时，水轮机轴和发电机轴的A断面与B断面的偏心值为：

A断面：

B断面：

3)计算A、B断面的旋转中心的坐标值：

A断面：

B断面：

4)计算机组旋转中心的垂直度：

e_x＝C_BX－C_AX；e_y＝C_By－C_Ay

5)计算出的旋转中心的垂直度V≤0.02mm/m，则镜板安装水平度满足要求，反之则需通过调整推力瓦受力来实现镜板安装水平度满足要求。

本发明所提供的一种水轮发电机定子机坑安装中心间接测量方法，通过采用上述方法，可以提高机组安装的精度，使机组中心、轴线和旋转中心更趋于重合，固定部件与旋转部件之间间隙在动态下均匀且相对稳定，减小机组振动，有利于机组安全稳定运行。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为发明的旋转中心垂直度的测量示意图。

图2为发明的旋转中心垂直度的计算示意图。

图中：水轮机轴1，发电机轴2，钢琴线3，内径千分尺4，旋转中心5，垂直中心6。

具体实施方式

如图中，一种水轮发电机组旋转中心垂直度测量与调整的方法，包括以下步骤：

3)验算步骤2)中所测得的数据；

4)根据步骤3)验算完后的0°和180°两个方位上的偏心值，计算机组旋转中心5的垂直度；

5)根据步骤4)所计算的垂直度，调整镜板水平度，直至旋转中心5的垂直度V≤0.02mm/m。

优选的方案中，所述的步骤2)包括以下步骤：

2)在水轮机轴1、发电机轴2内悬挂钢琴线3，在并在水轮机轴1的A断面上以及发电机轴2的B断面上分别选取位于X轴、Y轴方向上的四个测点；

3)采用内径千分尺4配合电测法分别测量水轮机轴1上的四个测点与钢琴线3、发电机轴2上的四个测点与钢琴线3的最小间距R+Ax₍₀₎、R-Ax₍₀₎、R+Ay₍₀₎、R-Ay₍₀₎、R+Bx₍₀₎、R-Bx₍₀₎、R+By₍₀₎、R-By₍₀₎。

5)重复步骤3)，测出步骤4)状态下，水轮机轴1上的四个测点与钢琴线3、发电机轴2上的四个测点与钢琴线3的最小间距R+Ax₍₁₈₀₎、R-Ax₍₁₈₀₎、R+Ay₍₁₈₀₎、R-Ay₍₁₈₀₎、R+Bx₍₁₈₀₎、R-Bx₍₁₈₀₎、R+By₍₁₈₀₎、R-By₍₁₈₀₎。

A₍₀₎＝(R_+Ay(0)+R_-Ay(0))-(R_+Ax(0)+R_-Ax(0))

B₍₀₎＝(R_+By(0)+R_-By(0))-(R_+Bx(0)+R_-Bx(0))

A₍₁₈₀₎＝(R_+Ay(180)+R_-Ay(180))-(R_+Ax(180)+R_-Ax(180))

B₍₁₈₀₎＝(R_+By(180)+R_-By(180))-(R_+Bx(180)+R_-Bx180))

验算结果需满足：

|A₍₀₎-B₍₀₎|≤0.05mm

|A₍₁₈₀₎-B₍₁₈₀₎|≤0.05mm

优选的方案中，所述的步骤4)中的旋转中心5垂直度计算方法包括以下步骤：

1)假设大轴在某两个断面上测得钢琴线3至水轮机轴1或发电机轴2的距离为R，推力头在0°旋转至180°后的位移量为m_x，m_y；

2)水轮机轴1或发电机轴2在转动部件置于0°时，水轮机轴1和发电机轴2的A断面与B断面的偏心值为：

A断面：

式中：X_A0为A断面在转动部件置于0°时的X轴方向上的偏心值；

Y_A0为A断面在转动部件置于0°时的Y轴方向上的偏心值；

B断面：

式中：X_B0为B断面在转动部件置于0°时的X轴方向上的偏心值；

Y_B0为B断面在转动部件置于0°时的Y轴方向上的偏心值；

水轮机轴1或发电机轴2在转动部件置于180°时，水轮机轴1和发电机轴2的A断面与B断面的偏心值为：

A断面：

式中：X_A180为A断面在转动部件置于180°时的X轴方向上的偏心值；

Y_A180为A断面在转动部件置于180°时的Y轴方向上的偏心值；

B断面：

式中：X_B180为B断面在转动部件置于180°时的X轴方向上的偏心值；

Y_B180为B断面在转动部件置于180°时的Y轴方向上的偏心值。

3)计算A、B断面的旋转中心5的坐标值：

A断面：

式中：C_AX为旋转中心5在A断面上的X轴坐标；

C_AY为旋转中心5在A断面上的Y轴坐标；

B断面：

式中：C_BX为旋转中心5在B断面上的X轴坐标；

C_BY为旋转中心5在B断面上的Y轴坐标；

4)计算机组旋转中心5的垂直度：

e_x＝C_BX－C_AX；e_y＝C_By－C_Ay

式中：e为旋转中心5至垂直中心6的距离，e_x和e_y为e在X轴和Y轴上的分量，L为A断面与B断面之间的间距。

5)计算出的旋转中心5的垂直度V≤0.02mm/m，则镜板安装水平度满足要求，反之则需通过调整推力瓦受力来实现镜板安装水平度满足要求。

采用上述方法，提高了机组安装的精度，使机组中心、轴线和旋转中心更趋于重合，固定部件与旋转部件之间间隙在动态下均匀且相对稳定，减小机组振动，有利于机组安全稳定运行。

Claims

1.一种水轮发电机组旋转中心垂直度测量与调整的方法，其特征是包括以下步骤：

3)验算步骤2)中所测得的数据；

4)根据步骤3)验算完后的0°和180°两个方位上的偏心值，计算机组旋转中心(5)的垂直度；

5)根据步骤4)所计算的垂直度，调整镜板水平度，直至旋转中心(5)的垂直度V≤0.02mm/m。

2.根据权利要求1所述的一种水轮发电机组旋转中心垂直度测量与调整的方法，其特征在于：所述的步骤1)中，盘车作业通过机械或电气驱动转动部分进行旋转完成，沿测量断面圆周方向上均布设置八个测点(每45°设置一个)，并在各断面的+X和+Y方向上设置一块百分表，以+Y方向为起始点转动转子并记录百分表数据，计算分析轴线摆度、中心并进行调整。

3.根据权利要求2所述的一种水轮发电机组旋转中心垂直度测量与调整的方法，其特征在于：所述的机组在盘车作业进行前，需对上导瓦或下导瓦进行抱瓦，抱瓦间隙控制在0.02mm-0.03mm。

4.根据权利要求1所述的一种水轮发电机组旋转中心垂直度测量与调整的方法，其特征在于所述的步骤2)包括以下步骤：

2)在水轮机轴(1)、发电机轴(2)内悬挂钢琴线(3)，在并在水轮机轴(1)的A断面上以及发电机轴(2)的B断面上分别选取位于X轴、Y轴方向上的四个测点；

3)采用内径千分尺(4)配合电测法分别测量水轮机轴(1)上的四个测点与钢琴线(3)、发电机轴(2)上的四个测点与钢琴线(3)的最小间距R+Ax₍₀₎、R-Ax₍₀₎、R+Ay₍₀₎、R-Ay₍₀₎、R+Bx₍₀₎、R-Bx₍₀₎、R+By₍₀₎、R-By₍₀₎。

5)重复步骤3)，测出步骤4)状态下，水轮机轴(1)上的四个测点与钢琴线(3)、发电机轴(2)上的四个测点与钢琴线(3)的最小间距R+Ax₍₁₈₀₎、R-Ax ₍₁₈₀₎、R+Ay₍₁₈₀₎、R-Ay₍₁₈₀₎、R+Bx₍₁₈₀₎、R-Bx₍₁₈₀₎、R+By₍₁₈₀₎、R-By₍₁₈₀₎。

5.根据权利要求4所述的一种水轮发电机组旋转中心垂直度测量与调整的方法，其特征在于所述的步骤3)中采用下列公式进行测得数据的验算：

A₍₀₎＝(R_+Ay(0)+R_-Ay(0))-(R_+Ax(0)+R_-Ax(0))

B₍₀₎＝(R_+By(0)+R_-By(0))-(R_+Bx(0)+R_-Bx(0))

A₍₁₈₀₎＝(R_+Ay(180)+R_-Ay(180))-(R_+Ax(180)+R_-Ax(180))

B₍₁₈₀₎＝(R_+By(180)+R_-By(180))-(R_+Bx(180)+R_-Bx180))

验算结果需满足：

|A₍₀₎-B₍₀₎|≤0.05mm

|A₍₁₈₀₎-B₍₁₈₀₎|≤0.05mm。

6.根据权利要求1所述的一种水轮发电机组旋转中心垂直度测量与调整的方法，其特征在于所述的步骤4)中的旋转中心(5)垂直度计算方法包括以下步骤：

1)假设大轴在某两个断面上测得钢琴线(3)至水轮机轴(1)或发电机轴(2)的距离为R，推力头在0°旋转至180°后的位移量为m_x，m_y；

2)水轮机轴(1)或发电机轴(2)在转动部件置于0°时，水轮机轴(1)和发电机轴(2)的A断面与B断面的偏心值为：

A断面：

B断面：

水轮机轴(1)或发电机轴(2)在转动部件置于180°时，水轮机轴(1)和发电机轴(2)的A断面与B断面的偏心值为：

A断面：

B断面：

3)计算A、B断面的旋转中心(5)的坐标值：

A断面：

B断面：

4)计算机组旋转中心(5)的垂直度：

e_x＝C_BX－C_AX；e_y＝C_By－C_Ay

V＝e/L

5)计算出的旋转中心(5)的垂直度V≤0.02mm/m，则镜板安装水平度满足要求，反之则需通过调整推力瓦受力来实现镜板安装水平度满足要求。