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某電站3F機組A修后擺度偏大分析處理

文檔作者：陳彪文檔來源：國電大渡河檢修安裝有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年11月19日
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上一篇：淺談水輪發(fā)電機組常見故障的分析處理

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２０１６ 年第８ 期
２０１６ Ｎｕｍｂｅｒ ８
水電與新能源
ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
總第１４６ 期
Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１４６
ＤＯＩ： １０．１３６２２ ／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４２ －１８００／ｔｖ．１６７１ －３３５４．２０１６．０８．０１６
收稿日期：２０１６ －０７ －０４ 作者簡介：陳 彪，男，助理工程師，從事水電機組檢修方面的工作
某電站３Ｆ 機組Ａ 修后擺度偏大分析處理
陳 彪
（國電大渡河檢修安裝有限公司，四川樂山 ６１４９００）
摘要：鑒于某電站３Ｆ 機組在Ａ 修工作中發(fā)現(xiàn)上導(dǎo)軸承擺度嚴(yán)重超標(biāo)的問題，根據(jù)Ａ 修前、后相關(guān)試驗數(shù)據(jù)、運行參數(shù)分
析了造成軸承擺度超標(biāo)的原因，提出了耗時較短、耗資較少、操作簡單方便的整改措施。
關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機組；擺度偏大；整改建議
中圖分類號：ＴＭ３１２：ＴＶ７３８ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ｂ 文章編號：１６７１ －３３５４（２０１６）０８ －００５４ －０３
Analysis and Treatment of Excessive Swinging of the Guide Thrust in
No．３F Generator Unit in a Hydropower Station after the A－level Maintenance
ＣＨＥＮ Ｂｉａｏ
（Ｃｈｉｎａ Ｇｕｏｄｉａｎ Ｄａｄｕ Ｒｉｖｅｒ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ａｎｄ Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ Ｃｏ ．， Ｌｔｄ．， Ｌｅｓｈａｎ ６１４９００， Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ Ａ－ｌｅｖｅｌ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｎｏ．３Ｆ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｕｎｉｔ ｉｎ ａ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ， ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ ｓｗｉｎｇｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ
ｇｕｉｄｅ ｔｈｒｕｓｔ ｉｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｄａｔａ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ， ｐｏｓｓｉｂｌｅ
ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｆａｕｌｔ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｔｈｅｎ ｐｒｏｐｏｓｅｄ， ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｏｆ ｃｅｒｔａｉｎ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｓｕｃｈ
ａｓ ｌｅｓｓ ｔｉｍｅ ｃｏｎｓｕｍｉｎｇ， ｌｅｓｓ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｓｉｍｐｌｅ． Key words： ｈｙｄｒｏ－ｔｕｒｂｉｎｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｕｎｉｔ； ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ ｓｗｉｎｇｉｎｇ； ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ
水輪發(fā)電機組在運行過程中，不可避免地會發(fā)生
振動現(xiàn)象，如果機組振動過大，超出限定值，它會對機
組設(shè)備本身及對周圍的建筑物甚至是整個水電站的運
行造成很大的危害，因此一定要將機組振動控制在設(shè)
計范圍內(nèi)［１］ 。而引起機組振動的原因很多，彼此還可
能交叉在一起，甚至產(chǎn)生相互加劇的連鎖反應(yīng)。但是，
在諸多因素中，必定有主要的和次要的，只要掌握振源
的特點和變化規(guī)律，就可準(zhǔn)確地作出判斷，及時查出振
動原因并采取相應(yīng)整改措施。
１ ３Ｆ 機組基本情況
１）基本參數(shù)。某電站３Ｆ 機組為立軸三部導(dǎo)軸承
懸式機組，裝機容量４０ ＭＷ，額定轉(zhuǎn)速３７５ ｒ／ｍｉｎ，上
導(dǎo)、下導(dǎo)軸承皆為分塊瓦式，單邊瓦設(shè)計間隙為０．１ ～
０．１５ ｍｍ，水導(dǎo)軸承為筒式瓦，設(shè)計單邊間隙為０．１８ ～
０．２２ ｍｍ。工作密封為無接觸金屬密封形式，密封間
隙為０．７６ ～０．９３５ ｍｍ，檢修密封為空氣圍帶式，無氣
壓單邊間隙為１ ～１．５ ｍｍ，上迷宮環(huán)間隙為１ ～
１．２２ ｍｍ；下迷宮環(huán)間隙為１．０５ ～１．３２ ｍｍ。
２）Ａ 修基本情況。檢修過程中，對上導(dǎo)軸承、下導(dǎo)
軸承各導(dǎo)軸瓦瓦背、導(dǎo)軸瓦絕緣墊、抗重塊等均清洗檢
查，未發(fā)現(xiàn)抗重塊、瓦背有明顯銹蝕、裂紋及變形缺陷，
抗重螺栓球頭完好［２ －３］ 。導(dǎo)軸瓦絕緣良好。水導(dǎo)軸承
（筒式瓦）圓度測量數(shù)據(jù)如下：Y 向０．５９ ｍｍ，X 向（組
合縫）０．５５ ｍｍ，組合縫加了０．１０ ～０．２０ ｍｍ 銅墊。
修后軸線調(diào)整數(shù)據(jù)合格，上導(dǎo)軸承間隙為單邊
０．１３ ｍｍ，下導(dǎo)軸承總間隙為０．２８ ｍｍ，按盤車擺度曲
線分配，水導(dǎo)軸承因為筒式瓦，雖設(shè)計間隙單邊０．１８
～０．２２ ｍｍ，但總間隙為Y 向０．５９ ｍｍ，X 向（組合縫）
０．５５ ｍｍ，故因總間隙過大無法嚴(yán)格按照擺度分配，因
此水導(dǎo)軸承瓦隙按盤車擺度曲線趨勢分配。
２ 擺度偏大的原因
引起水輪發(fā)電機組振動的原因很多，具體分析時
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陳 彪：某電站３Ｆ 機組Ａ 修后擺度偏大分析處理２０１６ 年８ 月
需對Ａ 修后振動試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理加工，根據(jù)振幅、
頻率等振動要素，進(jìn)行綜合比較，分析總的趨勢，抓住
主要矛盾，有針對性地進(jìn)行處理。
１）轉(zhuǎn)速試驗分析。轉(zhuǎn)速試驗數(shù)據(jù)如圖１、表１。
由圖１ 可知，機組在升速過程中，各導(dǎo)軸承處擺度
值波動不大，最大波動為０．０７ ｍｍ，波形也不呈明顯的
正、余弦形狀，大軸不同方位擺度值（ ＋Y 和－X）也沒
有明顯差別，低轉(zhuǎn)速時也存在較大擺度，并且本次Ａ
修過程中，并未在發(fā)電機轉(zhuǎn)子上進(jìn)行大量補焊，轉(zhuǎn)子保
護(hù)良好，更換的水輪機轉(zhuǎn)輪動平衡試驗合格，機組軸線
處理合格，因此排除擺度偏大原因為水輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)
動部分動不平衡或者大軸軸線不直。
２）負(fù)荷試驗分析。負(fù)荷試驗數(shù)據(jù)如圖２、圖３。
圖1 某電站3F 機組變轉(zhuǎn)速試驗電測結(jié)果圖
表1 某水電站3F 機組變轉(zhuǎn)速試驗電測結(jié)果匯總表
工況
名稱
轉(zhuǎn)速
上平振
動－X
上平振
動＋Y
上垂振
動＋Y
定中平
振動＋Y
下平振
動－X
下平振
動＋Y
上導(dǎo)擺
度＋X
上導(dǎo)擺
度＋Y
下導(dǎo)擺
度－X
下導(dǎo)擺
度＋Y
水導(dǎo)擺
度－X
水導(dǎo)擺
度－Y
頂平振
動＋Y
頂垂振
動＋Y
初起轉(zhuǎn) １４．７ ４．１ ４．３ ４．８ ２．２ ５．０ ５．１ ３０６ ２９２．５ ２２６．５ ２２５．８ ２６６．１ ２０１．７ ４．１ ４．１ ２８％ｎｒ １０６．７ ４．８ ４．９ ４．７ ２．５ ４．６ ５．５ ３１８．２ ３１４．１ １８８．３ １８７．２ ２５７．４ ２３９．７ ３．４ ２．９ ４０％ｎｒ １４６．０ ４．３ ４．５ ５．１ ２．２ ４．８ ４．３ ３２５．２ ３１４．１ １８６．３ １８３．０ ２４２．０ ２２８．７ ３．５ ３．４ ６０％ｎｒ ２２２．０ ６．７ ５．１ ４．４ ２．５ ４．６ ４．１ ３３１．３ ３１９．０ １７５．５ １７４．２ ２４３．５ ２４２．２ ３．３ ３．５ ８０％ｎｒ ３０２．７ ６．２ ６．４ ７．２ ２．６ ５．８ ４．５ ３４０．０ ３２６．３ １５６．８ １５６．７ ２８２．０ ２７１．３ ３．１ ２．７ 注：表１ 中轉(zhuǎn)速單位為ｒ／ｍｉｎ；振動和擺度單位為μｍ。
圖2 某電站3F 機組帶負(fù)荷試驗電測結(jié)果圖
由圖２ 和圖３ 可得，發(fā)電機上導(dǎo)、下導(dǎo)處擺度在整
個負(fù)荷區(qū)無明顯波動，水導(dǎo)在５０％ ～７５％負(fù)荷區(qū)有明
顯波動，上、下機架和頂蓋在整個過程中振幅變化也不
大，故排除擺度超標(biāo)原因為水力不平衡。由圖２ 可知，
各部軸承在整個負(fù)荷區(qū)皆存在擺度超標(biāo)現(xiàn)象，由此初
步推測擺度超標(biāo)是由軸承間隙過大造成的［４ －５］ 。
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水電與新能源２０１６ 年第８ 期
圖3 某電站3F 機組帶負(fù)荷試驗電測結(jié)果圖
在本次Ａ 修過程中，對軸承瓦背、抗重塊、抗重螺
栓進(jìn)行了仔細(xì)檢查，均未發(fā)現(xiàn)缺陷，故排除擺度超標(biāo)原
因為抗重螺栓松動，由修前工況可看出，上導(dǎo)、下導(dǎo)軸
承擺度均超過０．４０ ｍｍ，與修后數(shù)據(jù)相差不大，故可初
步排除擺度超標(biāo)原因為本次檢修造成。
查閱２０１５ 年檢修資料發(fā)現(xiàn)，該機組在２０１５ 年４
月１４ 日修后調(diào)速器試驗中因調(diào)速器故障發(fā)生兩次過
速，過速后擺度明顯超標(biāo)，上導(dǎo)、下導(dǎo)軸承瓦隙也發(fā)生
明顯增大。由此判斷軸承擺度超標(biāo)的原因為上導(dǎo)、下
導(dǎo)軸承瓦背絕緣墊在過速過程中受到較大沖擊和擠壓
導(dǎo)致強度變?nèi)?，長期受到透平油浸泡后進(jìn)一步軟化。
而盤車過程對徑向施加的力矩較小且速度較慢，故擺
度變化不明顯，因此未發(fā)現(xiàn)異常。瓦隙調(diào)整、測量過程
中使用塞尺的力量過小，未對絕緣墊造成實質(zhì)性擠壓，
故調(diào)整的瓦隙也可認(rèn)定正常，而在機組運行過程中，大
軸在高速旋轉(zhuǎn)過程中對導(dǎo)軸瓦施加的徑向力對絕緣墊
的擠壓力較大，致使軟化后的絕緣墊被壓縮，導(dǎo)致擺度
高于瓦隙調(diào)整值。加之，水導(dǎo)軸承總間隙比設(shè)計值高
出０．１５ ｍｍ，未對水輪機軸造成實質(zhì)性約束，故而導(dǎo)致
了擺度的整體超標(biāo)。
３ 處理措施
１）開上導(dǎo)、下導(dǎo)軸承油槽蓋板，并檢查各導(dǎo)軸瓦
瓦面、瓦背、抗重塊有無磨損、裂紋。
２）分解上導(dǎo)、下導(dǎo)軸承導(dǎo)軸瓦，并檢查導(dǎo)軸瓦絕
緣板是否有擠壓、沖擊等造成的損壞和因浸泡產(chǎn)生的
軟化現(xiàn)象。
３）更換上導(dǎo)、下導(dǎo)軸承導(dǎo)軸瓦絕緣板，更換水導(dǎo)
軸承筒式瓦。
４）機組重新定中心，分配并調(diào)整瓦隙。
４ 結(jié) 語
水輪發(fā)電機組在運行中的振動是一種普遍存在
的、不可能完全避免和消除的現(xiàn)象，只要將振動限制在
允許范圍內(nèi)，它對機組本身及其工作并無妨礙。本次
查找擺度超標(biāo)的原因，主要根據(jù)機組檢修前后試驗數(shù)
據(jù)、機組多年運行狀況并結(jié)合此次檢修措施、工藝進(jìn)行
全面綜合分析，最終找到原因，并提出了耗時較短、耗
資較少，操作簡單方便的整改建議。
參考文獻(xiàn)：
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５６

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