某大型水电站机组水导轴承摆度偏大原因分析及处理

某大型水电站机组水导轴承摆度偏大原因分析及处理

陈寿森 陈栋 段鑫

（雅砻江流域水电开发有限公司，成都 610051）

[摘  要]某大型水电站在投产后首轮机组检修完成时进行空转试验，在100%转速下检查发现机组水导轴承摆度相比机电安装空转试验工况时摆度偏大，且水导轴承摆度呈现逐渐上升趋势。本文阐述了对机组检修后空转水导轴承摆度偏大问题的原因分析与处理方法，为同类型水电站水导轴承摆度偏大问题的处理提供了借鉴与参考。

[关键词]水电站；水导轴承；摆度

0前言

某大型水电站电站装机容量3000MW，多年平均年发电量110.0亿 kWh，主厂房内安装有6台单机额定功率500MW的水轮发电机组。机组水导轴承为稀油润滑、巴氏合金的分块瓦结构，如图1所示，由轴瓦、轴瓦支承、油槽、箱盖和附件组成，轴瓦采用楔子板支撑方式。水导轴承设有一个完整、独立的润滑冷却系统，设有3个冷却器，通过轴领泵进行循环冷却，冷却器及阀组布置在水轮机顶盖内，冷却水由技术供水系统提供。水导轴瓦安装间隙0.20-0.24mm，水导摆度一级报警值0.225mm，二级报警值0.35mm。

1问题现象

在该电站6号机组首次检修后进行空转试验时，100%转速下，水导+X向摆度200um，水导+Y向摆度203um，相比机电安装空转试验工况时摆度偏大（+X向摆度98um，水导+Y向摆度121um），且水导摆度呈现逐渐上升趋势，如图2所示。

图1检修后6号机空转试验水导轴承摆度变化趋势

2原因分析及验证

根据分析，引起水导轴承摆度变大原因可能有：机组轴线超标、水导轴瓦间隙变化及瓦温变化、水导盖密封装置细毛毡厚度偏大。

（1）机组转动部分的轴线质量的好坏,对整个机组摆度及振动有重要的影响。轴线问题主要体现在:①三导轴领是否同一直轴线;②旋转中心是否与轴线重合;③镜板与轴线是否垂直。由于机组投产第一年，轴线数据偏差不大，且空转试验时，机组上导、推导摆度数据正常，故排除机组轴线数据超标的可能。

（2）6号机检修期间，未开展水导瓦检查、调整项目，只用内窥镜检查水导轴领及油槽内部，未发现异物，套管固定螺栓无松动。对比空转时水导瓦温变化趋势，1号瓦温度最低（39.7℃），4号瓦温度最高（44.8℃），瓦温没有明显偏差，因此，水导轴瓦间隙发生变化可能性不大。

表16号机组检修前后水导瓦温数据

从表1可以看出，检修后空转期间机组运行时间较短，瓦温未稳定，相比检修前水导瓦温，水导瓦温偏低约3℃，可能减少水导瓦受热膨胀量，降低轴瓦对大轴的约束能力，造成水导摆度增大。为使水导瓦温升高，增加轴瓦对大轴的约束力，全开机组上导轴承冷却水供水阀，增加上导轴承冷却水流量，将水导轴承冷却水供水流量由46.4 m³/h减小至28.7m³/h（流量低报警值：20m³/h），持续运行约1小时，水导瓦温上升约2℃，详见表2，水导轴承摆度并无下降趋势，见图3。

图2  6号机组水导冷却水流量调整前后水导摆度变化趋势

表2  6号机组水导轴承冷却水流量调整前后瓦温、摆度变化

（3）因6号机水导油槽油雾较多，检修时将水导油箱盖密封装置细毛毡进行更换，原毛毡厚5mm，无相应备品，更换为8mm厚细毛毡。6号机停机后，用塞尺检查水导油箱盖密封装置毛毡与大轴间隙，0.05

毫米塞尺不能顺畅划过，初步分析8mm毛毡被压板压紧后，对水轮机轴有局部挤压力和摩擦力，挤压力导致水导轴承摆度变大，摩擦力导致毛毡位置大轴温度偏高（空转期间用红外测温枪测量6号机空转时水导轴承密封装置处大轴温度，约28.8℃，相比3号机组运行时该位置温度（25.8℃）高3℃）。停机后，现场将压板螺栓松开，将毛毡与大轴的间隙控制在0.3mm左右，用0.3mm塞尺可以通划，局部较紧。处理完毕后开机空转试验，水导轴承摆度有明显下降趋势，见图6，X向摆度169um，Y向摆度173um。

图3  水导轴承油箱盖毛毡

图4  毛毡首次处理后水导轴承摆度变化趋势

    综上，通过分析与验证，造成水导轴承摆度变大的原因为水导盖密封装置细毛毡厚度偏大。

3处理措施及效果

     对水导轴承油槽盖板密封装置内毛毡进行以下处理：

（1）对更换的8mm厚毛毡进行修型处理，保证毛毡内圈（靠近大轴侧）光滑过渡，半径扩大1mm，保证毛毡无错牙，无高点；

（2）对靠近水导摆度传感器位置的毛毡两颗螺栓孔进行扩孔，重叠安装两个Φ12平垫圈，压板、垫圈、压环之间刚性连接，减小毛毡受挤压晃动对摆度传感器的影响。

在处理完成后，再次进行机组空转试验，水导轴承摆度回归正常，X向摆度81 um

，Y向摆度115 um，长时间空转时水导摆度趋势如图7所示。

图5  6号机组长时间空转运行水导轴承摆度趋势

4结语

通过对某电站6号机组水导轴承摆度增大的原因探究及措施处理，表明了引起水轮发电机组导轴承运行摆度变化的原因也有可能是导轴承内细小部件的变化，为今后同类型问题的处理提供了借鉴。

[参 考 文 献]

[1] 徐刚.龙滩水电站3号机组水导摆度偏大处理新方法尝试[J].红水河,2011,30(3):59-62.

[2] 林美香.山美水电站3号机水导轴承异常振动原因分析及处理[J].水电站机电技术,2009,39(10):57-59.

[3] 路志伟,王增利,王军.安康水力发电厂4号发电机组水导摆度增大分析[J].动力与电气工程,2013,30(69):103-104.

[4]孙茂军,陈琛,李浪.大型水轮发电机组水导轴承综述[J].水电站机电技术,2020,43(5):1-3.