埃塞俄比亞吉布3項目部QC小組成果報告 - 含申請表(201656修改)

1、QC小組成果報告埃塞吉布3水電站2#機組動平衡QC小組成果報告中國水電八局有限公司機電公司埃塞俄比亞吉布3水電站2#機組動平衡QC小組2016年4月QC小組成果報告埃塞俄比亞吉布3水電站2#機組動平衡批準：何澤明審核：徐 磊編寫：張 劍 QC小組名稱：埃塞俄比亞吉布3水電站2#機組動平衡QC小組中國水電八局有限公司機電公司埃塞俄比亞吉布3項目部2016年4月目 錄一、工程概況 04二、QC小組概況 04三、選題理由 05四、質(zhì)量控制方案 06五、施工過程中發(fā)現(xiàn)的問題 17六、解決方案實施 18七、QC小組質(zhì)量控制成果檢測 18一、工程概況 埃塞俄比亞吉布3（GIBE III）水電站，位于埃塞俄

2、比亞國家西南部，OMO河上，距埃塞俄比亞首都亞的斯亞貝巴約300km。該項目由東方電氣集團國際合作有限公司與埃塞俄比亞電力公司（ETHIOPIAN ELECTRIC POWER CORPORATION）簽訂的機電總承包合同。我司與東方電氣集團國際合作有限公司簽訂了施工總承包合同，負責(zé)所有機電設(shè)備與金屬結(jié)構(gòu)的安裝。埃塞俄比亞吉布3電站共10臺單機容量187MW水輪發(fā)電機組，總裝機容量1870MW。額定水頭193.5m，額定轉(zhuǎn)速250r/min，機組轉(zhuǎn)動部分主要包括推力頭（6.5T）、鏡板（2.2T）、上端軸（22T）、轉(zhuǎn)子（342T）、主軸（34T）、轉(zhuǎn)輪（29T）。整體轉(zhuǎn)動部分總重量近440T

3、。由于運輸條件限制轉(zhuǎn)子分零部件到貨，主要包括轉(zhuǎn)子中心體（立筋已裝配）、磁軛沖片、12對磁極，轉(zhuǎn)子裝配在現(xiàn)場進行磁軛沖片疊裝與磁極掛裝。二、QC小組概況1、小組簡介小組名稱埃塞俄比亞吉布3水電站2#機組動平衡QC小組課題名稱2#機組動平衡質(zhì)量控制本次活動起止時間2014.11.6-2015.9.9課題類型現(xiàn)場型小組成員8人活動次數(shù)7 次人員參加率100%序號姓名年齡性別職務(wù)文化程度組內(nèi)職務(wù)參加TQC教育時間（h）1徐磊34男總工程師本科組長72h2張劍27男機械工段副段長本科組員72h3嚴文29男機械工段主管工程師本科組員72h4楊孟澤28男發(fā)電機責(zé)任工程師本科組員72h 5儲召奎27男水輪機責(zé)

4、任工程師本科組員72h6程琳26男發(fā)電機技術(shù)干部本科組員72h7顏磊石44男發(fā)電機安裝工技師組員72h8張小軍42男水輪機安裝工技師組員72h2、小組活動情況活動時間活動內(nèi)容活動地點參加人數(shù)活動效果2014.11.5 轉(zhuǎn)輪吊裝方案研討會議室6優(yōu)2015.11.10轉(zhuǎn)子裝配方案研討會議室6優(yōu)2015.2.27轉(zhuǎn)子吊裝方案與組織機構(gòu)安排會議室6優(yōu)2015.3.15推力頭熱套方案會議室6優(yōu)2015.3.27機組電氣盤車方案與人員分工會議室6優(yōu)2015.4.18最終盤車數(shù)據(jù)分析確定抱瓦數(shù)據(jù)施工現(xiàn)場6優(yōu)2015.9.8機組啟動人員組織機構(gòu)安排會議室6優(yōu)三、選題理由機組投入運行后的振動與擺度的情況，除了依

5、靠設(shè)備加工工藝的保證，同時裝配過程的質(zhì)量控制也尤為重要。俗話說“機組質(zhì)量，三分制造，七分安裝”，QC小組在設(shè)備裝配的每一個環(huán)節(jié)進行細致的質(zhì)量控制，盡量減少轉(zhuǎn)動部分的不平衡因素。1、目標 ： 盡量減少動平衡試驗時的配重量，甚至不需要進行配重。進而減少后續(xù)動平衡試驗的調(diào)試步驟，節(jié)約工期。2、可行性論證（1）主軸、上端軸、推力頭、轉(zhuǎn)輪為廠內(nèi)整體加工，采用數(shù)控機床，工藝得到可靠的保證（2）軸系之間的法蘭面配合在廠內(nèi)已預(yù)裝過，并配鉆了銷釘孔，同軸度與直線度較好。（3）考慮到設(shè)備從國內(nèi)陸運至港口、再經(jīng)海運至非洲，運輸距離與周期較長，可能會引起設(shè)備變形，而造成尺寸超標。所以在到貨時要按照圖紙嚴格符合工件主要

6、尺寸。及時發(fā)現(xiàn)不符合設(shè)計要求的情況，并匯報給合同甲方與設(shè)備廠家。（4）轉(zhuǎn)子鐵片在現(xiàn)場疊裝，由于每個磁軛沖片質(zhì)量不可能一樣，如果分布不均勻會影響整個轉(zhuǎn)動部分的不平衡量。所以對到貨的5000余張磁軛沖片按0.2kg級進行稱重分類，統(tǒng)一重量級別磁軛沖片在統(tǒng)一層均布。疊裝先從重量級別較大磁軛沖片開始。（5）磁軛沖片疊裝后圓度與同心度標準范圍內(nèi)會存在一定偏差，為減少因此產(chǎn)生的重量不均勻的影響，在磁極掛裝時，根據(jù)數(shù)據(jù)來布置不同重量的磁極，從而進行相應(yīng)的補償。同時要考慮磁極引出線位置與重量。（6）項目部QC小組工作態(tài)度積極認真，創(chuàng)新進取，而且QC小組主要領(lǐng)導(dǎo)具有豐富的施工經(jīng)驗，是實現(xiàn)目標的有力保證。四、質(zhì)量

7、控制方案為了確保2#機組施工質(zhì)量的有效控制，達到減少配重量，甚至不需要配重的目的，經(jīng)QC活動小組成員研究，制定了如下方案：1 轉(zhuǎn)輪與主軸組裝（1） 轉(zhuǎn)輪與主軸到貨后，檢查外觀是否有損傷，清掃干凈。用廠家提供的專用弧形樣板檢查各曲面。（2） 將轉(zhuǎn)輪放置支墩上并調(diào)整水平。（3） 主軸清掃完成后翻身，并與轉(zhuǎn)輪把合成整體。按設(shè)計要求檢查轉(zhuǎn)輪與主軸把合后的同心度。（4 ）用專用吊裝工具將把合后的主軸與轉(zhuǎn)輪吊入機坑2 轉(zhuǎn)子裝配（1） 將到貨的轉(zhuǎn)子磁軛沖片開箱清掃，按0.2kg級將所有磁軛沖片進行稱重分類。鐵片表面不能有高點、銹蝕、毛刺等缺陷。（2） 將清理分類好的磁軛沖片轉(zhuǎn)運至安裝間，不同重量鐵片應(yīng)有明顯

8、標記。避免疊裝過程中，將不同重量的磁軛沖片混淆。（3） 檢查并清掃轉(zhuǎn)子中心體，表面無損傷、無變形。毛刺與銹蝕應(yīng)清理干凈。將中心體放置在中心支墩上，按圖紙要求調(diào)整中心體與下磁軛壓板的水平。（4） 開始疊裝鐵片，重量級較大的磁軛沖片應(yīng)先行疊裝。磁軛沖片超過500mm高度時應(yīng)穿入永久螺桿進行定位。（5） 磁軛沖片疊裝完成，測量轉(zhuǎn)子磁軛圓度、垂直度，并計算同心度。（6 ）清掃磁極，找到磁極上的重量標記與編號，并作記錄。根據(jù)圓度的偏差情況與轉(zhuǎn)子引線實際位置，確定磁極分布。制作磁極掛裝位置與順序表格。磁極掛裝時，應(yīng)該按對稱位置依次掛裝。（7） 磁極掛裝完成后按設(shè)計圖紙要求檢查轉(zhuǎn)子整體圓度、垂直度。如果圓度

9、超差，則將超差位置的磁極拔出，打磨與磁極接觸的磁軛表面，直至磁極圓度、垂直度符合要求。（8） 將定子清理干凈，調(diào)整好風(fēng)閘高程，將補氣管安裝就位。（9 ）安裝轉(zhuǎn)子吊裝軸，利用專用平衡梁吊裝轉(zhuǎn)子。（10）轉(zhuǎn)子落入定子之前，在定子與轉(zhuǎn)子之間插入長木板進行隔擋，避免轉(zhuǎn)子吊裝過程中碰撞而損傷設(shè)備。3.盤車軸線調(diào)整（1） 將上端軸清掃干凈，并檢查尺寸符合圖紙設(shè)計要求。在安裝間翻身后吊裝就位。（2） 回裝上機架（在吊入轉(zhuǎn)子前上機架應(yīng)預(yù)裝完成），并安裝圖紙將推力軸承與鏡板安裝就位。（3） 用鏈條葫蘆將推力頭調(diào)整水平，測量內(nèi)徑初始值并做記錄。布置加溫板，并用保溫被將推力頭整體覆蓋。（4 ）開始加熱推力頭，間隔半

10、個小時測量一次內(nèi)徑，等脹量達到設(shè)計要求時開始熱套推力頭，并及時將卡環(huán)安裝到位。（5 ）推力頭熱套完成，自然冷卻至環(huán)境溫度后，將鏡板與推力頭把合成整體。（6） 布置電氣盤車裝置（3個定子柜，1個轉(zhuǎn)子柜，1個控制臺），連接電纜。在鏡板與推力瓦面之間均勻涂抹潤滑油。（7）調(diào)整推力軸承受力與鏡板水平符合廠家設(shè)計要求。（8） 根據(jù)盤車數(shù)據(jù)計算擺度、直線度、軸系同心度是否符合要求。（9） 盤車數(shù)據(jù)符合要求后，根據(jù)轉(zhuǎn)輪與下止漏環(huán)的間隙、轉(zhuǎn)子與定子的空氣間隙確定轉(zhuǎn)動部分的最佳中心。再復(fù)查一次盤車數(shù)據(jù)，全部符合設(shè)計要求后，根據(jù)數(shù)據(jù)確定各部軸承抱瓦間隙。 表1 2#機組盤車數(shù)據(jù)部位（0.01mm）12345678

11、集電環(huán)（上）+Y075152528159+X-15-20-20-10-11-70-10集電環(huán)（下）+Y01-14111295+X-7-7-12-9-400-5上導(dǎo)擺度+Y0-1-5-301-3-2+X20-3-20000下導(dǎo)擺度+Y00-5-2-13-20+X14-7-2-3102鏡板跳動+Y0210.521.50.50+X-4-3-3-2-1.5-10-4轉(zhuǎn)換跳動+Y02211323+X-100-1-1101主軸法蘭擺度+Y00-18-9-54-5-2+X11-14-9-12102水導(dǎo)擺度+Y0-1-14-9-70-6-1+X41-9-7-9-104補氣閥擺度+Y06485980+X-7-1

12、-5-2-230-4表2 轉(zhuǎn)子在0°空氣間隙值磁極編號上部（mm）下部（mm）平均間隙讀數(shù)間隙值讀數(shù)間隙值17035.5 7235.4 35.45 26835.6 6235.9 35.75 37935.1 6535.8 35.40 46835.6 6935.6 35.58 57435.3 7935.1 35.18 67535.3 9234.4 34.83 78334.9 9634.2 34.53 88934.6 9334.4 34.45 98534.8 7935.1 34.90 108634.7 7635.2 34.95 118234.9 7335.4 35.13 127835.1

13、7335.4 35.23 136935.6 6735.7 35.60 146935.6 6535.8 35.65 157135.5 7535.3 35.35 167235.4 8534.8 35.08 177935.1 8734.7 34.85 188534.8 9534.3 34.50 198334.9 8534.8 34.80 208934.6 8035.0 34.78 218234.9 6535.8 35.33 227335.4 6735.7 35.50 238135.0 6935.6 35.25 247735.2 6036.0 35.58 表3 轉(zhuǎn)子在180°空氣間隙值磁極編

14、號上部（mm）下部（mm）平均間隙讀數(shù)間隙值讀數(shù)間隙值16935.6 7935.1 35.30 26235.9 7935.1 35.48 36635.7 7435.3 35.50 46435.8 7535.3 35.53 56835.6 7135.5 35.53 67435.3 9134.5 34.88 78534.8 8534.8 34.75 88035.0 7935.1 35.03 98634.7 7935.1 34.88 107435.3 7935.1 35.18 116735.7 9034.5 35.08 127035.5 8734.7 35.08 137535.3 7035.5 35

15、.38 146935.6 6835.6 35.58 157335.4 6435.8 35.58 166435.8 7535.3 35.53 177035.5 8234.9 35.20 187935.1 9534.3 34.65 198534.8 9934.1 34.40 208434.8 7335.4 35.08 218634.7 8234.9 34.80 228234.9 7535.3 35.08 237835.1 8434.8 34.95 248334.9 7635.2 35.03 表4 各部軸承瓦間隙值上導(dǎo)（0.01mm）下導(dǎo)（0.01mm）水導(dǎo)（0.01mm）編號瓦隙編號瓦隙編號瓦隙1

16、20 124 121220223 219320 323 322420423 426520 524 530620625 631720 726 729820827 825920 927 10201027 1120 1126 12201225 五、施工過程中發(fā)現(xiàn)的問題1. 設(shè)備到貨時由于運輸或包裝不當造成加工面損壞（如圖轉(zhuǎn)輪上冠止漏環(huán)）2. 電氣盤車在運行中產(chǎn)生較大磁拉力，盤車過程中轉(zhuǎn)動中心無法固定，會發(fā)生偏移。3. 空氣間隙狹小，無法用測量工具直接測量六、解決方案實施1. 將設(shè)備損壞情況及時匯報給合同甲方與廠家代表，根據(jù)廠家提供的修復(fù)方案，通過補焊、修磨等方法將設(shè)備修復(fù)。并用專用樣板檢查修復(fù)后的設(shè)

17、備，直至滿足設(shè)計要求。2. 分別用4塊軸瓦將上導(dǎo)軸承與水導(dǎo)軸承抱死（不留間隙），將水導(dǎo)的擺度通過軸線端跳，反應(yīng)到鏡板位置。在鏡板X、Y軸位置的軸向架設(shè)百分表記錄跳動值，然后根據(jù)相似三角形法計算各部軸承的二次擺度值，與各部軸承百分表記錄的一次擺度值相疊加，來得到最終各部軸承的擺度值。3. 制作一對斜率為1:20的楔子板，通過楔子板的插入深度來換算空氣間隙值。7、 QC小組控制質(zhì)量成果檢測2015年9月9日 埃塞吉布3水電站2#機組正式啟動，東方電機有限公司對2#機組進行了振動與擺度測試并對發(fā)電機動進行平衡試驗。1測試系統(tǒng)1）測試儀器為美國ZONIC公司Zonicbook618振動測試分析系統(tǒng)；2

18、）本特利低頻傳感器用于振動值測量；3）本特利電渦流傳感器用于擺度值測量。2測點布置表5 擺度測點布置及傳感器選用上導(dǎo)擺度+X本特利電渦流傳感器+Y本特利電渦流傳感器下導(dǎo)擺度+X本特利電渦流傳感器+Y本特利電渦流傳感器水導(dǎo)擺度+X本特利電渦流傳感器+Y本特利電渦流傳感器表6 振動測點布置及傳感器選用位置測點布置傳感器選用頂蓋振動+X本特利低頻傳感器（水平）Z本特利低頻傳感器（垂直）上機架+X本特利低頻傳感器（水平）Z本特利低頻傳感器（垂直）下機架+X本特利低頻傳感器（水平）Z本特利低頻傳感器（垂直）3.測試數(shù)據(jù)（1）過速前數(shù)據(jù)(上游水位825m,下游水位676.74m） 表7 過速前額定空轉(zhuǎn)各測

19、點振動擺渡 單位：m測點位置Overall1xAmp2xAmp15xAmp24xAmp23xAmpLOwHYDRO上導(dǎo)X84.10 38.20 40.53 1.53 0.67 0.11 5.39 上導(dǎo)Y80.23 35.31 37.36 1.71 0.68 0.30 4.29 下導(dǎo)X65.12 32.50 8.86 0.25 0.84 0.26 6.00 下導(dǎo)Y63.02 29.52 11.74 0.24 0.78 0.26 4.86 水導(dǎo)X51.99 18.76 7.65 0.59 0.25 0.37 6.87 水導(dǎo)Y47.97 16.73 7.79 0.65 0.30 0.38 7.24

20、上機架水平14.93 13.50 3.41 0.11 0.02 0.03 3.34 上機架垂直22.65 9.27 1.55 0.64 0.09 0.12 23.85 下機架水平4.11 1.56 0.74 0.10 0.05 0.05 4.52 下機架垂直8.76 1.06 0.36 0.09 0.13 0.15 12.48 頂蓋水平97.02 7.58 1.50 0.20 0.19 0.17 139.30 頂蓋垂直121.00 7.94 1.57 0.25 0.23 0.27 188.20 表8 過速前額定空轉(zhuǎn)振動烈度 單位：mm/s上機架水平上機架垂直下機架水平下機架垂直頂蓋水平頂蓋垂直

21、配重前空轉(zhuǎn)0.210.440.250.340.971.18（2）過速后振動擺渡測試數(shù)據(jù)(上游水位827.5m,下游水位676.74m） 表9 過速后額定空轉(zhuǎn)各測點振動擺渡 單位：m測點位置Overall1xAmp2xAmp15xAmp24xAmp23xAmpLOwHYDRO上導(dǎo)X94.77 44.44 42.17 1.56 0.79 0.14 7.37 上導(dǎo)Y90.71 39.42 39.68 1.77 0.72 0.30 6.08 下導(dǎo)X56.70 22.57 8.96 0.31 0.96 0.28 7.21 下導(dǎo)Y54.29 16.52 10.67 0.33 0.93 0.31 6.40

22、水導(dǎo)X50.82 22.10 7.05 0.56 0.29 0.39 5.03 水導(dǎo)Y46.55 18.21 7.91 0.57 0.42 0.45 4.99 上機架水平13.21 11.65 3.45 0.11 0.03 0.03 2.75 上機架垂直24.11 9.41 3.95 0.59 0.13 0.13 25.32 下機架水平19.20 2.13 0.69 0.09 0.08 0.11 27.09 下機架垂直8.04 0.85 0.39 0.09 0.17 0.19 11.38 頂蓋水平108.90 7.34 1.82 0.17 0.20 0.22 156.90 頂蓋垂直135.60

23、 7.35 1.63 0.20 0.26 0.31 199.30 表10 過速后額定空轉(zhuǎn)振動烈度列表 單位：mm/s上機架水平上機架垂直下機架水平下機架垂直頂蓋水平頂蓋垂直配重前空轉(zhuǎn)0.25 0.430.220.330.921.16（3 ）過速后100%Ue工況(上游水位827.5m,下游水位767.74m） 表11 100%Ue工況各測點振動擺渡 單位：m測點位置Overall1xAmp2xAmp15xAmp24xAmp23xAmpLOwHYDRO上導(dǎo)X97.98 39.98 43.67 1.52 0.73 0.15 9.37 上導(dǎo)Y92.42 37.59 43.01 1.71 0.89 0

24、.32 6.46 下導(dǎo)X64.93 26.52 10.20 0.34 1.01 0.26 6.28 下導(dǎo)Y56.72 17.39 13.74 0.28 0.80 0.26 5.75 水導(dǎo)X56.77 23.28 8.29 0.50 0.27 0.37 5.53 水導(dǎo)Y51.17 20.39 10.55 0.69 0.38 0.43 5.63 上機架水平12.86 11.11 3.97 0.09 0.06 0.03 3.06 上機架垂直28.05 8.51 4.03 0.49 0.13 0.12 30.49 下機架水平20.08 2.42 0.78 0.06 0.20 0.13 27.09 下機

25、架垂直12.28 0.85 0.52 0.09 0.31 0.21 17.36 頂蓋水平167.90 6.89 2.07 0.25 0.27 0.18 259.50 頂蓋垂直77.17 4.27 1.23 0.29 0.36 0.25 115.60 表12 100%Ue工況振動烈度列表 單位：mm/s上機架水平上機架垂直下機架水平下機架垂直頂蓋水平頂蓋垂直配重前空轉(zhuǎn)0.230.410.230.320.911.13 （4） 動平衡根據(jù)表7-表12可知，該機組機械平衡狀態(tài)良好，電磁力平衡狀態(tài)良好，各測點振動、擺渡滿足ISO1919.5和ISO10816.5區(qū)域A，不需要進行動平衡配重。 4.數(shù)據(jù)分析1）從表7、表9和表11可以看出，過速后上導(dǎo)擺度略微增加，上導(dǎo)以轉(zhuǎn)頻為主，但存在較大的2倍頻振動振動分量，但總體上導(dǎo)擺度通頻值不大。2）從表7-表12可知，頂蓋振動主頻為0.2fn-0.35fn的低頻水力振動，結(jié)合機組動平衡試驗時水頭只有151.3m，距離額定水頭（193.5m）較遠，分析可知，機組在空轉(zhuǎn)和空載條件下，水輪機導(dǎo)葉開度小，水輪機流道流態(tài)較差導(dǎo)致該0.2fn-0.35fn的低頻水力振動，在機組帶負荷運行時，低頻水力激勵力消失，頂蓋振動會大幅減小。5.結(jié)論通過機組過速前、后數(shù)據(jù)對比，該機組振動擺度滿足ISO 79