水轮发电机组上导摆度超标测试分析处理

摘要： 通过对机组摆度超标原因的查找，确定了导瓦轴承瓦位与其间隙存在必然联系，且该因素直接影响机组修后摆度的稳定性，对此进行有效实施并得到了验证,解决了多年机组摆度无故超标的问题，并对同类型设备的设计和检修提出了指导性意见。

关 键 词： 发电机组；摆度；瓦位；间隙；轴承

1引言

大轴摆度作为水力发电机组运行监控的重要指标之一，其可直接反应相应工况下发电机组的运转稳定性，虽然各工况下水头、有功、无功不尽相同，但大轴摆度应在一定的范围内波动，若超标严重则无法保证水力发电机组的安全性和稳定性，应予以进行处理。

2发电机组存在问题及缺陷

大唐石泉水力发电厂，自70年代建厂以来，历年大修过程中，均发现在紧固部件无松动的前提下，上导瓦间隙无故变大。5台发电机组中，2号机组情况尤为严重，自1996年大修后其上导轴承处摆度在各机组同工况下最大，期间多次汇同专家查找原因、处理缺陷均收效甚微。至2008年6月26日，2号机组上导摆度突然增大至0.60mm，设计双边瓦间隙和为0.35mm~0.45mm。。

3发电机上导摆度超标状况

对缺陷机组在各工况下运行状态监视，机组有功在36MW至空载区间上导处摆度偏大，－Y方向摆度始终在0.60mm左右，－X方向最大值为0.35mm，水导摆度未超出设计给定值。随后进行了一次机组稳定性测试试验，试验数据显示机组各部位除上导摆度外所有测试数据均满足国家及行业标准要求。

4 上导摆度超标问题分析

4.1发电机机械部分检查

初步分析发电机可能存在转动或固定部分组合连接螺栓松动或结构性变形等情况，导致机组在正常运行状态下打破原有平衡或失去原有约束力，迫使其在不稳定状态下运行从而导致摆度增大。依上述推测，对发电机机械部分进行检查均未发现异常现象。

4.2上导轴承分解检查

排除上诉原因后，将检查重点转移至上导轴承，经测量实际上导瓦间隙均有明显增大的现象，最大处已由上次大修给定设计间隙和的0.35mm增值1.09mm。

导瓦间隙通过调整抗重螺栓给进量间接保证其与轴领之间的距离得以实现，间隙调整后用限位锁定机构将抗重螺栓锁死确保其间隙值稳定，然而在对上导轴承机械结构及抗重螺栓锁紧程度进行检查后未发现异常松动现象。

4.3确定导瓦轴承瓦位与其间隙值存在必然联系

在后续深入研究、探讨过程中，发现抗重螺栓凸头在槽型绝缘压块内部活动范围较大，经过进一步试验证实上导瓦瓦位与瓦间隙值有着直接的联系，即抗重螺栓凸头在上导瓦槽型绝缘压块内部位置不同时，所测瓦间隙值亦不相同，且槽型绝缘压块内壁宽度比抗重螺栓凸头直径大约9mm，影响范围较大。如下图所示：

导瓦轴承结构

以2#上导瓦为试验对象测得，抗重螺栓凸头贴紧槽型绝缘压块左侧与右侧时，所得上导瓦间隙值分别为0.33mm和0.83mm，相差0.50mm。从结构上分析，上导瓦与其槽型绝缘压块中轴线并非同心，这就决定了在对上导瓦进行间隙调节时瓦位的确定不能存在随意性。

4.4发电机摆度超标历史原因的分析

机组在施工过程中，对导瓦的间隙调节很少考虑到槽型绝缘压块与抗重螺栓的配合位置，但在运行过程中，瓦位却有一定限制，即抗重螺栓凸头贴紧槽型绝缘压块右侧，因此在间隙调节期间瓦位应与运行瓦位保持一次，才能保证所调间隙值的真实、可靠、稳定。

同时，结合历年检修数据分析，机组在大修时测量所得的上导瓦修前间隙值与上次大修的修后调整值相比均有所增大，且上导轴承各配合部件均未松动，此现象一直成为多年的不解难题。至此，结合上述对问题的分析上导瓦瓦位的变化是问题的关键所在。

4.5发电机摆度超标其他原因的分析

除上述原因外，机组自投运30多年以来，上导轴承抗重螺栓和抗重垫块经过无数次的冲击和磨擦，其磨损程度可明显看出随时间而逐渐加重，且磨损痕迹从以往规则的圆变成不规则的椭圆，磨损面积也扩大了许多倍。同时，槽型绝缘压块内壁和抗重螺栓凸头间的撞击也使其接触部位出现了较大的塑性变形，这些加剧了调整间隙和运行间隙的变化量，对上导瓦间隙调整过程中及其调整后的稳定性造成较大的影响。其再与瓦位问题相叠加，则直接导致且加剧了机组上导处摆度偏大。

5 发电机摆度超标缺陷的处理及修后实验

依理论推测在处理摆度超标缺陷过程中，将上导瓦放置于运行瓦位，重新调整间隙。机组恢复后，进行稳定性测试试验，据试验数据显示机组运行一切正常，在各工况下-X、-Y方向最大摆度值均未超过0.15mm，处理效果良好。

6 结语

由此证明，导瓦瓦位可直接影响瓦间隙的可靠稳定性，从而间接对机组摆度造成影响，而此结论在设备设计制造和解决机组摆度超标问题上具有重大意义，并兼具可行性。上述原因直接导致机组导瓦间隙在调整过程中不能按照国家、行业相关标准所规定达到检修、安装要求，致使机组在日后运行过程中存在不安全因素且导致工作效率有所下降，甚至造成劳动力和资金的间接损失。

[参考文献]

[1]戴钧，王洪云．中小型混流式水轮发电机组机械检修及主要易损部件的修复技术[M]．北京：中国水利水电出版社，2007．

[3]陈锡芳．水轮发电机结构运行监测与维修[M]．北京：中国水利水电出版社，2008．

作者简介：

职光磊（1983年-），男，助理工程师，本科，从事水电站机电安装、检修、维护和技术管理工作。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。