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清蓄電站水導軸瓦間隙增大原因分析及處理

文檔作者：甄培江，周玉權，楊偉坡文檔來源：清遠蓄能發電有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年11月02日
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第41卷第4期
2018年4月
水電站機電技術
MeehanicM＆ElectrieM Technique of Hydropower Station
V01．41 No．4
Apr·2018 45
清蓄電站水導軸瓦間隙增大原因分析及處理
甄培江，周玉權，楊偉坡
(清遠蓄能發電有限公司，廣東清遠511853)
摘要：為改善清蓄電站機組振擺情況，提高蓄能機組的性能和指標，文章從理論分析、結構特點、設計安裝等方面
對水導軸瓦間隙增大原因進行分析，論述了安裝調整和螺栓止動的措施實施過程，解決了水導軸瓦間隙增大問題，
并對此提出一些建議和思考。
關鍵詞：蓄能機組；水導軸瓦；間隙增大
中圖分類號：TK730．3。22 文獻標識碼：B 文章編號：1672—5387(2018)04-0045—04
DOI：10．13599／j．enki．11-5130．2018．04．012
1前言
清遠抽水蓄能電站(以下簡稱“清蓄”)機組為立軸
單級混流可逆半傘式結構，設有上導軸承、下導軸承、
水導軸承，單機容量320MW，額定轉速428．6r／min。導
軸瓦分為上導、下導、水導，均采用支柱式抗重螺栓
分塊軸承瓦，具有結構簡單、平面布置緊湊，剛性、自
調節功能均好的特點。
清蓄機組運行中多次出現導軸承擺度報警，其
中有兩次導致機組跳機。機組檢修消缺中實測導軸
承軸瓦間隙，上導與下導軸瓦間隙變化不大，而水導
軸瓦間隙明顯增大。其中1號機組水導軸瓦間隙增
幅最高達46．6％，實測數據見表1；2號機組水導軸
瓦間隙增幅最高達34．5％，實測數據見表2；水導軸
瓦間隙的增大導致機組振擺情況惡化，嚴重影響機
組運行性能和指標。因此有必要從理論分析、結構特
點、設計安裝等方面進行深入剖析，確定主要原因并
制定實施處理措施。鑒于4臺機組水導軸承結構與
參數相同，為方便闡述，以l號機組水導軸承為例進
行分析。
表1 1號機組水導軸承間隙實測表
編號1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
實測0．37 o．39 0．41 0．41 0．39 0．36 O．36 O．38 0．42 0．44 O．37 0．32
總間隙1．7 2～8 3～9 4～10 5一11 6～12
0．73 0．77 0．83 0．85 O．76 O．68
增幅25．8％ 32．8％43．1％46．6％ 31．O％ 17．2％
備注：1號機組水導軸承間隙設計安裝值為0．58±0．03mm
表2 2號機組水導軸承間隙實測表
編號l 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
實測O．36 O．35 0．33 0．31 0．34 0．41 OAI o．40 0．37 0．36 0．33 0．37
l～7 2～8 3—9 4～10 5—1l 6一12
總間隙
0．77 0．75 0．70 0．77 0．67 0．78
增幅32．7％ 29．3％ 20．7％ 32．7％ 15．6％ 34．5％
備注：2號機組水導軸承間隙設計安裝值為0．58±0．03mm
2原因分析
2．1原因綜述
眾所周知，機組運轉狀態時所反映動態軸線形
狀與其靜態形狀是不可能一致的。按靜態軸線調正
導軸瓦間隙時的軸承并不處于最佳狀態，一般都要
求在試運行后，按需要根據動態軸線重新進行軸瓦
間隙調整，從而更有效的保證軸承受力均勻、軸系運
轉平穩。由于機組動平衡試驗已基本消除了機械不
平衡，軸瓦間隙增大就成為軸系引發弓狀回旋形態
的主要因素，其明顯的后果是軸系振擺加劇。軸瓦間
隙經過一段時間運行后非正常增大的現象是必須避
免的，本文將從軸承結構和安裝調整方法兩個方面
分析并尋求解決方法。
2．2結構分析
水導軸承的主要作用是承受機組徑向力，如徑
向水推力、機械不平衡力、電磁不平衡力等，進而限
收稿日期：2018—02—02
作者簡介：甄培江(1984-)，男，工程師，從事水電站機械專業
工作。
萬方數據
水電站機電技術第41卷
制、約束機組的徑向擺動，保證機組能夠穩定運行。
清蓄水導軸承主要有軸瓦、嵌入塊、軸瓦支撐板、調
整螺栓、調整螺母、墊塊、止動墊片等組成，采用分塊
扇形瓦結構，均布12塊。軸瓦采用巴氏合金(錫基)，
瓦面材料ZChSnSbl 1-6。水導調整螺柱前端與嵌入
塊接觸面為球面體，可形成輕微動轉的支點，使軸瓦
在運行中與軸領之間形成楔形，從而效果性地產生
油膜反力(見圖1)。
水導軸承M100×3—69調整螺栓采用40Cr調
質硬度269～331HB，確保與M72螺母和套筒的硬
度差30～50 HB，而其SR300球面則經過淬火處理
(深度15～20 mm)硬度為HRC50～54；設計要求嵌
入塊采用40Cr，其中82區域表面淬火15。2．0mm深，
硬度達到HRC48—52HB(見圖2)。調整螺柱的螺紋
分為M100和M72節距不同的兩段，調整螺柱座面
設有止動墊片，此結構能夠起雙螺母效果，固定牢實
且能同時止動。但實際上由于：①螺柱與螺母的絲牙
是有間隙的。②螺孔與端面可能不完全垂直，致使螺
牙間受力不均勻。這樣就存在機組運行時鎖緊螺母
有松動的可能。因而鎖定螺母是否松動，調整螺柱球
面是否磨損是檢修時的一個重要檢查項。
機組消缺檢查中未發現水導調整螺柱球面有明
顯磨損痕跡，鎖定螺母無松動．
圖1水導軸承結構圖
圖!水導調整螺栓
2．3設計安裝分析
水導軸承軸瓦安裝調整嚴格按作業指導書進
行，在完成機組軸線定位和水導軸承座定位后，檢查
清洗水導瓦，瓦面設有海綿和白布保護，水導瓦就位
后開始軸瓦調整。用千斤頂從+Y、+X、一Y、一x 4個
方向頂住軸瓦，使軸瓦緊貼大軸，作業過程中架設百
分表監視大軸位移。用塞尺測量軸瓦與軸面的間隙
為0 mm，調整軸瓦的調整螺栓，控制調整螺栓與嵌
入塊問的間隙至設計值，間隙用塞尺檢查。緊固鎖定
調整螺栓，復測調整螺栓與嵌入塊的間隙無變化，拆
除楔子板，百分表讀數無變化。同樣的方法完成其余
軸瓦的調整與固定。全部完成后復測軸瓦間隙，要求
軸瓦間隙分配偏差為±0．02 m／n，最后按要求焊接螺
母止動塊。
檢查機組水導軸承時發現墊塊的c5倒角有與
調整螺桿螺牙擠壓的痕跡，而且在螺栓打緊過程中
也發現調整螺栓跟隨鎖定螺母一起旋轉，這說明由
于C5倒角偏小限制了調整螺栓的行程，使得M72
鎖緊螺母未能起到鎖緊調整螺栓的作用。該結構設
計加工缺陷應制定改進措施加以解決。
為進一步確定C5倒角偏小與調整螺栓鎖緊失
效的關系，下面就其受力情況進行分析，見下頁圖3。
正常情況下，鎖定螺母打緊后產生的巨大拉力F間
接作用在調整螺栓上，F等于n。但實際情況中由
于C5倒角偏小，限制了調整螺栓的行程，墊塊與調
整螺栓R8過渡段接觸，鎖定螺母產生的拉力，一
部分作用在調整螺栓與墊塊間，使得FI

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