一种混流式水轮发电机组轴系调整方法及系统技术方案

一种混流式水轮发电机组轴系调整方法及系统，其方法包括：步骤一：获取反映机组轴系状态的特征参数；步骤二：生成轴系调整方案；在步骤二中，包括以下步骤：步骤1：进行盘车相关数据的测量；步骤2：按主轴相位重采样；步骤3：获取盘车过程主轴的摆度；步骤4：获取盘车过程镜板水平度；步骤5：获取机组旋转中心数据；步骤6：获取轴系调整方案。本发明专利技术的目的是为了解决现有的对混流式立式水轮发电机组连续盘车中轴线调整时，存在的自动化程度低、人工测量/计算误差大的技术问题，并为了提高机组轴线调整的工作效率和调整精度、缩短检修工期，节省人力物力，而提供的一种水轮发电机组轴系调整技术。术。术。

【技术实现步骤摘要】
一种混流式水轮发电机组轴系调整方法及系统


[0001]本专利技术涉及水电机组设施设备
，具体涉及一种混流式水轮发电机组轴系调整方法及系统。

技术介绍

[0002]混流式水电机组传统的轴系调整方法均采用等相位定点盘车，盘车过程中人工去读取和记录测量表计的数据，人工对盘车测量数据进行计算和分析。从盘车数据处理方法来看，传统等相位盘车方法主要采用数据拟合分析算法，通过盘车数据计算出主轴轴系的当前状态。操作人员通过分析主轴轴系状态的计算结果，凭人为经验初步确定一个轴系调整方案，并将此调整方案代入计算公式，试算出按此调整方案调整后主轴轴系状态的结果。若结果可接受，既按此调整方案进行轴系调整。若结果不可接受，再更换调整方案进行试算，直至结果可接受为止。一般来说，混流式水电机组传统的等相位定点盘车轴系调整方法，不仅盘车周期长、人工测量和计算工作量大，且定点盘车测点数少导致计算精度不高。除此之外，最大的弊病在于，轴系调整方案的给出完全依赖人的经验，经过多次试算才能确定一个可接受的但并非最佳的调整方案。
[0003]鉴于此，有必要开发一套适用于连续盘车方式的混流式水电机组轴系智能调整系统，能够实现自动采集数据，自动计算分析，自动给出轴系调整方案。为此需要设计一套适用于连续盘车方式的轴系调整计算方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有的对混流式立式水轮发电机组连续盘车中轴线调整时，存在的自动化程度低、人工测量/计算误差大的技术问题，并为了提高机组轴线调整的工作效率和调整精度、缩短检修工期，节省人力物力，而提供的一种水轮发电机组轴系调整方法与系统。
[0005]一种混流式水轮发电机组轴系调整方法，它包括以下步骤：
[0006]步骤1：进行盘车相关数据的测量；
[0007]步骤2：按主轴相位重采样；
[0008]步骤3：获取盘车过程主轴的摆度；
[0009]步骤4：获取盘车过程镜板水平度；
[0010]步骤5：获取机组旋转中心数据；
[0011]步骤6：获取轴系调整方案；
[0012]在步骤5中，混流式机组主要测量定转子上下层空气间隙、转轮上下止漏环间隙。
[0013]在步骤1中，在盘车开始前，使所有摆度传感器测量值校零，在盘车过程中，获取X向摆度测量值AX
α1
～AX
αn
、Y向摆度测量值AY
α1
～AY
αn
、镜板水平度测量值、转动部件与固定部件间隙测量值G
α1
～G
αn
；
[0014]在步骤2中，将盘车旋转一周所有传感器采集的数据按主轴旋转角度进行重采样，
等分点数为偶数n，重采样后第一个点为起始点，则某一个点i(i∈[0,n])所对应的角度值为：
[0015][0016]在步骤3中，盘车的方式包括定点盘车方式以及连续盘车方式；
[0017]针对定点盘车方式，采用以下步骤：
[0018]将某断面X方位测点及Y方位测点重采样后所有摆度值进行矢量分解成X向分量及Y向分量。则该断面X方位测点矢量分量X
x
、X
y
及Y方位测点矢量分量Y
x
、Y
y
为：
[0019][0020][0021][0022][0023]计算该断面旋转部件几何中心相对于旋转中心的偏移坐标X及Y分别为：
[0024]X＝(X
x
+Y
x
)/2
[0025]Y＝(X
y
+Y
y
)/2
[0026]计算出各断面旋转部件几何中心相对于旋转中心的偏移坐标分别为：
[0027]X
上导
、Y
上导
、X
下导
、Y
下导
、X
法兰
、Y
法兰
、X
水导
、Y
水导
[0028]各断面轴线中心偏差计算完成后，摆度计算时需扣除限制水平位移处的摆度值，各断面轴线的中心偏差需扣除下导处的位移；
[0029]X
′
上导
＝X
上导
－X
下导
，Y
′
上导
＝Y
上导
－Y
下导
[0030]X
′
法兰
＝X
法兰
－X
下导
，Y
′
法兰
＝Y
法兰
－Y
下导
[0031]X
′
水导
＝X
水导
－X
下导
，Y
′
水导
＝Y
水导
－Y
下导
[0032]各断面摆度及方位为：
[0033]摆度：
[0034]摆度方位角：
[0035]在步骤3中，针对连续盘车方式，采用以下步骤：
[0036]方法1：根据连续盘车过程中对侧相减进行计算得出全摆度值，由于连续盘车旋转相位连续，因此能够捕捉到旋转部件在旋转过程中真实发生的最大全摆度，计算机组αi角和αi+180
°
所对应的主轴X方向窜动位移值X
αi
及Y方向窜动值Y
αi
为：
[0037]X
αi
＝AX
(αi+180
°
)
‑
AX
αi
；αi∈[0，180
°
][0038]Y
αi
＝AY
(αi+180
°
)
‑
AY
αi
；αi∈[0，180
°
][0039]该角度αi对应的全摆度R
αi
为：
[0040][0041]各断面所有角度全摆度计算完成后，上导及水导净摆度计算时需将扣除对应角度限制水平位移处(下导)的摆度值，在上导及水导摆度中找出最大全摆度幅值及净摆度幅值，即为盘车最大双幅值，对应的角度即为最大双幅值角度。为检测上端轴与转子法兰的同心度，还需计算上导全摆度扣除转子下法兰全摆度的相对净摆度值。
[0042]方法2：算法同前述的定点盘车方式，计算等份角度按照0.5
°
一个点进行计算；
[0043]在步骤4中，在计算盘车过程镜板水平度时，将镜板水平传感器采集的倾角数据进行X向及Y向矢量分解。如镜板角度αi下，采集的倾角数据β
αi
分解为X方向向量β
αiX
及Y方向向量β
αiY
为：
[0044]β
αiX
＝β
αi
cosαi；αi∈[0,360)
[0045]β
αiY
＝β...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混流式水轮发电机组轴系调整方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤1：进行盘车相关数据的测量；步骤2：按主轴相位重采样；步骤3：获取盘车过程主轴的摆度；步骤4：获取盘车过程镜板水平度；步骤5：获取机组旋转中心数据；步骤6：获取轴系调整方案；在步骤5中，混流式机组主要测量定转子上下层空气间隙、转轮上下止漏环间隙。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1中，在盘车开始前，使所有摆度传感器测量值校零，在盘车过程中，获取X向摆度测量值AX
α1
～AX
αn
、Y向摆度测量值AY
α1
～AY
αn
、镜板水平度测量值、转动部件与固定部件间隙测量值G
α1
～G
αn
；在步骤2中，将盘车旋转一周所有传感器采集的数据按主轴旋转角度进行重采样，等分点数为偶数n，重采样后第一个点为起始点，则某一个点i(i∈[0,n])所对应的角度值为：在步骤3中，盘车的方式包括定点盘车方式以及连续盘车方式；针对定点盘车方式，采用以下步骤：将某断面X方位测点及Y方位测点重采样后所有摆度值进行矢量分解成X向分量及Y向分量，则该断面X方位测点矢量分量X
x
、X
y
及Y方位测点矢量分量Y
x
、Y
y
为：为：为：为：计算该断面旋转部件几何中心相对于旋转中心的偏移坐标X及Y分别为：X＝(X
x
+Y
x
)/2Y＝(X
y
+Y
y
)/2计算出各断面旋转部件几何中心相对于旋转中心的偏移坐标分别为：X
上导
、Y
上导
、X
下导
、Y
下导
、X
法兰
、Y
法兰
、X
水导
、Y
水导
各断面轴线中心偏差计算完成后，摆度计算时需扣除限制水平位移处的摆度值，各断面轴线的中心偏差需扣除下导处的位移；X
′
上导
＝X
上导
－X
下导
，Y
′
上导
＝Y
上导
－Y
下导
X
′
法兰
＝X
法兰
－X
下导
，Y
′
法兰
＝Y
法兰
－Y
下导
X
′
水导
＝X
水导
－X
下导
，Y
′
水导
＝Y
水导
－Y
下导
各断面摆度及方位为：
摆度：摆度方位角：3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤3中，针对连续盘车方式，采用以下步骤：根据连续盘车过程中对侧相减进行计算得出全摆度值，由于连续盘车旋转相位连续，因此能够捕捉到旋转部件在旋转过程中真实发生的最大全摆度，计算机组αi角和αi+180
°
所对应的主轴X方向窜动位移值X
αi
及Y方向窜动值Y
αi
为：X
αi
＝AX(αi+180)
‑
AXαi；αi∈[0,180]Y
αi
＝AY(αi+180)
‑
AYαi；αi∈[0,180]该角度αi对应的全摆度R
αi
为：各断面所有角度全摆度计算完成后，上导及水导净摆度计算时需将扣除对应角度限制水平位移处(下导)的摆度值，在上导及水导摆度中找出最大全摆度幅值及净摆度幅值，即为盘车最大双幅值，对应的角度即为最大双幅值角度，为检测上端轴与转子法兰的同心度，还需计算上导全摆度扣除转子下法兰全摆度的相对净摆度值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤4中，在计算盘车过程镜板水平度时，将镜板水平传感器采集的倾角数据进行X向及Y向矢量分解，在镜板角度αi下，采集的倾角数据β
αi
分解为X方向向量β
αiX
及Y方向向量β
αiY
为：β
αiX
＝β
αi
cosαi；αi∈[0,360)β
αiY
＝β
αi
sinαi；αi∈[0,360)机组旋转一周水平传感器所测量平面的倾角X方向向量β
X
及Y向量β
X
计算方法为：计算方法为：则倾角β及方位角θ计算方法如下：则倾角β及方位角θ计算方法如下：则镜板水平度方位角为θ，水平度H(mm/m)为：H＝tgβ
×
1000；(mm/m)。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤5中，盘车过程进行机组转动部分与固定部分各部位间隙值测量，计算机组旋转中心，混流式机组主要测量定转子上下层空气间隙、转轮上下止漏环间隙，盘车时需要测量0
°
及180
°
两个方位固定部件与旋转部件间隙值，进行矢量分解成X向及Y向；
0
°
时刻，旋转部件几何中心相对于固定部件偏心值X0及Y0为：为：180
°
时刻，旋转部件几何中心相对于固定部件偏心值X
180
及Y
180
为：为：则固定部件相对于旋转中心坐标和偏心距X1及Y1为：X1＝
‑
(X0+X
180
)/2Y1＝
‑
(Y0+Y
180
)/2偏心距：偏心方位：0
°
方位旋转部件几何中心相对于旋转中心坐标X2及Y2为：X2＝(X0‑
X
180
)/2Y2＝(Y0‑
Y
180
)/2偏心值：偏心方位：旋转部件的摆度坐标X3及Y3为：X3＝
‑
2*X2Y3＝
‑
2*Y2摆度值：摆度方位：6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤6中，在获取混流式机组轴系调整方案时，采用以下步骤：1)获取镜板水平调整方案；2)获取轴线调整方案；3)获取旋转中心调整方案；在步骤1)中，在获取镜板水平调整方案时；设镜板部分支撑螺栓共有N根，支撑螺栓安装位置到镜板中心距离为R，镜板的水平度为L，方位角为θ；
则在α角度下支柱螺栓的调整量A
α
计算公式为：A
α
＝
‑
R
×
L
×
cos(β
‑
α)；在步骤2)中，在获取轴线调整方案时；各断面摆度扣除推力的位移值，计算出上导测量面几何中心坐标X
上导
、Y
上导
、转子下法兰测量面几何中心坐标X
下法兰
、Y
下法兰
、水导测量面几何中心坐标X
水导
、Y

【专利技术属性】
技术研发人员：徐波，张春辉，张雅琦，李友平，徐兰兰，王建兰，许艳丽，徐铬，何佳，
申请(专利权)人：中国长江电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：