新疆吉林台二级水电站一号机组推力头缺陷分析处理

(新疆伊犁河流域开发建设管理局，新疆 伊犁 835400)

吉林台二级水电站已经运行多年。2017年3月7日，决定对吉林台二级水电站一号机组进行一次全面系统的维护检修。从拆卸、清扫、缺陷处理、回装至机组盘车。在机组盘车过程中，发现上导摆度测值过大，超出设计摆度限值，盘车无法顺利进行。经现场检查并与厂家技术人员沟通后初步判断为推力头存在缺陷。

1 工程概况

吉林台二级水电站总库容407.3万m3，调节库容345.9m3，最大坝高33.80m。为伊犁喀什河流域梯级开发的第十一级,共安装两台立轴混流悬吊式水轮发电机组,装机总容量2×25MW,额定水头39.50m,额定转速187.50r/min。水轮机型号为HLA551C-LJ-291,额定出力25.91MW；发电机型号为SF25-32/6000,额定容量25MW，年发电量2.93亿kW·h。

2 推力头在水轮机组中的重要作用

水轮发电机是一种将原动机为水轮机的机械能转化为电能的机器。水轮发电机的工作是在水轮机及调速器和励磁调节器的配合下实现的。由于水的势能引起水轮机转子转动,水轮机的扭矩是通过其水轮机轴法兰与发电机轴法兰的连接传递给发电机的，因而带动发电机工作。混流式水轮机为水流径向流入、轴向流出转轮的反击式水轮机，水流通过由叶片组成的流道，将其压能和动能转变为叶片旋转的机械能。此种结构紧凑、运行可靠、效率高的水轮机，是目前国内外应用最为广泛的水轮机。推力轴承直接承受整个机组转动部分的重量和水推力，是水轮发电机中最重要的部件之一，也是运行维护最困难的部件之一。

3 推力头缺陷发现过程

经与发电机主厂家联系后，决定将推力头、卡键、大轴侧键返厂处理。为了确保加工精度和工艺要求，厂家派技术人员携带测量仪器分两次到电站测量设备。根据测量数据对以上发现的问题进行修复。

4月16日，推力头从吉林二级站发往厂家(专车拉运)，4月20日到达生产厂家。经过16天的加工，推力头返回到达吉林台二级站，并将推力头热套回装。热套完推力头后，立即联系厂家到电站测量推力头上平面与大轴卡槽的加工数据(此工作必须在热套完推力头后开展)。

5月15日，生产厂家第二次到电站测量推力头上平面与大轴卡槽的加工数据，根据测量数据加工推力头卡键。5月31日，卡键加工完毕到站后立即安装，进行机组再次盘车，盘车后发现上导摆度值符合设计数据(已合格)，但下导摆度值过大，根据盘车数据进行处理，多次处理后，未见效果，数据仍然过大。

4 原因分析

推力轴承一般由推力头、镜板、推力瓦、支撑系统、推力油槽、冷却系统和高压油顶起系统组成，悬式机组的推力轴承位于转子上方。中型和大型机组由于发电机轴结构尺寸较大，不宜整体加工，推力头一般采用热套的方法安装在发电机轴上。

根据推力头的结构，经分析，造成盘车不合格的原因有以下几个：ⓐ推力头与大轴配合间隙远远超出厂家图纸提供的配合间隙；ⓑ大轴侧键与推力头配合间隙过大；ⓒ推力头上平面低于大轴卡槽平面0.50mm；ⓓ由于悬式机组的独特结构，水轮发电机组多采用一根轴的形式，与多段轴形式水轮发电机组相比，在安装过程中，轴系的摆度和同轴度等参数可调性很差，完全靠主轴的制造精度给予保障。

5 处理措施

5.1 推力头的修复

拆除推力头后，检查推力头和主轴接触面的印痕，推力头与键两侧的印痕有硬点、高点需要修复的，修复后再试。修复使用型号100角磨机进行，更换φ100百叶轮进行修复打磨。修复推力头接触面高度(313mm)2/3处，内孔直径600需过半径，但是修复不能一次到位。在推力头上详细标记接触面，分多点修复打磨并记录数据；修复推力头接触面高度(313mm)2/3处上半部，600mm直径过半，修复精度0.02～0.04mm；修复推力头接触面高度(313mm)2/3处下半部，600mm直径过半，修复精度0.02～0.04mm；修复打磨后使用600～800目砂纸，涂抹透平油精度修复接触面；再使用型号100角磨机，更换φ100羊毛毡进行抛光修复接触面。修复过程中应反复测量推力头内径，检查修复打磨数据。

5.2 推力头加热回装

推力头加热本体温度不得超过100℃，保温4h，使推力头本体温度均匀；推力头回装应一次到位。回装后待推力头完全冷却后重新盘车检查轴线数据。

根据盘车数据，反复修复推力头，直至达到符合国家标准的盘车轴线数据。

6 处理效果检测

处理完毕后，推力头与大轴配合间隙符合厂家图纸提供的配合间隙，大轴侧键与推力头配合间隙合格；经过盘车，各项指标符合规范规程要求，开机后，机组运行平稳，机组振动、摆度在允许范围内。

此次一号机组推力头缺陷的及时发现、及时处理，对吉林台二级水电站的安全稳定运行起了至关重要的作用，不仅及时排除了隐藏在机组内部多年的安全隐患，也提高了检修人员处理分析重大缺陷的能力。