劉春青,王立勇,許 崢
(吉林松江河水力發(fā)電有限責任公司,吉林 白山 134500)
抽蓄電站機組擺度大多存在“擺頭現(xiàn)象”,即上導擺度大,下導擺度小,軸系的整體姿態(tài)呈“啞鈴”型,這是ALSTOM設(shè)計體系各型機組的普遍特征。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是多方面的,機組結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、盤車要求不嚴等對機組擺度影響較大。
某抽蓄水輪發(fā)電機組啟機空轉(zhuǎn)運行近100 m in,在此過程中上、下導軸承的擺度變化最為明顯,上導軸承擺度由開機時的250 μm增至330 μm,增幅為80 μm;下導軸承擺度由開機時的410 μm降為125 μm,降幅為285 μm。圖1是該抽蓄水輪發(fā)電機組空轉(zhuǎn)時的軸系姿態(tài),機組軸線彎折,已呈“啞鈴”型。
經(jīng)檢查,機組發(fā)生軸系“擺頭”現(xiàn)象的主要原因是:上導軸承熱脹增大了軸瓦間隙,造成發(fā)電機上、下導軸承的受力發(fā)生較大變化。
對比機組軸系盤車數(shù)據(jù)結(jié)果,相對下導擺度,分析上、下導擺度是否符合運行要求。如不符合,則重新調(diào)整機組軸線,使轉(zhuǎn)子、定子中心和轉(zhuǎn)輪止漏環(huán)中心的同心度調(diào)試達到安裝標準要求,盡量使其中心合一,確保軸線不出現(xiàn)彎折現(xiàn)象。
圖1 抽蓄水輪發(fā)電機組軸系姿態(tài)
機組動平衡試驗變轉(zhuǎn)速試驗的起始轉(zhuǎn)速,以60 %額定轉(zhuǎn)速為宜。轉(zhuǎn)速太低,不僅對軸承傷害較大,而且作用意義不大。動平衡試驗變勵磁試驗一般從勵磁電壓0開始,每10 %為1個點,直至100 %額定電壓。對比變轉(zhuǎn)速、變勵磁試驗結(jié)果,最終確定機組動平衡試驗的配重相位。通過機組增加配重塊措施,減小轉(zhuǎn)子不平衡力,進一步優(yōu)化機組軸線,提升運行穩(wěn)定性。
適當調(diào)小上導軸瓦間隙,可增大上導瓦膜剛度,從而使上導軸承擺度減小。根據(jù)水輪機迷宮間隙與發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子氣隙的均勻程度,將大軸中心定位,并固定好大軸,實測8塊上導軸瓦間隙值。按照實測軸瓦間隙減小0.13 mm的要求,確定上導各軸瓦間隙調(diào)小值,預計單邊約0.07~0.10 mm。目前,大多數(shù)國內(nèi)投運機組軸瓦間隙的安裝實際值比設(shè)計值都要小0.05~0.10 mm(單邊),這是機組試運長期積累的經(jīng)驗。
ALSTOM設(shè)計體系的機組大都存在“擺頭”現(xiàn)象,主要原因有如下3點:
(1) 上導軸承油冷卻效果不好,軸承油槽油溫較高,熱脹原理導致上導瓦間隙變大;
(2) 下導軸承用推力頭做軸頸,而推力軸承瓦溫較高(接近80 ℃),溫升較大(啟機時25 ℃,熱穩(wěn)定后70 ℃),使下導軸瓦間隙因軸頸熱脹而變??;
(3) 勵磁引線在發(fā)電機頂軸上通過時的布置為90°夾角,此時通電的勵磁引線在發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子磁場中受到磁拉力作用,使轉(zhuǎn)子大軸受到不平衡力。
針對上述原因,可加大冷卻器容量,提升軸承冷卻效果;另外結(jié)合機組大修作業(yè)改進勵磁引線布置形式,將勵磁引線按180°夾角布置,進一步減小不平衡力。表1為加大冷卻容量、改善軸承冷卻效果后機組軸承運行數(shù)據(jù)。
表1 加大冷卻器容量后機組軸承運行數(shù)據(jù)
通過精調(diào)軸線和轉(zhuǎn)子配重、減小上導軸瓦間隙及加大冷卻器容量等措施,明顯削弱機組“軸承擺頭”現(xiàn)象,使機組軸線處于安全、合理的運行范圍。建議在大修期間,將勵磁引線布置角度為180°夾角,減小不平衡力,達到機組運行的最優(yōu)工況。