程雲山1 羅躍林2 徐成林2
（1.河海大學水利水（shuǐ）電工程學院，江蘇 南京 210098；2.柘林（lín）水（shuǐ）電開發責任有限公司，江西 九江 332000）
摘 要：柘林水電站6號機（jī）組HLA551-691型水輪機的水（shuǐ）導軸承油箱水冷卻器運行不到一年就發（fā）生漏水事故，原因是冷卻器結構設計存在缺陷；投入運行前（qián）的試驗壓力過高，造成接頭處強度降低，采用在不拆卸發（fā）電機、不進行機組總軸線（xiàn）調整的情（qíng）況下，拆卸水導軸瓦修複水冷卻器，然後將水導（dǎo）軸瓦裝複，且不影響機組軸線的檢修方法（fǎ），對該（gāi）機組進行檢修，修複後的機組運（yùn）行正常。
關鍵詞：水輪機；水導軸承；冷卻器（qì）；事（shì）故檢修
1 事故
及原（yuán）因（yīn）分析
江西柘林水電站6號機組是2002年（nián）6月投運的機組，水輪機型號為HLA551-691，設計水頭35.5m，Z大（dà）水頭43.9m，Z小水頭26.4m，額定出力122.45MW，Z大（dà）出力140MW，額定流量380m3/s，額定轉速75r/min，飛逸轉速145r/min，Z高（gāo）效率95.4%。其水（shuǐ）導軸承采用稀油潤滑分塊瓦軸承，軸瓦材料為巴氏合金，共有10塊。在軸承體內設置有油冷（lěng）卻器2個，冷卻水（shuǐ）可以從（cóng）冷卻器的（de）兩個管口中的任一管口進入，從另一管口流出。潤滑油采（cǎi）用L-TSA 46號（hào）汽輪機油。水導軸承瓦溫為發信號65℃，停機（jī）70℃；水（shuǐ）導軸承油溫不超過60℃；水導軸承油冷卻器進水（shuǐ）溫度不（bú）高於25℃；水導軸承油冷卻器額定（dìng）壓（yā）力0.2-0.5MPa；水（shuǐ）導（dǎo）軸承（chéng）油冷卻器進水與出水壓力差（chà）不大於0.05MPa。
按照有關規（guī）程（chéng）[1]，柘林水電站6號機組計劃在2004年春天進行投產後的次檢查性大（dà）修，但是（shì）在2003年9月的例（lì）行檢查中發現水導（dǎo）軸承油箱中油溫異常，抽取（qǔ）油樣化驗，發（fā）現油箱中存在大量漏水，潤滑（huá）油已經呈乳化狀。分析（xī）其原因，是（shì）水導軸承油箱冷卻器漏水所致，不得已隻能將大修時間提前到2003年10月。
檢修中，打開（kāi）水導軸承油箱蓋板時，發現該水輪機的水導軸（zhóu）承在設計安裝上存（cún）在明顯的缺陷：油箱冷卻器在水導瓦架的下部（bù），無法實現不動軸（zhóu）承瓦架和（hé）軸瓦就可（kě）以檢查冷卻器是否（fǒu）滲漏，所以必須（xū）將水導軸承分解（jiě），吊出（chū）水導瓦及瓦架和油箱方可檢查冷卻器。這樣就帶來（lái）一個問題：拆卸檢修完（wán）畢，水（shuǐ）導瓦及瓦架在油箱裝複時，必須維持大（dà）軸旋轉中心處在檢修前的位置或滿足設計要求。而機組在這種（zhǒng）狀態下已正常運行1a，各處導瓦間隙檢修前比較紊亂，水導軸承瓦架及軸瓦一旦拆（chāi）卸下來，要想在裝複（fù）時完全恢複到（dào）拆卸時的位置而沒有絲毫誤差，這在技（jì）術（shù）上非常困難，當然也可以在檢（jiǎn）修完成後進行機組總軸線的調整（即盤車），但（dàn）這樣做（zuò）的工作量將非常大（dà），工（gōng）期太長，將影響電（diàn）網的調度和運行。因此，需要綜合考慮各種因素，采取妥善的檢修方法，確保裝複時大（dà）軸旋轉中心處在檢修前的位置（zhì）或滿足設計（jì）要求。
2 檢修步驟及方法
為了滿足設（shè）計要求，在檢修前後需要測量數組數據來衡量大軸中心所處的位置，並以此作為依據（jù）和定位基（jī）準，其檢修步驟如下：
a.確定大軸在停機狀態下的中心位置。將水導（dǎo）軸承（chéng）蓋板拆除後，測量水導軸瓦與大軸各處間隙（xì）值（zhí），並測量（liàng）水導軸承瓦架與大軸各處間隙，為了保（bǎo）證結果的可靠性和裝複時的（de）參照基準，還需測量上（shàng）導軸瓦（wǎ）與大軸間隙、上下止漏環間（jiān）隙。這是因為（wéi）油箱及瓦架在裝複時如（rú）果有變動或不能（néng）裝回（huí）原位，那麽水導（dǎo）瓦在裝複時就無參照物來說明大軸在水導處所處的位置，所以必須測量（liàng）這（zhè）些數（shù）據，並（bìng）通過這些數（shù）據來確定大（dà）軸的中心位置。測點布置見圖1，檢修前的測量數據見表1。
b.
將水導軸承分解吊出和裝複（fù）。待水導軸承處各間隙測量（liàng）完畢後，將水（shuǐ）導軸承分解吊出，檢（jiǎn）查水導冷卻器，檢查時按要求將（jiāng）冷卻器通水，加壓至工作（zuò）壓力下（工作壓力為0.25MPa），經檢查發現冷卻器冷（lěng）卻（què）銅管在端蓋一脹口處有水滲出，並（bìng）且在另一端結合（hé）麵上有一砂眼，檢修時（shí）將滲（shèn）漏銅管的兩頭封堵，砂眼（yǎn）處進行內外補焊。待這項工作完（wán）成（chéng）後，再加（jiā）上0.5MPa的試驗壓力，1h後檢查，要（yào）求：①壓力無下降；②各處無滲（shèn）漏[2]。經檢查（chá），試驗結果符合設計要求，然後將油箱（xiāng）及瓦架裝複，並測量瓦架與大軸間隙，再與檢（jiǎn）修前作比較，結果移動量很小。
c.分析調整各處（chù）導瓦間隙。根據對檢修前測（cè）量的各處間隙分（fèn）析，大軸在此停機位置時，偏離中（zhōng）心0.1mm，水（shuǐ）導瓦架在（zài）裝複後移動量較小，可忽略不計。如果要優化大軸中心位置，需調整導軸瓦間隙，那麽各導瓦（wǎ）間隙（xì）需向偏離方向移動（dòng）0.1mm，使大軸中心接近理想的中心位置，理論上符合，但考慮到大軸裝（zhuāng）機時的軸（zhóu）線是否正常，如不正常則調整後（hòu）的大軸在運行時弊大於利，特別是對導瓦損傷大。根據設計要求（qiú），上導處間隙為0.15-0.20mm，水（shuǐ）導處間隙（xì）為0.2-0.25mm[1]，而（ér）實際隻（zhī）偏（piān）離0.1mm，隻需要在調整時，將上導（dǎo）瓦間隙均調至0.15mm，將水導（dǎo）瓦間隙均調至0.20mm，這樣既符合設計要求，又不影響機組穩定運行（háng）。檢修（xiū）後的測量數據見表2和表（biǎo）3。首次檢修的機組在偏差小的情況下，可（kě）暫時不記發電機空氣間隙的偏差，待下次檢修時再考（kǎo）慮，但必須測量發電機空氣間隙。
d.
裝複及開機試（shì）驗。按國家標準[2]進行檢修後機組的穩定運行試驗，結果上導處全擺度小於或等於0.12mm，水導處全擺度小於或等於0.30mm，均（jun1）符合規程要（yào）求；軸承溫度正常，其他（tā）各部位未（wèi）見異常。試驗後機組投入運行，運行（háng）工況穩定。
3 結語
通過檢（jiǎn）修（xiū）發現，HLA551-691型機組（zǔ）在設計上有待改進的地方有：①水導軸承油箱冷卻器在安裝位置上（shàng）存在缺陷，沒有考慮各種情況下的（de）檢修，設計（jì）上應該采用更便於檢修及維護的結構；②冷卻器材料（liào）和結構應加以改進，應使用導熱性（xìng）能（néng）好且（qiě）經久耐用的材料（liào）；③導瓦抗重（chóng）塊與（yǔ）瓦間隙調整墊片不精確，該型（xíng）機組結構要求的（de）安裝和調整環節繁瑣且（qiě）不易（yì）掌握，調整墊片在測量上誤差大，使檢修（xiū）時軸（zhóu）瓦間隙精確度係數降低，對軸瓦間隙調整造成困難且不可靠。
參考文獻：
[1] DL/817-2002,立式水輪發電機檢（jiǎn）修技術規程[S].
[2] DL/T507-2002,水輪發電機組啟動試驗規程[S].
來源：《水利水電科技進展》2003年增刊第（dì）1期
