刘金华¹　李志红²　梁兴²
（1.广东粤电新丰江发电公司电力检修安装分公司，广东河源 517000；2.南昌工程学院，南昌 330099）

　　摘　要：本文阐述了灯泡贯流式水轮发电机组轴承对于安全运行的重要性，介绍了蓬辣滩水电站#2机组轴承温度过高的原因和处理措施，提供了大量真实的测量数据，通过对处理结果的分析，旨在为类似机型的同类问题解决提供借鉴和参考。
　　关键词：灯泡贯流机组；轴承；温度

　　1　前言
　　蓬辣滩水电站位于广东省梅州市大埔县三河镇，是梅江干流下游的一个低水头闸坝式径流电站，主要向梅州地区地方电网供电。电站以发电为主，兼顾航运。装有4台11MW的灯泡贯流式水轮发电机组，水轮机的型号为GZ（k239323）---WP---440，额定功率为11.4MW，额定流量为152m³/s，额定转速为115.38rpm，额定水头为8.2m；发电机的型号为SFWG---J11---52/5100，额定功率为11MW，额定电压为6.3kv，额定电流为1120A，采用带冷却套强制风冷的冷却方式。设计年利用小时数为3829h，年平均发电量1.69亿kw·h。电站主体工程于99年12月18日正式动工，02年7月#1机组投产发电，03年5月全部机组投产发电。本文简单介绍#2机组大修过程中成功处理轴承温度过高的措施和步骤，为解决同类问题提供参考。
　　2　问题的引出
　　2.1 蓬辣滩机组轴承结构
　　轴承，作为转动部分（主轴，转子和转轮）的主要支撑，对于机组的安全稳定运行起着非常重要的作用。灯泡贯流式机组因其自身的结构型式和独有的特点，轴承的结构有别于其他形式的水轮发电机组。蓬辣滩机组轴系采用双支点双悬臂式结构，即在水轮机转轮上游侧布置水导轴承和在发电机转子的下游侧布置发导轴承，水轮机转轮和发电机转子均为悬臂结构。此支撑方式结构简单、可靠，性价比高，安装检修方便，易于运行维护。
　　2.2 蓬辣滩#2机组运行中存在的问题
　　2.2.1 #2机组自02年9月投产发电以来未进行过大修，至2009年6月累计发电2.89万小时，02年机组径向轴承发生过烧瓦事故，自03年以来，正推力轴承温度一直偏高，经常达到厂家设计报警温度（52℃）。
　　2.2.2 2009年#2机组小修时曾对推力瓦间隙进行调整并更换了2块已变色的推力瓦，其后又在机组组合轴承回油管处加装了一个冷却水箱，效果没有什么变化。但自运行至今，其瓦温仍整体较高，稳定后瓦温经常在报警值以上。正推瓦温厂家设计Z高瓦温是65℃，在运行过程中当温度高于52℃，瓦温会明显快速升高，如果不能及时停机，就会造成烧瓦的危险。因此，综合各方面的因素，考虑将轴瓦报警温度设定为52℃。处理正推瓦温度过高（达到了报警温度）以及径向轴承温度、水导轴承温度和反推瓦温度偏高的问题是2009年10月大修的重点。
　　3　#2机组温度过高原因分析及处理
　　3.1 机组轴线检测
　　通过对机组轴线检测，发现机组轴线偏移，在水导下伞型架处加铜垫和打磨进行水导处高低的调整，使机组的轴线高低符合要求。轴线稍偏斜不进行调整，只要求调整径向轴承或水导轴承与大轴轴线吻合就行了。
　　3.2 轴承与主轴的同心度检测与调整
　　轴线调整符合要求后（轴线调整后要重新测量水导和径向轴承的间隙重点是组合面以下，作为分析用），拉出水导和径向轴承，在检修场地重新组合测量轴承的内径，把轴承的内径和大轴直径相比较使之符合要求。检查瓦面磨损情况进行修刮挑花，并结合拆前测量的数据进行综合分析。

　　出现上图（图一）挂角的现象，在水导和径向轴承球面自动调整不过来，则在水导伞型架竖直结合面处加铜垫进行调整和在反推座后调整垫上加铜垫进行径向轴承的调整，具体加垫的厚度和加垫的方向应根据实际的测量数值根据相似三角形计算进行确定，使径向和水导的中心线和大轴的轴线吻合。注意：在调整径向轴承后，应在每块反推瓦处测量镜板到反推座的距离，来磨反推瓦后的橡胶垫使之满足在镜板靠紧反推瓦时正下方的那块反推瓦与镜板有0.1mm的间隙。

　　3.3 空气间隙调整
　　在水导和径向瓦间隙调整到符合要求后，来进行吊装定子，并调整空气间隙使之达到均匀，进而减少外力作用到组合轴承上对组合轴承温度产生影响。
　　3.4 镜板的检查研磨、正推瓦与镜板的间隙调整和其他影响因素的处理调整正推瓦与镜板的间隙，是满足在开机运行过程中全部瓦均匀受力，主要测量调整抗重板与抗重柱的间隙，来反映正推瓦与镜板的间隙。先把主轴向上游顶，使反推瓦与镜板全部接触，用300N的力矩扳手进行压铅法测量抗重块与抗重柱之间的间隙大小，要求间隙值是0.5mm。对小于0.5mm的应在调整环后加铜垫，对大于0.5mm的应磨调整环。注意：在对小于0.5mm的进行加垫处理时如果压铅后铅片的厚度是大于0.1mm或远远小于0.5mm，此时压出来的并不是真实值，真实间隙比这还要小或者调整环太薄可能没有间隙。所以在每一次加垫后都应该进行压铅测量间隙，直到测量的值符合要求；
　　（1）对镜板的波浪度大、凸凹条纹严重、有磨痕和油蚀应进行镜板的研磨处理，使之达到要求的光洁度；
　　（2）更换组合轴承端盖与大轴的密封环，密封环上的铜环由于磨损造成漏油量过大，要更换密封环上面镶嵌的密封铜环，主轴的直径Ф750-0.10mm则密封环上镶嵌的铜环内径应为Ф750+0.02--Ф750+0.05mm，安装时使配合间隙均匀，减少漏油量，提高散热的作用；
　　（3）检查油冷却器，如果进出的润滑、冷却油温度过高也不能更多的带走热量，应检查油冷却器的情况，是不是冷却水不畅通或冷却器内壁有污垢。冷却效果不好的应进行更换，使进入组合轴承和水导轴承的油温在符合要求的较低的温度范围内，从而加大散热量。
　　3.5 通过上面分析的原因和采取的具体措施，检修前后数据对比如下：
　　表（一）：机组径向轴承间隙对比（单位：1/100 mm）

注：径向轴承是通过在反推座后加垫校正得到的，径向轴承的间隙标准值是0.55—0.68mm。

　　表（二）：机组水导轴承间隙对比（单位：1/100 mm）

　　表（三）：调整前后空气间隙对比（单位：mm）

 

注：检修前的数据是通过塞尺测量的，误差大，不能准确的显示空气间隙的情况，但是从数据上可以看出，空气间隙不均匀；检修后的数据是用做的专用工具测量的，误差比较小。在定子圆度的范围内尽量调整空气间隙均匀。

　　表（四）：正推瓦压铅法间隙测量调整（单位：1/100 mm）

 

注：压铅测量抗重柱与抗重压板之间的距离，其中规定值是0.5mm；上表中测量值大于规定值的是“+”号，应把调整垫车磨去测量值与规定值之差。测量值小于规定值的是“-”号，应在调整垫后加铜片，理论上加测量值与规定值之差，但是在实际操作中应对每次加垫后都要压铅测量。其中8、12号与规定值很近没有做处理。

　　通过对以上存在问题的部位所进行的处理和调整，#2机组在与原相同工况下运行时，各处温度都得到了明显的降低，具体数据如下表：
　　表（五）：轴承温度（单位：℃）

注：修前的温度是在10月份测量的，修后的温度是在1月份测量的，室温10月份>1月份约4度。

　　4　数据测量时应注意的问题
　　为了使机组轴承温度过高处理工作取得成效，在数据测量时应注意以下二个问题：
　　（1）在进行问题讨论前先测出水导轴承间隙、径向轴承间隙、发电机的空气间隙和四个桨叶在水平和竖直方向的桨叶间隙，注意前三个间隙上下游侧都要测量，水导和径向间隙测量8个点，空气间隙每个磁极都要测量；
　　（2）在拆出镜板前应先用框型水平仪测量一下镜板的垂直度以便以后进行数据比较，在拆出镜板和水导上半部分后，由于没有投径向处的检修顶和水导处的千斤顶，此时分别在水导和镜板处测量大轴的水平度（如果不能同时拆出也可在一个地方测量）。在机组设计时由于用于抵消部分开机过程中向下游的冲力和减少正推抗重块的受力，水导瓦处比径向瓦处偏高几十个丝。由于不同机组镜板到水导处的长度不同，不同机组偏高的高度也不尽相同，但是反映到镜板上时，镜板与反推座的距离正下方比正上方大0.1mm也就是镜板有0.1mm的倾斜度，这就要求正下方那块反推瓦与镜板有0.1mm的间隙，向上依次渐变。
　　5　结束语
　　蓬辣滩#2机组问题处理后，机组各部轴承温度比改造前降低11～21.30度，效果明显，说明处理方法正确、措施有效。轴承温度的大大降低提高了水轮发电机组的运行质量和可靠性，降低了频繁开机对机组的危害，保证了机组的发电时间，提高了电站的经济效益。
　　参考文献

　　[1]沙锡林.《贯流式水电站》.北京：中国水利水电出版社，1999.
　　[2]刘国选.《灯泡贯流式水轮发电机组运行与检修》.北京：中国水利水电出版社，2006.