方福祥 安徽省潛山縣清風(fēng)巖水電站 (246318)
儲海鵬 安徽省潛山縣水電開發(fā)公司 (246300)
1 電站概況
清風(fēng)巖水電站位于安徽省安慶市，大別山南麓的大沙河支流上，為跨流域開發(fā)的引水式電站。裝機(jī)容量為2×2000kW，Z高水頭109m，Z低水頭87m，設(shè)計水頭95.5m，設(shè)計流量254m3/s。水輪發(fā)電機(jī)組選用南寧發(fā)電設(shè)備總廠生產(chǎn)的HLD－46－WJ－67水輪機(jī)及其配套的SFW2000－6/1430發(fā)電機(jī)，YDT－600電液調(diào)速器(水輪機(jī)設(shè)計制造均按GB755－81，JB626－80標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行)。水輪發(fā)電機(jī)組由安徽省水利建筑安裝公司(國家二級企業(yè))機(jī)電安裝公司安裝，1996年9月上旬安裝結(jié)束，9月下旬交付投產(chǎn)。
2 問題的產(chǎn)生
1996年11月14日21:10，正在正常運(yùn)行的2#機(jī)組推力軸承突然冒白煙，事故跳閘停機(jī)，當(dāng)時的推力軸瓦溫度高達(dá)80℃。拆開軸承發(fā)現(xiàn)：推力軸瓦下部四塊軸瓦表面的巴氏合金全部磨光，導(dǎo)軸瓦靠軸頸部又燒傷嚴(yán)重；轉(zhuǎn)輪后迷宮環(huán)下部粘連在一起。據(jù)值班員反映：21:00抄表時推力瓦溫為52℃，故障信號的發(fā)出與事故信號發(fā)出的時間間隔不到2min。經(jīng)檢查，現(xiàn)場運(yùn)行條件全部得到保證，蝸殼內(nèi)無異物進(jìn)入。
1996年12月3日下午16:20左右，正在巡視的值班員發(fā)現(xiàn)1#機(jī)推力瓦的溫度計指針快速上升，并達(dá)到58℃，情況危急，立即停機(jī)。檢查發(fā)現(xiàn)推力瓦下部四塊軸瓦磨損，有很大亮點(diǎn)，并且主軸瓦靠軸頸部有燒傷跡象。
3 問題的分析與處理
針對2#、1#機(jī)推力瓦這種狀況，電站技術(shù)人員會同廠方和安裝單位進(jìn)行會診，分析原因，Z后達(dá)成兩點(diǎn)共識：
(1) 機(jī)組剛交付使用，推力瓦和軸瓦處于磨合期，上述機(jī)組現(xiàn)象可能是磨合期內(nèi)正常現(xiàn)象；
(2) 因?yàn)榘惭b期間和試運(yùn)行期間，推力瓦溫和導(dǎo)瓦溫都較高，懷疑其安裝質(zhì)量不佳(在試運(yùn)行期間，整個瓦溫都偏高，安裝單位認(rèn)為軸承座容量有限，有限的透平油達(dá)不到降溫的效果，故增添了外循環(huán)裝置)。
基于這種認(rèn)識，1997年上半年，電站技術(shù)人員和廠方技術(shù)人員主要是從軸的水平度、軸瓦間隙、瓦面接觸點(diǎn)、接觸角、主軸的擺度、振動等方面去考慮，進(jìn)行調(diào)整和修理，并做了轉(zhuǎn)輪靜平衡試驗(yàn)，但效果并不理想，軸承各處的溫度維持較高區(qū)間，并且機(jī)組振動大、噪音也大。
問題的癥結(jié)在哪里？是什么原因引起推力瓦溫驟升？軸承溫度高，是不是軸承本身因素所導(dǎo)致的？盡管兩臺機(jī)組運(yùn)行狀況不佳，但是為了找原因，仍讓機(jī)組運(yùn)行，進(jìn)行嚴(yán)密觀察。據(jù)運(yùn)行人員反映，推力軸承總給人一種向發(fā)電機(jī)側(cè)歪斜的感覺。技術(shù)人員立即進(jìn)行驗(yàn)證，推力軸承確實(shí)向發(fā)電機(jī)側(cè)傾斜，傾斜程度達(dá)75絲。
清風(fēng)巖水電站的水輪發(fā)電機(jī)組的水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)由同一根主軸組成，整個水輪發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分由兩個軸承支承水輪機(jī)卻只有一個推力軸承。
技術(shù)人員針對機(jī)組構(gòu)成特點(diǎn)，并結(jié)合電站水頭、轉(zhuǎn)速1000r/min、軸向水推力(83.3kN)、機(jī)組轉(zhuǎn)動慣量(GD2≥3t·m2)等情況分析后認(rèn)為：推力軸承向一側(cè)傾斜說明，推力軸承本身剛度不夠或者支撐發(fā)電機(jī)組的底板剛度不夠。
經(jīng)過對底板檢查得知：底板是由一整塊鋼板刨制而成，各處的厚度不均，推力軸承下處為16mm，發(fā)電機(jī)下處為28mm，其他各處均為16mm。
能不能說：底板由于剛度不夠，機(jī)組運(yùn)行中在某種力的作用下產(chǎn)生較大的彈性變形，從而引起推力軸承向一側(cè)傾斜，導(dǎo)致推力瓦下端部與鏡板壓緊而發(fā)生摩擦，使瓦溫急劇上升。這種解釋正好吻合兩臺機(jī)組推力瓦溫驟升的現(xiàn)象。因此，懷疑機(jī)組設(shè)計存在問題。
清風(fēng)巖水電站把有關(guān)推力瓦溫驟升的情況和假設(shè)反饋到廠部，經(jīng)廠方組織專家進(jìn)行驗(yàn)算：在原設(shè)計狀況下，83.3kN軸向水推力，完全有可能使底板發(fā)生彈性形變，從而使這一假設(shè)得到了證實(shí)。
1997年下半年，進(jìn)行底板更換工作，將發(fā)電機(jī)組拉回廠家，將底板換成厚45mm，重新澆鑄機(jī)組基礎(chǔ)，重新安裝。雖然，1998～2000年各軸承的溫度仍很高，但沒有出現(xiàn)推力瓦溫驟升現(xiàn)象。不過，為了解決軸溫過高問題，我們又于2001年上半年，對各軸承進(jìn)行精心安裝調(diào)試。其后，自2001年汛期至今，兩臺機(jī)組瓦溫都維持50～54℃(未帶外循環(huán)，但增添了內(nèi)循環(huán))，運(yùn)行狀況良好。
來源：《農(nóng)村電氣化》2002年09期
