摘 要：本文介紹了針對東風發(fā)電廠#2機主軸運行中隨負荷增大，擺度增大（主要為水導）的問題，電廠從電氣、機械、水力三方面逐一分析并處理。在檢修中通過機組軸線檢查、機組中心調(diào)整、磁軛鍵及磁極鍵更換、動平衡試驗繼而排除電氣、機械方面的因素，最終鎖定為水力不平衡因素，在機組檢修中對轉(zhuǎn)輪進行修磨，使機組運行中的擺度將處理前明顯下降。

關(guān)鍵詞：水導擺度；水力不平衡；轉(zhuǎn)輪打磨

1 概述

水輪發(fā)電機機組的振動和擺度是一種非常有害的現(xiàn)象，它會降低機組的供電質(zhì)量，威脅機組的安全運行和使用壽命，惡化水電站的工作環(huán)境。運行中，水輪發(fā)電機的振擺主要是由電氣因素、機械因素、水力因素三個方面引起的。

（1）在電氣因素中主要有空氣間隙不均勻、電磁拉力不平衡。

（2）機械方面原因有軸線曲折、大軸垂直度超標（推力瓦受力不均勻）、機組中心偏差過大、轉(zhuǎn)子動不平衡等。

（3）混流式水輪機中由于轉(zhuǎn)輪過流部件制造偏差引起水流不平衡而造成擺動大致有下述兩種情況。一是水輪機固定部件如蝸殼、座環(huán)引水不對稱，造成相對于主軸中心的徑向不對稱力，方向是固定的，該不對稱力隨導葉開度增大而增加，這就造成一個頻率與轉(zhuǎn)速相同的交變作用力，而出現(xiàn)水輪機導軸承的偏磨現(xiàn)像；二是由于水輪機轉(zhuǎn)動部件轉(zhuǎn)輪葉片過流斷面不對稱或不均勻，造成一個相對于轉(zhuǎn)輪中心的徑向不對稱力，方向隨轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)而改變，該不對稱力隨流量增加而增大，這種不對稱力隨其旋轉(zhuǎn)而作用在導軸承及其機座上，而使軸線變壞，導致主軸擺度或振動增大。

2 電氣方面原因分析及處理

電廠在檢修中發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)整，上迷宮環(huán)間隙和發(fā)電機上部空氣間隙無法同時達標（標準為空氣間隙≤8%，迷宮環(huán)間隙≤10%），實際空氣間隙偏差為10.25%，電廠在機組A修中進行了機組中心調(diào)整處理。通過以底環(huán)為中心并調(diào)整定子中心后，機組中心最大偏差調(diào)整為9.05%。機組在投入運行后，在高負荷、90%以上導葉開度情況下水導擺度仍然較大，達到0.6mm（標準為0.35mm），擺度未明顯降低，而機組在升流、升壓試驗中也并未出現(xiàn)隨著電流、電壓的增加出現(xiàn)振擺加大的問題。表明電氣因素不是引起主軸擺度偏大的主要原因。

3 機械方面原因分析及處理

3.1 推力瓦受力情況

下表為機組檢修時彈性油箱受力情況（控制標準為±10%）：

由上表可知推力瓦受力情況良好，同時檢查發(fā)現(xiàn)鏡板水平合格。

3.2 軸線檢查

下表為機組檢修時盤車數(shù)據(jù)

由表格計算可知水導相對上導的凈全擺度最大值為：σ6-2=13-（-2.5）=15.5=0.155mm小于0.35mm標準要求，機組軸線良好。

3.3 轉(zhuǎn)子動平衡檢查

電廠在檢修中發(fā)現(xiàn)磁軛存在松動現(xiàn)象，下表為對松動的磁軛鍵進行的打緊記錄：

為了消除磁軛及磁極鍵松動導致的轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡，該廠對轉(zhuǎn)子進行了磁軛鍵及磁極鍵更換處理。并通過動平衡試驗，根據(jù)試驗結(jié)果選擇配重塊進行配重，以保證轉(zhuǎn)子動平衡。機組在高負荷、90%以上開度是水導擺度仍得不到改善。最終電廠將主要原因鎖定在水力因素方面。

4 水力不平衡分析及處理

在檢修中，電廠發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)輪上迷宮環(huán)最低面與頂蓋抗磨板最低面并未齊平，而是前者高出后者5mm，這就導致的水流在流經(jīng)活動導葉后在轉(zhuǎn)輪葉片的進口處部分受阻，同時通過查驗#2機轉(zhuǎn)輪制造檢驗記錄，發(fā)現(xiàn)葉片的進口角有兩個斷面（EC1和EC3），EC1斷面13個葉片進口角度單個值合格，EC3斷面進口角平均值超差不合格。由于存在進口角偏差，流道斷面不均與，高比速混流式水輪機轉(zhuǎn)輪葉片軸面投影，且導葉高度較高，葉片立面長度較彎曲段長。當部分負荷工況時，流道內(nèi)不能滿流，水流偏轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)輪下環(huán)，上冠附近發(fā)生脫流或二次流；當負荷大時，流道內(nèi)水流伸直轉(zhuǎn)向上冠，下環(huán)附近發(fā)生脫流，這樣就改變了作用力、力矩和徑向分力，故當部分負荷時擺度??；當負荷大于70%以上時擺度隨之增大。

電廠通過修磨轉(zhuǎn)輪上冠，使轉(zhuǎn)輪上冠與頂蓋抗磨板齊平，確保轉(zhuǎn)輪進口水流平滑過渡到轉(zhuǎn)輪內(nèi)，同時對形狀偏差過大的#5、#8葉片進行了修磨處理，處理前后的機組水導擺度值在滿負荷運行時平均值為0.476mm（最大值為0.5mm），比處理前的平均值0.606mm（最大值為0.716mm）降低了不少，表明我們對轉(zhuǎn)輪水力不平衡的分析和處理是行之有效的。

5 結(jié)語

本文分析了東風發(fā)電廠#2水輪機水導擺度偏大的原因，從機組水力、機械及電氣原因進行分析，找出水力不平衡是主要原因，制定相應(yīng)的改造措施，最終采取轉(zhuǎn)輪打磨等主要措施，取得良好效果，改善了設(shè)備運行狀況，可供同類機組處理此類故障提供參考。

作者簡介：羅祿堂（1988-），男，貴州羅甸人，助理工程師，四川大學水電學院本科畢業(yè)，熱能與動力工程專業(yè)，從事水電站水輪發(fā)電機組檢修工作。