卧式的水轮发电机的安装

卧式的水轮发电机的安装

卧式的水轮发电机，除容量很小的以外，都是由底座、定子、转子、轴承座等组成。而且多数是采用管道式通风冷却，机坑与进、出风道相连。因尺寸较小，转速较高，发电机定子和转子往往在厂内组装，经过试验后整体运到电站工地，安装工程相对简单。一、安装的质量要求和基本程序（一）安装的基本质量要求卧式发电机都是以水轮机轴线为准进行安装的，最基本的质量要求是：1.发电机主轴法兰按水轮机法兰找正时，偏心量≤0.04mm；倾斜≤0.02mm；2.以转子为准调整定子的位置，发电机应气隙均匀一致，最大偏差不大于平均气隙的±10%，实测气隙时，应对每个磁极的两端，就转子不同的3~4个位置（如每次让转子转过90°）测量，取所有实测值的平均值为准，再计算偏差的大小；3.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1~1.5mm，以便机组运行时使转子承受与轴向水推力相反方向的磁拉力，减轻推力轴承负荷并有利于机组稳定。

（二）卧式水轮发电机的基本安装程序卧式水轮发电机的安装程序因具体结构的不同有所差异，但基本安装程序如下：1.准备标高中心架、基础板及地脚螺栓；2.安装底座；3.安装定子、轴承座；4.转子检查及轴瓦研刮；5.吊装转子；6.与水轮机连轴、轴线检查、调整；7.安装附属装置；8.机组启动试运行。

二、卧式发电机转子的吊装

卧式发电机底座、定子、轴承座的安装都以水轮机轴线为准，其安装方法与前述相同，但转子吊装与立式机组不同。由于卧式发电机转子两端用轴承座支撑，中部的磁轭、磁极悬空在定子内，且气隙不大，又不允许转子与定子摩擦，所以转子的装入和拆卸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。

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1.准备工作（1）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（a）所示，是一根

具有足够刚度的横梁，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，而连接桥吊吊钩的钢丝绳夹角尽可能小。（2）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（b）、（d）。常用若干条

形方木作支撑，但必须稳定可靠。

2.分步穿转子

转子吊入（或吊出）定子要分步进行，其过程中需要调整钢

丝绳。若法兰端的轴长不够，通常是采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的刚度。转子开始穿入定子时，为保证转子与定子的气隙，在气隙内放入非金属的导向条，用人力拉动导向条以检查转子是否与定子摩擦。

三、卧式机组轴线的检查与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。但在实际施工中，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？这些问题都必须通过轴线检查、调整来解

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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。但卧式机组有四点式、三点式和两点式三大类，轴承座个数和主轴连接方式不同，所以盘车的方法也就不同，即使是同一结构的卧式机组，也可能有不同的盘车方法。

（一）卧式水轮发电机组轴线调整的质量要求1.用千分表检查，各转动部分的全摆度应符合以下要求：（1）轴颈处双摆幅≤0.03mm；（2）推力盘端面跳动≤0.02mm；

（3）连轴法兰外圆面双摆幅≤0.1mm；

（4）发电机滑环外圆面双摆幅≤0.2mm；（5）飞轮外圆面双摆幅≤0.2mm。2.转动部分与固定部分之间的间隙符合设计要求，以卧轴混流式机组为例：（1）转轮止漏环间隙四周均匀一致，最大偏差不大于平均间隙的±20%；

（2）发电机气隙均匀一致，最大偏差不超过平均气隙的±10%。

（二）四支点机组轴线的检查、调整在四支点机组中，水轮机和发电机各有两个轴承座，两根主轴都能支撑，其盘车通常分三个阶段进行：第1阶段：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；第2阶段：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；第3阶段：连轴后整体盘车。全面检查机组轴线。

1.水轮机轴线的检查、调整

如图所示，以上下方向为±Y轴，左右方向为±X轴，正对轴线在蜗壳前、后止口的法

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兰面上划分A、B、C、D四个测点。吊入水轮机主轴但不连接转轮，用1#、2#轴

承座的下半块导轴瓦支撑，

在轴颈上固定两只千分表，使两只表沿同一条径线顶

在蜗壳的前、后止口上，

为记录方便，令后止口千分表为M表，前止口千分

表为N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90°，

在千分表正对测点时读、记千分表读数。其记录格式如下：

不同测点上千分表读数的变化，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，所测得四周半径相等，千分表读数没变化。反过来说，千分表读数发生变化就表明主轴对蜗壳止口中心是偏心的，相对点千分表读数之差，正等于该方向上轴心偏移量的两倍。即ΦMA-C=MA-MC=2eA-C由于卧式机组主轴受导轴承，A、C两个测点及算得的全摆度、净摆度反映的是Y轴方向的偏差；B、D两个测点及算得的全摆度、净摆度则反映X轴方向的偏差。这两个方面的偏差是彼此的，对不合格轴线的调整，也应分别在Y轴和X轴方向移动轴承座来纠正。

【实例一】某台四支点卧式机组，轴线长度如图标注，L0=0.4m，L1=1.2m，L2=2.5m，作水轮机盘车，记录如下表。

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实例一的盘车记录表（0.01mm）

测项点ABCD

目

后止口M千分表读数前止口N相对点后止口ΦM全摆度前止口ΦN净摆度φNM+1+8+12+13+1A——C-7+60B——D-1-6-1+2+6+3

由表中计算可知：

&n bsp; （1）以蜗壳后止口的中心为准，水轮机主轴是偏心的：

Y轴方向，φMA-C=-0.07mm，轴心偏于C点（-Y）0.035mm；

X轴方向，φMB-D=-0.01mm，轴心偏于D点（+X）0.005mm。

（2）以蜗壳轴线为准，水轮机轴线是倾斜的，在所测的0.4m轴长上，倾

斜量是：

Y轴方向：φNMA-C=0.08mm，主轴斜向A点（+Y）0.04mm；

X轴方向：φNMB-D=0.13mm，主轴斜向B点（-X）0.065mm。

为了纠正主轴轴线，需要移动1#、2#轴承座，按尺寸比例计算移动量，且移动方向

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应与偏差方向相反。移动量计算如下：1#轴承座：（1）Y轴方向

L11?Y1[?MA?C?1?NMA?C]2L0211.21?(?0.07)?(0.08)]20.420.085(mm)

应该移向C点（-Y），即降低0.085mm；（2）X轴方向

L11?X1[?MB?D?1?NMB?D]2L0211.21?(?0.01)?(0.13)]20.420.19(mm)

应该移向D点（+X）0.19mm。

2#轴承座：

（1）Y轴方向

L11?Y2[?MA?C?2?NMA?C]2L0212.51[?(?0.07)?(0.08)]20.420.215(mm)

下降0.215mm；（2）X轴方向

L211?X2[?MB?DNMB?D]2L0212.51[?(?0.01)?(0.13)]20.420.40(mm)

移向+X0.40mm。

2.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后，发电机

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轴线应与水轮机轴线对正，如果有偏差，仍可分为

法兰轴心的偏心和轴线的倾斜两个方面。由于主轴

和法兰的加工精度很高，可以认为法兰外圆是标准圆柱面，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，说明发电机主轴有偏心，同时检查两

法兰端面间隙，若四周间隙不相等则说明发电机轴

线有倾斜。常用而又准确的检查方法如图所示。

（1）用千分表测量偏心量。在水轮机轴法兰上安装千分表，让千分表顶在发电机轴法兰的外圆面上，就上下、左右（±Y、±X轴向）确定A、B、C、D四个测量位置，使水轮机轴和发电机轴同时顺转动方向旋转，在千分表对症各测量位置时，读记千分表的读数MA、MB、MC和MD相对位置上千分表读数之差就是发电机轴心在该在该方向上偏心量的两倍。即：

MA-MC=2eyMB-MD=2ex

差值为正时，偏于前一个测量位置（A或B）。

（2）用塞尺检查端面间隙测量轴线倾斜量。

在图中A、B、C、D四个位置上用塞尺测量法兰之间的端面间隙，若相对位置（如A、C）端面间隙不同，说明发电机轴线倾斜。在法兰直径d的长度上，倾斜量为端面间隙之

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差δA–δC。差值为正时，斜向后一个测量位置C。为了测量准确，在千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。轴线的倾斜程度用相对值表示的计算：

ACJYd

（mm/m）

BD（mm/m）JX?d

式中δA、δB、δC、δD——四次测量的平均间隙，mm；d——法兰外径，m；JY、JX——正号表明向后一个位置倾斜（C、D）

【实例二】某四支点机组进行发电机盘车，连轴法兰外径d=0.4m，如图示轴线长度，L3=0.5m，L4=2.4m。测量记录见下表。

由计算结果可知，法兰有跳动，说明发电机主轴有偏心；法兰端面间隙不等说明主轴有倾斜。（1）上下（Y轴）方向

eY?11(MA?MC)(0.08)?0.04(mm)22?C(0.485?0.208)JY?A0.6925(mm/m)d0.4

发电机法兰中心偏于A(+Y)0.04mm；其轴线由法兰端起向C（-Y）方向倾斜，斜度为0.6925mm/m。（2）左右（X轴）方向

eX?JX11(MB?MD)(?0.20)0.10(mm)22?D(0.12?0.43)?B?0.775(mm/m)d0.4

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发电机法兰中心偏于D(-X)0.10mm；其轴线由法兰端起向B（+X）方向倾斜，斜度为0.775mm/m。

为纠正发电机轴线，必须同时移动3#、4#轴承座，轴承座应有的位移、大小与轴线的偏差量相等，方向相反。计算如下（:1）3#轴承座ΔY3=（-eY–L3JY）=-（0.04-0.5×0.6925）=+0.31（mm）ΔX3=-(eX–L3JX)=-[-0.10-0.5×（-0.775）]=-0.29（mm）

3#轴承座应移向+Y（升高）0.31mm；同时向D方向（+X）移动0.29mm。

（2）4#轴承座ΔY4=-（eY–L4JY）=-（0.04-2.4×0.6925）=+1.62（mm）ΔX4=-（eX–L4JX）=-[-0.10-2.4×(-0.775)]=-1.76（mm）4#轴承座需移向+Y（升高）1.62mm；同时向D方向（+X）移动1.76mm。

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