长潭河电厂水轮发电机组盘车及轴线调整方案

收稿日期:2020-08-20
作者简介:李健(1977—),男,云南临沧人,高级工程师,中国安能第二工程局有限公司副总工程师E-mail :wjlijian@163.com
【工程建设管理】
长潭河电厂水轮发电机组盘车轴线调整方案
健,吴
(中国安能第二工程局,福建厦门361009)
要:水轮发电机组作为整个水电站的核心部分,其轴线的调整对投运工况和生产状态影响巨大。长潭河电站装设2台40MW
的轴流转桨式水轮发电机组,就机组转轮和转子尺寸大小而言属大型机组,其安装工艺要求高、施工安装程序复杂,尤其发电机推力轴承部分结构不同于其他常规机组,在水轮发电机现场安装和施工过程中,采用和借鉴以往的工作经验,经过多次试验、研究,圆满完成了异型推力结构机组盘车和轴线调整任务。机组投入运行后工作状况良好。关键词:水轮发电机;盘车;轴线调整;长潭河水电站中图分类号:TV734.2
文献标志码:B
doi :10.3969/j.issn.1000-1379.2020.S2.093
水轮发电机组作为整个水电站的核心部分,其轴线的调整对投运工况和生产状态影响巨大。长潭河电站装设2台40MW 的轴流转桨式水轮发电机组,根据有关规定,仅就机组转轮和转子尺寸大小而言,
属大型机组,其安装工艺要求高、施工安装程序复杂,且其发电机推力轴承部分结构不同于其他常规机组,
给机组的盘车和轴线调整带来了巨大困难。本文对该电站水轮发电机组盘车和轴线调整情况进行简单的介绍。
1水轮发电机组主要技术特性及指标
(1)水轮机的主要技术特性及指标。轴流转桨式水轮机型
号为ZZ550-LH -540,
额定水头21m ,额定流量217.5m 3
/s ,额定转速120r /min ,额定出力41.07MW ,桨叶片数3片,转轮公称直径5400mm ,
工作水头15 26m ,导叶中心安装高程86.50m ,桨叶中心安装高程84.88m ,转轮单重68t ,旋转方向为顺时针(俯视)。
(2)发电机的主要技术特性及指标。型号为SF40-50/8500,额定容量40MW ,额定电压10.5kV ,额定转速120r /min ,额定功率因数0.85(滞后),定子绕组接法为星形连接(3相),频率为50Hz ,磁极个数为50个,绝缘等级为F ,转子直径8373mm ,通风方式为密闭双路径向无风扇通风,冷却方式为一次冷却水,
灭火方式为水喷雾灭火。(3)调速系统主要设备。调速器型号为WDST -100/6.3,油压装置型号为HYZ -4.0/6.3。
2
机组盘车
2.1
盘车检查
长潭河水电站水轮发电机组采用电气点动盘车的办法进
行机组轴线检查。根据盘车要求,
在盘车前须对机组进行详细的盘车检查:检查各机架紧固螺栓是否按要求紧固完成;取出机组各轴承部位导轴瓦,
采用不小于1mm 的长塞尺检查各转动部件与固定部件之间存在足够间隙;木楔与游标卡尺配合,检查定转子之间间隙是否符合设计要求;采用机组液压顶升装
置顶起转子,
待机组推力瓦与镜板之间露出足够间隙后,分别在推力瓦和镜板表面涂抹清洁的凡士林用于润滑;连接电气盘车装置,并进行模拟联动调试,确保电气盘车装置点动操作可控,
且俯视机组成顺时针方向转动;查阅设计图纸,精确计算出各导轴承部位与推力镜板间准确距离,镜板至上导瓦距离为3.0m ,镜板至水导瓦距离为7.1m ,镜板至大轴法兰距离为3.72m ,镜板直径2.35m ;查阅《水轮发电机组安装技术规范》(GB 8546—2003),明确该型号水轮发电机组各部位振动摆度要求,
上、下轴承处相对摆度为0.03mm /m ,水导轴承处相对摆度为0.05mm /m (最大绝对摆度不超过0.35mm );最后检查盘车监测工具,
11块百分表(含磁性表座)完好,动作灵活,记号笔、
纸、对讲机、透平油、凡士林、手电筒、钢卷尺、钢板尺、游标卡尺等工器具准备到位,完成机组盘车检查。
2.2盘车准备
先依次将水轮发电机上导轴领、下导轴领、大轴法兰面、水
导轴领4个部位沿大轴圆周作八等分,并用记号笔从+Y 方向逆时针做1至8号点编号标识。然后沿圆周等分方向分别将上导3块轴瓦和下导8块轴瓦抱紧,
并在瓦面加注足够的L -TSA -46汽轮机油,用于瓦面与轴面的接触润滑;分别在以上4个部位的+Y 和+X 方向架设百分表,并将百分表归零;将监测人员分配到位,负责各监测部位的数据记录和问题处理。
2.3机组盘车及数据收集
机组盘车时,采用电气电动盘车点动记数法进行机组的轴
线检查,每到一个标记点稍作停顿,断电后再读数、记数,按顺序依次读取记录机组轴线各部位绝对摆度值,以2#
机组为例其摆度值见表1。
2.4盘车数据分析
绘制各部位摆度曲线可知,各监测部位+Y 方向摆度曲线
更优,
可单选择+Y 方向进行盘车相关数据计算,按照公式422第42卷S2人民黄河Vol .42,Sup.2
2020年12月YELLOW RIVER
Dec.,2020
I
b5-1=I
a5
-I
a1
、I
b6-2
=I
a6
-I
a2
、I
b7-3
=I
a7
-I
a3
、I
b8-4
=I
a8
-I
a4
(其中:I
b5-1
为对应点处全摆度,I a5为点5处绝对摆度,I a1为点1处绝对摆度,其他变量含义与I b5-1、I a5、I a1类似)计算出各部位全摆度值,见表2。
表12#机组摆度值mm
点位编号
水导
+Y+X
法兰面
+Y+X
下导
+Y+X
镜板跳动量
上导
+Y+X
1-0.34-0.16-0.2-0.04-0.0500.0600 20-0.0600.03000.0300 30.320.180.140.1300-0.040.020 40.530.410.220.210-0.01-0.060.02-0.01 50.570.80.240.400.03-0.050.02-0.02 60.430.770.180.3800.0400.02-0.02 7-0.020.34-0.040.16-0.010.020.030-0.01 8-0.40-0.240-0.0500.080.010表2各部位全摆度值mm
点位编号水导法兰面下导
+Y+Y+Y
镜板
跳动量
上导
+Y
5-10.910.440.05-0.110.02
6-20.430.180-0.030.02
7-3-0.34-0.18-0.010.07-0.02
8-4-0.93-0.46-0.050.14-0.01
由计算的各监测点全摆度值可知,最大的两个全摆度值为I
b5-1
和I b8-4(即问题部位),因此选取这两组数据,按公式I c5-1=
I
水导b5-1-I
下导b5-1
、I
c8-4
=I
水导b8-4
-I
下导b8-4
、I
d5-1
=I
法兰b5-1摆度
-I
下导b5-1
I
d8-4=I
法兰b8-4
-I
下导b8-4
(其中:I
c
为水导相对摆度,I水导b为水导全
摆度,I下导b为下导全摆度,I d为法兰相对摆度,I法兰b为法兰全摆,
其他变量含义与此类似)计算出这两点的相对摆度值,然后用公式δ1=I c5-1R/L1、δ2=I c8-4R/L1、σ1=I d5-1R/L2、σ2=I d8-4R/L2(其中:δ为水导计算调整量,I
c
为水导相对摆度,R为镜板半径,L1为水导至镜板轴长,σ为法兰计算调整量,I d为法兰相对摆度,L2为法兰面至镜板轴长)计算出轴线调整量。
计算结果为:δ1=0.142mm,δ2=-0.145mm,σ1=0.123
mm,σ
2
=-0.129mm。由此可知,问题点在4号点与5号点之间,稍靠4号点的地方,因δ值与σ值非常接近,
故可初步判断大轴轴线符合规范要求,只需对推力头镜板处进行调整即可。3机组轴线调整
3.1轴线调整方案分析
通常推力结构情况下,机组大轴和推力头分别与转子法兰直接相连,只需在转子与大轴法兰接触面加足够厚的紫铜垫即可,但长潭河水电站发电机组推力轴承结构与其他机组推力轴承结构有所不同,其大轴先与推力头相连接,然后再与转子法兰相连接。经现场研判,机组轴线问题的产生原因,可能是机组大轴与推力头热套时,未能确保推力头平面与大轴法兰面相平行,因此简单地在转子与大轴法兰接触面部位加紫铜垫的处理方法无法实现机组轴线方向调整。为此,根据现实情况,在机组推力部分的几个相关部位分别进行加垫盘车试验,寻可靠的轴线调整办法。
3.2轴线调整试验
根据盘车计算结果(δ≈0.15mm)和连轴结构分析,逐次进行各部位加垫盘车试验。
试验方案一:在机组推力轴承部分推力头与镜板接触面处,盘车计数4号点与5号点的对侧,亦即1号点和8号点之间稍偏8号点的位置,加装0.15mm厚的紫铜垫片,进行机组盘车试验,未发现机组轴线发生变化。
试验方案二:在机组推力轴承部分弹性油箱与推力瓦接触面处,盘车计数4号点和5号点的对侧,亦即1
号点和8号点之间稍偏8号点的位置,弹性油箱上加装0.15mm厚的紫铜垫片,进行机组盘车试验,未发现机组轴线发生变化。
试验方案三:在机组推力轴承部分推力头与转子法兰接触面处,盘车计数4号点和5号点之间稍偏4号点的位置,加装0.15mm厚的紫铜垫片,进行机组盘车试验,发现机组轴线产生有利的明显变化,但盘车数值仍未能满足规范要求。
3.3轴线调整处理
由上述盘车试验结果可知,试验方案三的处理办法可以达到调整机组轴线的目的,但按照计算结果加装0.15mm厚的紫铜垫片仍不能满足要求,为此,逐步增加紫铜垫片的厚度,反复进行盘车试验。最终,在机组推力轴承部分推力头与转子法兰接触面处盘车计数4号点和5号点之间稍偏4号点的位置,加装0.24mm厚的紫铜垫片时,机组盘车数据满足规范要求,然后依据加垫试验情况,将紫铜垫片从0.24mm到0.10mm沿推力头与转子法兰接触面圆周线按要求作逐次递减布设,再次进行盘车试验读数结果一致,完成机组轴线调整。
3.4轴线调整应用分析
根据以往机组安装施工经验可知,在水轮发电机组完成盘车试验后,可根据盘车数据计算机组轴线调
整处理部位及处理量,并通过在相关接触部位加垫或修刮绝缘垫的办法进行轴线调整处理,以期达到优化机组轴线的目的,而长潭河水电站水轮发电机组因其推力轴承部分结构与其他机组不同,简单地根据计算结果加装垫片并不能达到轴线调整的目的,还需要根据现场实际情况,在盘车计算值的基础上增加垫片的厚度,以抵消因转子重力作用在机组弹性油箱引发调整作用,而形成机组自水平达到机组轴线调整的目的。以2#机组为例,根据盘车计算值δ≈0.15mm,在盘车计数点4号点和5号点之间加装0.15mm垫片无法实现轴线调整。经过加垫试验,在盘车计数点4号点和5号点之间加装0.24mm垫片方才符合规范要求,经现场研判,其多增加的0.09mm垫片因机组转子自水平而与弹性油箱产生调整变形相抵消,最终实现机组的轴线调整。
(下转第228页)
522
费]ˑ0.82,3%增值税另计,劳务合同工程量清单只能按照暂定工程量和单价执行,便于工程结算。分部分项工程费、总价措施费、规费以业主结算价为准,甲供材料费按照组成分部分项工程费中的甲供材料费计算。
2.4财务管理方面
(1)经济效益评估。经济效益评估包括项目初评估、中评估、终评估三个阶段。
项目初评估在中标后项目开工前进行,财务部门应和工程、经营、物资等相关部门沟通对接,根据项目投标资料、合同清单等资料对项目总收入进行价税分离,结合项目分包策划、工程量清单等资料数据对项目总成本进行测算,其中分包成本及材料费要准确合理测算;根据项目合同期内资金收支计划及税务策划等资料测算资金成本及税金,最终合理预测项目经济效益[4]。
项目中评估是在项目施工阶段的动态评估,工期一年以内的按季度或者半年进行评估,工期一年以上的,按半年、年进行评估。通过评估,实时监管项目经济效益的变化及影响因素,出关键盈亏点,掌握整个项目的经济效益变化,并及时制定措施来提高项目整体的经济效益。例如积极参与物资等部门的采购询价,区分供应商是小规模纳税人还是一般纳税人,结合开票税率来选择成本最低、进项抵扣最多的供应商;对每月的间接费用预算执行情况进行分析,对于超支的费用分析原因,实时控制,合理降低间接费用;也可以实时召开经营分析会与工程、经营部门交流讨论,分析相关盈亏点及风险点,开源节流,有效增加项目经济效益。
项目终评估在项目完工结算后进行,对项目盈亏进行详细分析,总结相关经验,提高项目管理水平。
(2)税务策划。建筑业营改增后,项目税务管理工作是重要一环。项目初期财务部门应及时参与项目策划及项目评估,制定适合的税务策划,从业务前端规范税务管理行为,规避税务风险。税务策划应根据项目合同、投标报价、工程量清单、施工组织方案、人材机明细表、目标成本测算表等资料为依
据来编制,首先要根据投标报价、工程量清单中分解销项、进项税额测算出投标报价下的税负,再根据项目施工组织方案的相关策划来分解销项、进项税额测算出施工组织方案下的税负,最后在施工过程中根据实际情况来测算项目实际税负,通过三者对比来实时动态控制各经营环节税负,在保持合理税负的同时努力挖掘降低成本的潜力,确保项目效益从资金上得到保障。
(3)资金管理。资金管理是项目财务管理的重中之重。项目进点之后,财务部门应根据施工合同、工程量清单、项目成本测算表、经济效益表等资料对合同期内每个月的资金收支情况进行合理预测,特别是对于EPC等前期需要垫资的项目,合同期内到底需筹融资多少资金,计划何时归还,需承担多少资金成本,业主资金何时到位,有无资金短缺的风险等,都要合理预测。施工过程中应对每月的资金收支计划执行情况进行分析,对不合理的支出要重点分析,及时调整优化;加强与业主对接沟通,及时回笼工程款,降低项目财务风险[5]。
(4)存在的不足之处及改进计划。财务是项目运营的最后一环,整个项目的运营成果数据最后都以资金形式流出,所以财务往往起着把关守门的作用,接收业务信息相对滞后,因此财务需要业务前移,推进业财融合,通过财务来创造效益。
该工程施工过程中在推进项目业财融合方面还不够深入,剖其原因主要是工程、经营、物资等部门业务人员业务水平不高,对财务业务不清,业财融合意识欠缺。今后应加强各业务部门对业财融合的培
训学习,组织交流讨论,使财务人员懂业务、业务人员懂财务,推动整个项目的业财融合,创造更大效益。
3结语
EPC承包模式项目要精心编制策划文件,根据可行性研究报告、招投标文件、施工合同、初步设计、施工图设计等文件,高标准进行项目管理策划、安全文明施工策划、经营策划、税务策划等的编制,用策划指导工作开展。
参考文献:
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[3]邵敏,何洋.浅谈EPC总承包条件下的合同管理[J].四川水力发电,2014,26(2):68-69.
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【责任编辑张智民】
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4结语
湖南长潭河水电站水轮发电机组,仅就转子和转轮单体尺寸而言,属大型机组安装施工工艺范畴,其安装难度大,工艺要求高,而机组的盘车试验和轴线调整是安装工作的重中之重,且因机组推力部分结构又与其他类型机组有所不同,其工作难度之大更是可想而知。实践证明,在机组的盘车试验和轴线调整工作中,充分借鉴以往经验,打破常规的思维模式,通过试验研究、判断分析,寻问题的所在,是完全可以解决好现场安装问题的。长潭河水电厂水轮发电机组在投入运行后,其振动、摆度符合规程规范要求,其机组轴线的处理方案得到了业主、监理和厂家的一致认可,可供今后相似结构机组的安装借鉴参考。
【责任编辑张智民】
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