水轮发电机组轴摆度超标处理探析

机械部件损坏

1.轴承磨损加剧：轴摆度超标会导致轴承与轴颈之间的摩擦增大，加速轴承的磨损，缩短其使用寿命。

.零部件断裂：轴摆度超标会使转子等部件承受额外的机械应力，可能导致零部件出现裂纹甚至断裂。

3.连接件松动：轴摆度超标，机组连接部件可能因摆度过大而松动，影响机组的整体稳定性和安全性发电效率降低

1.转速不稳定：轴摆度超标会导致机组转速波动，影响发电效率，降低电能质量。

2.能耗增加：为维持稳定运行，机组可能需要消耗更多能量，导致能耗增加。

机组振动加剧

1.共振风险：轴摆度超标可能引发机组与厂房构件的共振，导致振动加剧，影响机组安全运

2.振动传递：轴摆度超标，振动可能传递到其他设备和厂房结构，造成更广泛的损害。轴承瓦温升高

1.摩擦增加：轴摆度超标会导致轴承瓦与轴颈之间的摩擦增大，引起瓦温升高。

2.润滑不良：高温可能影响润滑油的性能，导致润滑不良，进一步加剧轴承磨损。安全隐患

1.设备故障：轴摆度超标可能导致机组突然停机或故障，影响电力供应的可靠性。

2.安全事故：极端情况下，轴摆度超标可能引发严重的安全事故，威胁人员和设备安全。

维护成本增加

1.频繁维修：轴摆度超标会增加机组的维护频率和成本，影响电站的经济效益。

综上所述，机组轴摆度超标不仅影响机组的正常运行和发电效率，还会对设备安全性和使用寿命造成严重威胁，必须及时采取有效措施进行处理。因此，了解并熟悉轴摆度的特性，采取有效的技术改进措施减小轴摆度，在很大程度上可以保障电厂设备安全稳定运行，提高电厂经济效益。

关键词：轴摆度；超标；技术改进措施

一 前言

某电厂一台 6.7MW 混流式水轮发电机组自投运以来上导轴摆度超标严重，机组检修前满负荷状态运行：上导 X 向摆度 350μm ，上导 Y 向摆度 369μm ，摆度值超过标准GB/T 32584-2016《水力发电厂和蓄能泵站机组机械振动的评定》（发电机非驱动端轴承）：A/B 为 180μm ，B/C 为 280μm ，处于 C 区运行。历年检修采用常规等检修工艺均未有效解决摆度超标的问题，这一现状问题在筹备机组A 级检修过程中进行综合分析，后在机组拆机完成后对机组推力头、镜板进行返厂加工处理。再通过对转子磁极松动及位移情况进行检查处理、转子磁极与定子铁芯有效高度的相对高程检查调整、推力头与镜板间的调整垫研磨处理、轴摆度盘车调整、导轴承瓦间隙从新分配调整。最终水轮发电机组自投运以来上导轴摆度超标严重问题得到大幅度改善。因此，了解轴摆度的特性并遵循正确的轴摆度调整和技术改进工艺是保障机组具备良好轴摆度运行工况最有效办法。本文后续对水轮发电机组轴摆度超标的原因进行综合分析，并对可能出现的问题工况探讨了详细的防范措施。本文的研究内容为水轮发电机组轴摆度超标处理提供横向的参考。

二 轴摆度超标原因分析

机组拆机完成后对影响轴摆度的可能因素进行逐一排查：

1.历年检修采用常规等工艺均未有效解决轴摆度超标的问题，此次检修决定对机组推力头、镜板进行返厂加工处理，对推力头同心度、h 面和 m 面垂直度和光洁度进行校核，对镜板平行和度光洁度进行校核。

2.检修前对导轴承瓦间隙进行检查，发现检修前上导瓦间隙比设计间隙普遍偏大0.10mm 左右，瓦间隙偏大与机组轴摆度超标有至关重要的关系，此项作为重点处理项。

3.检修前对轴摆度进行检查，发现检修前轴摆度刚好符合图纸要求的上限值，轴摆度优化空间较大，此项作为重点处理项。

4.检修前对转子磁极松动及位移情况进行检查，发现转子磁极均有轻微松动痕迹，转动部分的松动与机组轴摆度有至关重要的关系，此项作为重点处理项。

5.检修前对转子磁极与定子铁芯有效高度的相对高程进行检查，发现相对高程符合图纸要求，此项作为后续复核项。

6.检修前对推力头与镜板间的调整进行垫检查，发现调整垫波浪度超差，镜板端面跳动值最大为 0.08 毫米。波浪度超差与机组轴摆度有至关重要的关系，此项作为重点处理项。

7.检修前对水轮机止漏环间隙、导叶开度进行检查，止漏环间隙、导叶开度符合图纸要求，此项作为后续复核项。

三 技术改进措施

（一）推力头返厂加工情况：

在 2.5 米立车上进行推力头上平面和内孔找平找圆后，对推力头上导瓦配合处进行研磨抛光处理至表面粗糙度 Ra0.8 要求。以推力头内孔及安装卡环位置的平面找平、找圆，检查推力头下平面，处理推力头 h 面和 m 面。然后研磨抛光处理至表面粗糙度Ra0.8 要求。在经过对卡环接触面检查后，端面跳动小于 0.02 毫米。在对推力头与上导瓦配合面检查后发现跳动超差，车磨该外圆直径，保证跳动及垂直度小于 0.02 毫米。经检查推力头与镜板配合面，发现平行度超差，车找正带后将推力头掉头进行二次装夹找正车车磨该平面，保证其平行度小于 0.02 毫米。处理完毕后的推力头 h 面和 m 面等部位均满足图纸设计要求。

（二）镜板返厂加工情况：

1.镜板平行度检测，工作面在车床上架百分表检测记录读数，处理完后将推力头翻身，将镜板放在上面，用塞尺检查，满足要求。

2.经上述方案处理后，镜板平行度小于 0.02 毫米，镜板最终加工后厚度为 毫米，整个镜板安装尺寸和光洁度满足设计要求。

（三）轴摆度调整情况：

检修后，对发电机轴、水轮机轴轴摆度进行精细化调整，发电机轴、水轮机轴相对摆度均调整在 0.02mm/m 以内。

（四）导轴承瓦间隙分配调整情况：

检修后，对导轴承瓦间隙按照图纸要求从新分配调整，瓦间隙调整值取图纸要求下限值进行调整。

（五）转子磁极松动处理情况：

检修后，对转子所有磁极固定键进行紧固处理。

（六）推力头与镜板间的调整垫处理情况：

检修后，对推力头与镜板间的调整垫进行研磨找平处理，测量镜板端面跳动值小于 0.04mm_⨀ 。

（七）检修后对水轮机止漏环间隙、导叶开度进行测量调整，止漏环间隙、导叶开度符合图纸要求。

四 取得成效

机组检修前满负荷状态运行：上导 X 向摆度 350μm ，上导 Y 向摆度 369μm ，摆度值超过标准 GB/T 32584-2016《水力发电厂和蓄能泵站机组机械振动的评定》（发电机非驱动端轴承）：A/B 为 180μm ，B/C 为 280μm ，处于 C 区运行。机组检修后满负荷状态运行：上导 X 向摆度 162μm ，上导 Y 向摆度 148μm ，下导 X 向摆度 21μm ，下导 Y向摆度 22μm ，水导 X 向摆度 50μm ，水导 Y 向摆度 36μm ，摆度值满足标准 GB/T32584-2016《水力发电厂和蓄能泵站机组机械振动的评定》（发电机非驱动端轴承）：A/B 为 180μm ， B/C 为 280μm ，处于 A 区运行。本轮 A 级检修后水轮发电机组自投运以来上导轴承摆度超标严重问题得到解决。

五 防范措施

1.机组运行过程中，做好机组振摆数值的监测，发现机组振摆数值增大后，及时分析原因，制定可行的处理方案，在机组等级检修时进行处理。

2.机组等级检修时，着重检查并做好以下五个方面的工艺要求把控：

（1）做好对导轴承瓦间隙检查调整，瓦间隙应在图纸设计要求内，瓦间隙调整值一般取图纸要求下限值或中位值进行调整，因为瓦间隙偏大与机组轴摆度超标有至关重要的关系，所以一般情况下不取上限值调整。

（2）做好轴摆度的调整处理，轴摆度应在图纸设计要求内，因为盘车摆度与机组运行摆度有至关重要的关系，轴摆度数值越小越好。

（3）做好机组转动部位的检查，如转子磁极松动及位移情况检查，发现松动痕迹应及时进行紧固处理；转子、转轮的动平衡检查，若动平衡超出规范范围，应对转子、转轮进行配重或修整，消除质量不平衡，保证转动部位动平衡符合规范要求。

（4）做好转子与定子铁芯有效高度的相对高程、定转子空气间隙检查，相对高程空气间隙应符合图纸要求，减小机组机械方面磁拉力不平衡情况发生。

（5）做好磁极线圈检查：检查磁极线圈是否存在匝间短路，及时修复或更换。做好励磁系统检查调整：优化励磁系统参数，减少电气方面磁拉力不平衡对摆度的影响。

（6）做好水轮机止漏环间隙、导叶开度的检查，保证止漏环间隙、导叶开度符合图纸要求，消除水推力不平衡情况发生。

（7）做好推力头与镜板间的调整垫检查，如发现调整垫波浪度超差较大，则应对调整垫进行研磨找平处理，测量镜板端面跳动值小于 0.05 毫米。

（8）如以上工艺要求都符合规范要求，则应根据现场实际情况对机组转动部件返厂处理，进行同心度、垂直度、光洁度、动平衡等方面的校核处理。

五 结论

了解并熟悉轴摆度的特性，采取有效的技术改进措施减小轴摆度，一方面可以很大程度上保障电厂设备安全稳定运行，另一方面可以大大延长设备的检修周期和使用寿命，避免了不必要的设备及零部件的损伤，提高了机组的安全性，也为电厂节约了成本，提高了经济效益。