五强溪电厂5#机组改造性B级检修经验及电气盘车浅述

五强溪电厂5#机组改造性B级检修经验及电气盘车浅述

赵占绪

（湖南友源监理公司， 湖南 长沙 410205）

摘要：五强溪水电站装机5×240MW，选用立轴混流式半伞式机组。自投产至今第一

次对5#机组进行改造性B级检修，实施电气盘车进行经验总结。 关键词：机组 状况 分析 盘车 总结

五强溪水电站位于湖南省沅水干流下游沅陵县杨五庙，上距沅陵县城73km，下距常德市130km，是我国已建成逾百万KW级的大型水电站之一。由中南勘测设计院参于设计，水电八局承担机组安装任务。1986年复工，1994年12月25日首台机组并网发电。5#机组是最后一台机组于1996年12月底完成，投产发电历时已有10个年头。

全厂五台发电机为立式半伞三相凸极同步发电机，发电机轴为三段轴（含转子中心体）。机组轴系为径向两处支承，即发电机上导轴承和水轮机水导轴承。推力轴承的支承形式采用三波纹弹性油箱结构，单缸载荷设计值为1471KN。推力瓦采用双层结构即厚瓦200mm，薄瓦60mm，将厚瓦直接装在弹性油箱上以改善瓦的机械变形，瓦数18块，薄瓦为俄罗斯弹性金属塑料瓦。

发电机顶轴由20SiMn钢加工而成，哈尔滨电机厂制造。轴的上中部为上导轴承滑转子位置，滑转子（轴领）单独锻车后，套轴与顶轴同精车。为防止轴电流的形成，减少绝缘电阻的量测，既在轴领与顶轴之间（约8mm间隙）设有带铜丝网的特殊绝缘结构。

1、 设备故障的出现和问题的提出

2007年1月16日发现5#发电机上导轴承滑转子（轴领）上移达40～50mm，严重影响机组的安全运行，即时停机进行检修。顶轴于2007年1月31日吊出包装拖运去哈尔滨电机厂加工处理，3月1日运回五强溪电厂。

全厂五台发电机上导轴承滑转子均系绝缘材料加铜丝网结构。为什么5#机组反而提前暴露了此问题？根据以往机组主要设备的合同寿命期均考虑在40年以上，所以笔者带着这个问题进行了分析。

1.1 滑转子实施绝缘结构设计意图是好的，但他没有考虑到机组处于长期运行后，受

力复杂的情况下又会出现什么问题呢，这方面是欠周密考虑的。当时顶轴返厂时，哈厂的职工就这么说过：“时间差不多了，应该来了”。因为其他电厂也曾发生过

1

类似事件返厂处理过。

1.2 笔者认为5#机组有两个运行危害区：一是机组在开机升速过程中有一个较大的振

区；二是在不同水力工况下的临界负荷区振动较大，如果不是快速通过有害于机组设备运行状态。

1.3 5#机组在各种状况的过渡过程中和机组长期处于调峰和调频的状态时，或靠近临

界转速、临界负荷区运行中，对机组轴承的复杂受力也是一个弊端。

1.4 5#机组运行的过渡过程还表现在机组的频繁启动，负荷的增减，以及从电网中的

频繁解列都有一定的关系。

影响机组过渡过程中的调节有两大因素一是机械惯性；二是水流惯性。所以说水轮机调节系统的稳定性和动态特性品质取决于调节对象和调速器的特性，正由于这些调节系统不是长期处于好的状态，故然给机组设备带来一定的影响。 1.5 由于本厂发电机上导轴承结构设计不合理也是造成轴领松脱的原因之一。在每次调整上导间隙时都得在抗磨支承块后加垫，误差很大，往往不能保证上下轴承好的同心度和瓦隙的园度性。 另外5#机组于96年安装时，顶轴与转子中心体法兰处（5#、6#点）加有0.35mm紫铜垫片，对顶轴摆度进行过处理，虽然从计算的全摆度（滑环处）值没有超标，但从机组运行中所测摆度（双振幅）达到了0.70mm超出0.5mm(GB)的允许值，所以说这个不利的力源主要发生在这个部位。 2、5#机组检修中的主要工艺过程 2.1 顶轴于2007年1月31日吊出、包装拖运去哈厂，3月1日运回厂部（加工精度记录见顶轴轴领处理加工示意图一）。装复后原考虑做测园架准备实施对顶轴的垂直度、同心度和园度进行量测和校核，后因时间关系就放弃了。

2.2 顶轴法兰螺栓把紧预应力为190MPa，实际拉伸值0.34mm（厂家设计值）。由于

当时所购置的液压拉伸器容量不够（100MPa），要分两次拉伸不能到位，故最后一次是用千斤顶升加百分表量测才算告成（测量值见表一）。

表一 顶轴连接螺栓拉伸测量值 单位：mm

螺栓号 拉伸值 螺栓号 拉伸值

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0.31 0.30 0.35 0.32 0.30 0.31 0.36 0.37 0.35 0.32 0.33 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 0.35 0.30 0.34 0.32 0.32 0.35 0.31 0.35 0.32 0.32 0.36 2

注：Max=0.37mm

Min=0.30mm

2.3 机组盘车前实施了对三波纹弹性油箱压缩值的量测（见表二）

表二 5#机弹性油箱压缩量检测值 单位：mm

转子顶起后 序号 百分表读数改变值 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11# 12# 13# 14# 15# 16# 17# 18# 0.00 0.00 0.01 0.02 0.01 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.02 0.00 0.01 0.00 0.01 0.00 0.01 0.02 弹性油箱压缩量 0.38 0.40 0.41 0.32 0.31 0.23 0.28 0.18 0.45 0.40 0.27 0.22 0.22 0.15 0.07 0.24 0.33 0.28 0.38 0.40 0.42 0.34 0.32 0.23 0.29 0.18 0.45 0.40 0.29 0.22 0.23 0.15 0.08 0.24 0.34 0.30 落转子后 综合计算压缩量值 注：Max=0.45mm

Min=0.08mm

Max-Min=0.45-0.08=0.37mm

2.4 为便于对照计算，仍按原安装原始记录进行设点和全摆度计算（见表三、表四）

表三 5#机组轴线安装原始检测记录 单位：0.01mm 测量部位

1 2 3 3

4 5 6 7 8 集电环 百分表读数 上导轴承 中心体 镜板 发电机大轴 大轴法兰 水导轴承 相对点 集电环 相对点差数 上导轴承 中心体 镜板 发电机大轴 大轴法兰 水导轴承 -18 -5 3 -8 1 1 -7 1—5 -33 0 34 59 23 18 -3 7 0 11 -23 8 9 -4 9 4 17 -41 4 4 9 2—6 -9 21 58 29 43 39 10 10 -5 -13 -67 -15 -9 -2 15 -8 -31 -67 -22 -17 -4 2 -21 -47 -52 -35 -30 -14 3—7 -11 2 24 -43 1 7 5 20 2 -7 2 3 -3 4 -3 -6 -10 -2 -8 -1 -10 4—8 13 1 -3 -65 -7 -8 8 表四 5#机组轴线检修测定记录 单位：0.01mm

测量部位 集电环 百分表读数 上导轴承 镜板 大轴法兰 水导轴承 镜板轴向 相对点 相对点差集电环 上导轴承 镜板 大轴法兰 1 14 5 -22 -1 -2 -11 2 13 5 -44 -1 -2 -10 3 7 4 -48 14 0 -8 2—6 22 6 -66 -4 4 6 2 -32 14 0 -4 5 0 0 0 3 0 0 3—7 12 3 -72 -7 6 -9 -1 22 3 -1 -5 7 -5 1 24 4 0 -11 8 7 3 5 1 0 -11 1—5 14 5 -22 -4 4—8 -1 -1 -37 0 4