方福祥 安徽省潜山县清风岩水电站 (246318)
储海鹏 安徽省潜山县水电开发公司 (246300)
1 电站概况
清风岩水电站位于安徽省安庆市，大别山南麓的大沙河支流上，为跨流域开发的引水式电站。装机容量为2×2000kW，Z高水头109m，Z低水头87m，设计水头95.5m，设计流量254m3/s。水轮发电机组选用南宁发电设备总厂生产的HLD－46－WJ－67水轮机及其配套的SFW2000－6/1430发电机，YDT－600电液调速器(水轮机设计制造均按GB755－81，JB626－80标准进行)。水轮发电机组由安徽省水利建筑安装公司(国家二级企业)机电安装公司安装，1996年9月上旬安装结束，9月下旬交付投产。
2 问题的产生
1996年11月14日21:10，正在正常运行的2#机组推力轴承突然冒白烟，事故跳闸停机，当时的推力轴瓦温度高达80℃。拆开轴承发现：推力轴瓦下部四块轴瓦表面的巴氏合金全部磨光，导轴瓦靠轴颈部又烧伤严重；转轮后迷宫环下部粘连在一起。据值班员反映：21:00抄表时推力瓦温为52℃，故障信号的发出与事故信号发出的时间间隔不到2min。经检查，现场运行条件全部得到保证，蜗壳内无异物进入。
1996年12月3日下午16:20左右，正在巡视的值班员发现1#机推力瓦的温度计指针快速上升，并达到58℃，情况危急，立即停机。检查发现推力瓦下部四块轴瓦磨损，有很大亮点，并且主轴瓦靠轴颈部有烧伤迹象。
3 问题的分析与处理
针对2#、1#机推力瓦这种状况，电站技术人员会同厂方和安装单位进行会诊，分析原因，Z后达成两点共识：
(1) 机组刚交付使用，推力瓦和轴瓦处于磨合期，上述机组现象可能是磨合期内正常现象；
(2) 因为安装期间和试运行期间，推力瓦温和导瓦温都较高，怀疑其安装质量不佳(在试运行期间，整个瓦温都偏高，安装单位认为轴承座容量有限，有限的透平油达不到降温的效果，故增添了外循环装置)。
基于这种认识，1997年上半年，电站技术人员和厂方技术人员主要是从轴的水平度、轴瓦间隙、瓦面接触点、接触角、主轴的摆度、振动等方面去考虑，进行调整和修理，并做了转轮静平衡试验，但效果并不理想，轴承各处的温度维持较高区间，并且机组振动大、噪音也大。
问题的症结在哪里？是什么原因引起推力瓦温骤升？轴承温度高，是不是轴承本身因素所导致的？尽管两台机组运行状况不佳，但是为了找原因，仍让机组运行，进行严密观察。据运行人员反映，推力轴承总给人一种向发电机侧歪斜的感觉。技术人员立即进行验证，推力轴承确实向发电机侧倾斜，倾斜程度达75丝。
清风岩水电站的水轮发电机组的水轮机与发电机由同一根主轴组成，整个水轮发电机的旋转部分由两个轴承支承水轮机却只有一个推力轴承。
技术人员针对机组构成特点，并结合电站水头、转速1000r/min、轴向水推力(83.3kN)、机组转动惯量(GD2≥3t·m2)等情况分析后认为：推力轴承向一侧倾斜说明，推力轴承本身刚度不够或者支撑发电机组的底板刚度不够。
经过对底板检查得知：底板是由一整块钢板刨制而成，各处的厚度不均，推力轴承下处为16mm，发电机下处为28mm，其他各处均为16mm。
能不能说：底板由于刚度不够，机组运行中在某种力的作用下产生较大的弹性变形，从而引起推力轴承向一侧倾斜，导致推力瓦下端部与镜板压紧而发生摩擦，使瓦温急剧上升。这种解释正好吻合两台机组推力瓦温骤升的现象。因此，怀疑机组设计存在问题。
清风岩水电站把有关推力瓦温骤升的情况和假设反馈到厂部，经厂方组织专家进行验算：在原设计状况下，83.3kN轴向水推力，完全有可能使底板发生弹性形变，从而使这一假设得到了证实。
1997年下半年，进行底板更换工作，将发电机组拉回厂家，将底板换成厚45mm，重新浇铸机组基础，重新安装。虽然，1998～2000年各轴承的温度仍很高，但没有出现推力瓦温骤升现象。不过，为了解决轴温过高问题，我们又于2001年上半年，对各轴承进行精心安装调试。其后，自2001年汛期至今，两台机组瓦温都维持50～54℃(未带外循环，但增添了内循环)，运行状况良好。
来源：《农村电气化》2002年09期
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