CN105649851A - 一种大型机组转轮调平工艺 - Google Patents

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Abstract

一种大型机组转轮调平工艺，建立一个以转轮、悬挂、转轮室为样本的数学模型，结合excel表格的计算功能，将转轮调平过程中的人工计算改为表格自动计算，结果直接显示到每个悬挂上螺母需要旋转的角度上，程序设定角度输出值带方向：在悬挂上螺母顺时针下旋即对应叶片高程增加时为正，逆时针上旋即对应叶片高程降低时为负。从而大大提高了转轮的调平效率。本发明一种大型机组转轮调平工艺，通过建立数学模型，用计算机计算来代替原始的人工计算，大大提高了调平过程中的效率和精度，提高检修质量与效率。

Description

一种大型机组转轮调平工艺
技术领域
本发明一种大型机组转轮调平工艺，适用于所有大型轴流转桨式水轮发电机组转轮水平的调整，具备通用性。
背景技术
某大型水电站转轮的水平度直接影响机组主轴的垂直度，进而决定主轴上端与转子间的螺栓是否能顺利联接，同时也影响推力头卡环的安装，所以转轮的安装水平度要求小于0.02mm/m。某大型电站机组是通过调整悬挂工具的M175螺母，使转轮高程与水平控制在标准范围内，而转轮总共有5个桨叶，对应5个悬挂工具，具有不对称性。现有技术中，检修人员是通过测量各个叶片对应位置的高程并结合合像水平仪测量的数据，手工计算每个悬挂的调整量，效率低、工作量大。
发明内容
为了提高转轮调平的工作效率和工作质量，本发明提供一种大型机组转轮调平工艺，通过建立数学模型，用计算机计算来代替原始的人工计算，大大提高了调平过程中的效率和精度，提高检修质量与效率。
本发明所采用的技术方案是：
一种大型机组转轮调平工艺，建立一个以转轮、悬挂、转轮室为样本的数学模型，结合EXCEL表格的计算功能，将转轮调平过程中的人工计算改为表格自动计算，结果直接显示到每个悬挂上螺母需要旋转的角度上，程序设定角度输出值带方向：在悬挂上螺母顺时针下旋即对应叶片高程增加时为正，逆时针上旋即对应叶片高程降低时为负。
一种大型机组转轮调平工艺，包括以下步骤：
步骤1：转轮悬挂安装到位，在桥机不摘钩的情况下将转轮及转轮吊具重量全部由悬挂支撑；
步骤2：参考修前转轮高程进行测点布置，测量5个高程值；合像水平仪测量缸盖上法兰面X、Y方向水平；塞尺测量转轮5个叶片与转轮室间隙并计算出平均间隙；
步骤3：将高程测量值及合像水平仪读数录入EXCEL计算表格，表格自动计算各叶片悬挂上螺母旋转方向与旋转量；
步骤4：受力转换，缓慢上起桥机，保证叶片与其下方悬挂斜垫片完全脱开；
步骤5：用手拉葫芦或机械千斤顶提起悬挂螺杆，至悬挂上螺母不再受力且悬挂上螺母与悬挂架之间留有足够的调整量，根据计算结果，准确调整5个叶片悬挂螺母，调整完毕松开手拉葫芦或机械千斤顶；整个操作过程中避免悬挂螺杆方位发生变化带来调整误差。
步骤6：缓慢下落桥机，下落过程中在5个叶片与转轮室间隙中放入斜楔，并用手锤敲打，保证5个叶片与转轮室间隙达到计算的平均间隙。
步骤7：重复步骤2～6，直至转轮高程、水平、中心满足安装要求，具体要求如下：
由于新旧转轮叶片材料及叶型不同，主轴安装后因主轴及转轮总重量带来的叶片挠度也各有差异，因此在确定新转轮安装高程时应充分考虑旧转轮修前高程及新旧叶片挠度差值，保证主轴安装后标高与修前标高吻合，以实现推力头镜板、转子等部件的顺利安装；新转轮水平度直接影响主轴垂直度，进而决定主轴上端与转子间的螺栓是否能顺利联接，同时也影响推力头卡环的安装，所以转轮的安装水平度要求小于0.02mm/m；转轮中心决定主轴安装中心，若主轴中心偏差较大，将直接导致检修密封座、水导瓦托环甚至转子不能顺利安装，因此要求转轮中心偏差≤2.5mm。
本发明一种大型机组转轮调平工艺，技术效果如下：
(1)、以计算机代替人工计算，提高了计算结果的准确度，缩短了计算时间。
(2)、建立了数学模型，收集数据快捷、方便，大大调高了检修效率。
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为本发明的数学模型元原理图。
图2为本发明的转轮桨叶悬挂螺栓方位角示意图。
图3为本发明的转轮悬挂工具图。
图3中：1-悬挂架，2-吊杆，3-销套，4-第一螺栓，5-螺母，6-凸球垫圈，7-凹球垫圈，8-第二螺栓，9-扁螺母，10-斜垫块，11-转轮室上环，12-转轮室中环。
具体实施方式
一种大型机组转轮调平工艺，建立一个以转轮、悬挂、转轮室等为样本的数学模型，结合excel表格的计算功能，将转轮调平过程中的人工计算改为表格自动计算，结果直接显示到每个悬挂上螺母需要旋转的角度上，程序设定角度输出值带方向：在悬挂上螺母顺时针下旋即对应叶片高程增加时为正，逆时针上旋即对应叶片高程降低时为负，从而大大提高了转轮的调平效率。
数学模型原理：
如图1所示，XOY平面内有任意线段OA，长度为d。OA与X方向夹角为θ，过A点作Y轴的垂线，垂足为D。若△OAD绕X轴旋转角度α得到△OBG。
则：OA＝OB＝d；OD＝OG＝dsinθ。
对△ODG，过G作OD垂线，垂足为E，
则EG＝OG﹒sinα；
即：△Z′＝ZG-ZE＝EG＝dsinθ﹒sinα，
因为α→0时，sinα＝tanα，
所以△Z′＝ZG-ZE＝ED＝dsinθ﹒tanα，
同理，若△OBG绕轴OG旋转角度β得到△OGC，
则，△Z″＝ZC-ZF＝CF﹒cosα＝dcosθ﹒sinβ﹒cosα，
因为α→0、β→0时，cosα＝1，sinβ＝tanβ，
所以△Z″＝ZC-ZF＝dcosθ﹒tanβ，
于是△Z＝ZC－ZO＝△Z′+△Z″＝d(sinθ﹒tanα+cosθ﹒tanβ)
＝d(My﹒sinθ+Mx﹒cosθ)。
式中，Mx、My分别为转轮+X、+Y方向上的水平度。
图2为某大型电站增容改造机组转轮桨叶悬挂螺栓方位角示意图，悬挂点与X方向夹角为θn(n＝1，2，3，4，5)。转轮吊装前，悬挂工具的5根M175螺杆在保证悬挂上螺母上端足够调整长度的前提下，已控制上下悬挂螺母之间的距离大致相等，起初步调整5块叶片高程的作用。因此转轮吊装后X、Y方向的水平度偏差较小，满足模型中α→0、β→0的假定。
故：上述数学模型所做的假定与近似处理和某大型水电站增容改造机组转轮安装调平现场实际情况吻合，模型可用。
一种大型机组转轮调平工艺，包括以下步骤：
步骤1：转轮悬挂安装到位，在桥机不摘钩的情况下将转轮及转轮吊具重量全部由悬挂支撑。
步骤2：参考修前转轮高程进行测点布置，测量5个高程值；合像水平仪测量缸盖上法兰面X、Y方向水平；塞尺测量转轮5个叶片与转轮室间隙并计算出平均间隙。
步骤3：将高程测量值及合像水平仪读数录入EXCEL计算表格，表格自动计算各叶片悬挂上螺母旋转方向与旋转量。
步骤4：受力转换，缓慢上起桥机，保证叶片与其下方悬挂斜垫片完全脱开。
步骤5：用手拉葫芦或机械千斤顶提起悬挂螺杆，至悬挂上螺母不再受力且悬挂上螺母与悬挂架之间留有足够的调整量，根据计算结果，准确调整5个叶片悬挂螺母，调整完毕松开手拉葫芦或机械千斤顶；整个操作过程中避免悬挂螺杆方位发生变化带来调整误差。
步骤6：缓慢下落桥机，下落过程中在5个叶片与转轮室间隙中放入斜楔，并用手锤敲打，保证5个叶片与转轮室间隙达到计算的平均间隙。
步骤7：重复步骤2～6，直至转轮高程、水平、中心满足安装要求，具体要求如下：
由于新旧转轮叶片材料及叶型不同，主轴安装后因主轴及转轮总重量带来的叶片挠度也各有差异，因此在确定新转轮安装高程时应充分考虑旧转轮修前高程及新旧叶片挠度差值，保证主轴安装后标高与修前标高吻合，以实现推力头镜板、转子等部件的顺利安装；新转轮水平度直接影响主轴垂直度，进而决定主轴上端与转子间的螺栓是否能顺利联接，同时也影响推力头卡环的安装，所以转轮的安装水平度要求小于0.02mm/m；转轮中心决定主轴安装中心，若主轴中心偏差较大，将直接导致检修密封座、水导瓦托环甚至转子不能顺利安装，因此要求转轮中心偏差≤2.5mm。
如图3所示，悬挂工具在工地装配后，在转轮室内要加250吨进行试吊；悬挂转轮时应该使荷重平均分配在全部悬挂工具上，并避免冲击负荷；在转轮未悬挂前，在转轮室上环上将悬挂工具固定好，安装时将悬挂架与转轮室上环贴上靠紧，并务使销套与悬挂架严密贴紧，不允许有间隙，最后再将第一螺栓把紧后把第二螺栓顶紧，然后将螺母锁牢。
某大型电站机组，使用本发明一种大型机组转轮调平工艺，数学模型及计算方法准确可靠。结合EXCEL表格功能，使得该方法在转轮回装叶片悬挂上螺母调整时，更具有针对性，避免了盲目作业，提高了检修效率，缩短了检修工期，为机组后续工作的顺利开展奠定了基础，为机组的长期稳定安全运行提供了保障。

Claims (3)

1.一种大型机组转轮调平工艺，其特征在于，建立一个以转轮、悬挂、转轮室为样本的数学模型，结合EXCEL表格的计算功能，将转轮调平过程中的人工计算改为表格自动计算，结果直接显示到每个悬挂上螺母需要旋转的角度上，程序设定角度输出值带有方向：在悬挂上螺母顺时针下旋即对应叶片高程增加时为正，逆时针上旋即对应叶片高程降低时为负。
2.一种大型机组转轮调平工艺，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：转轮悬挂安装到位，在桥机不摘钩的情况下将转轮及转轮吊具重量全部由转轮悬挂支撑；
步骤2：参考修前转轮高程进行测点布置，测量5个高程值；合像水平仪测量缸盖上法兰面X、Y方向水平；塞尺测量转轮5个叶片与转轮室间隙并计算出平均间隙；
步骤3：将高程测量值及合像水平仪读数录入EXCEL计算表格，表格自动计算各叶片悬挂上螺母旋转方向与旋转量；
步骤4：受力转换，缓慢上起桥机，保证叶片与其下方悬挂斜垫片完全脱开；
步骤5：用手拉葫芦或机械千斤顶提起悬挂螺杆，至悬挂上螺母不再受力且悬挂上螺母与悬挂架之间留有足够的调整量，根据计算结果，准确调整5个叶片悬挂螺母，调整完毕松开手拉葫芦或机械千斤顶；
整个操作过程中避免悬挂螺杆方位发生变化带来调整误差；
步骤6：缓慢下落桥机，下落过程中在5个叶片与转轮室间隙中放入斜楔，并用手锤敲打，保证5个叶片与转轮室间隙达到计算的平均间隙；
步骤7：重复步骤2~6，直至转轮高程、水平、中心满足安装要求。
3.如权利要求1或2所述一种大型机组转轮调平工艺，用于大型轴流转桨式水轮发电机组转轮水平的调整。
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