雅砻流域水电开发有限公司
0 前言
某大型水电站水轮机水导轴承采用分块巴氏合金瓦结构，圆周均匀分布20块轴瓦，用以限制机组运行时水轮机部分的径向受力，轴瓦与轴面的安装间隙通过瓦背支撑限位套管,调整瓦背调整楔板进入瓦背与支撑之间的厚度确定。水导轴承单边间隙设计为0.35～0.40mm，机组运行时水导轴承摆度过大一级报警值为0.25mm，二级报警值为0.35mm。本文针对#6机组运行过程中水导摆度超标的现象进行分析，并在17-18年检修期间解决此问题，以此归纳总结处理此类问题的基本方法。
1#6机水导摆度超标介绍
2014年汛期，#6机组在满负荷运行工况下，水导轴承+X方向摆度频繁报出一级报警，在线监测系统显示其水导+X方向摆度在0.25mm附近波动，分析为水导瓦间隙不均匀导致水导摆度超标报警。
2015年12月，在#6机组检修期间，进行了水导瓦间隙进行重新测量和调整。
2016年01月，#6水导+X方向摆度均在200μm以上。2016年7月27日，#6机有功实测值560MW时，水导+X方向摆度为260μm（一级报警值为250μm）。
查询2015年~2017年8月，#6机水导摆度与负荷曲线图，发现负荷在500-600MW区间时，水导轴承+X摆度均维持在一级报警值250μm附近，机组在600MW时水导+X摆度一直在260μm左右。水导轴承+X摆度的超标与水头也有一定的关系，且水导轴承+X摆度超标均发生在水头大于200米时，水头低于200米时水导轴承+X摆度均在正常范围内。
图1 水导摆度与负荷、水头曲线图
2017年汛期，#6组在满负荷运行工况下，水导轴承+X方向摆度又频繁报出一级报警，在线监测系统显示其水导+X方向摆度在0.25mm附近波动。
2水导摆度过大原因分析
2.1机组轴线不正
设备安装过程中，受加工、装配精度、转动件与固定件配合等影响，可能造成机组转动部件组装后的整体轴线较差,从而导致设备投入运行后水导轴承摆度超标 (以#6机为例如图2，深蓝为理论轴线、浅蓝为实际轴线) 。
图2 #6机理论轴线与实际轴线
从频谱图中可知，在稳定工况下，水导摆度主要是由其一倍频（转频）分量引起的，因此水导摆度偏大可能与机组轴线、质量不平衡等因素有关系(如图3)。
图3 #6机频谱图
2.2机组中心不合格
机组在运行时存在较大的电磁振动及水力振动。随着负荷的不断增加，水导轴承的摆度逐渐变大，可能是由于电磁不平衡力增大导致水导+X摆度增大。检修时对机组空气间隙（以#6机为例见表1）进行了测量，机组中心合格。
空气间隙基本均匀，机组中心并未有明显的偏移。
2.3水导瓦间隙不均匀
机组试运行初期，由于水导瓦与轴领均为新设备，运行时要逐渐进行磨合，因此初期运行时，水导瓦的瓦温差较大。为了降低瓦间的温差，安装单位对导瓦的间隙进行了局部调整，调整原则是，对于温度比较高的轴瓦放大间隙，温度比较低的轴瓦缩小间隙。
这种做法，虽然暂时解决了瓦温差过大的问题，但却带来了新问题，其一是瓦面与轴领的接触很不均匀；其二是改变了原来轴瓦的几何中心，可能造成三部导轴承不同心，主轴旋转时产生憋劲，造成水导的摆度增大；其三是轴瓦间隙的不均放大，导致水导摆度的变大。从上、下、水导轴心轨迹的椭圆形特征可以看出机组水导摆度幅值整体偏高，因此认为水导轴承间隙偏大，导致水导瓦失去对水导部位的径向约束，进而导致水导摆度变大。
综上所述，#6机组水导轴承摆度超标报警现象，与安装工艺、水力因素、水导瓦间隙有很大关系。
3现场处理方法
3.1盘车
在水导轴承、下导轴承、上导轴承、水发连轴上、下法兰面、推力头的+X、+Y方向各架设一块百分表，根据盘车位置，记录百分表读数。
3.2 数据分析处理
根据盘车记录数据，由最小二乘拟合法（偏心矢量合成法）计算各部位的全摆度以及净摆度值，
根据结果是否符合国家标准决定轴系是否进行调整和重新进行盘车, 若摆度值较小，则不进行处理，若摆度值0.15≤δ≤0.17mm建议调整水导瓦间隙，若摆度值δ＞0.17mm，则可能是多种因素共同作用，因此需要再次盘车，确定具体原因。
3.3 确定机组中心
依据盘车数据计算分析机组轴线，若结果合格，通过对称测量发电机下导轴承瓦架至下导轴领间的距离、水轮机上下止漏环间隙，计算出机组旋转中心数据，再按该数据进行机组中心定位并固定。根据测量的上止漏环的间隙值与下导轴承瓦架至下导轴领间的距离以检查确认机组中心线是否存在位移。如果通过测量数据分析得出机组中心线出现位移，则需要进行机组旋转中心调整，启动推力轴承高压油泵，使用千斤顶移动旋转部件方式将机组旋转中心线调整至要求位置。
3.4 重新分配水导瓦间隙
以上止漏环间隙为基准，将机组转动部件推到中心位置，盘车复核三导轴承摆度，对水导轴承进行分解，复测计算水导瓦间隙，重新分配水导瓦间隙，同时对上导瓦间隙一并进行调整。
4 结语
#6机水导摆度大的原因主要是上导和水导瓦的间隙不够均匀。推#6机组中心，重新分配上导瓦间隙，并调整水导瓦间隙和水导油槽铜环间隙后，#6机组在满负荷状态下，水导摆度明显减小，基本控制在200-220um，各导轴承温度差基本控制在5.6℃以内，瓦温均匀，满足运行要求。
[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，2016,6（3）:59-62.
[2] 李军.龙滩水电站5号机组盘车与水导摆度处理[J].水电站机电技术，2009,8（4）:47-49.
论文作者:张涛，万懿纬，广波
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/6
标签：机组论文; 间隙论文; 轴承论文; 轴线论文; 轴瓦论文; 中心论文; 水电站论文; 《中国西部科技》2019年第1期论文;