小峽水電站3號發(fā)電機(jī)上導(dǎo)軸承滑轉(zhuǎn)子絕緣層松動(dòng)的原因分析與處理

【摘 要】小峽水電站3#機(jī)組自投產(chǎn)以來，上導(dǎo)瓦溫較其它機(jī)組高2～3℃，軸電流最高時(shí)達(dá)2A，隨著運(yùn)行小時(shí)數(shù)的增加，逐漸出現(xiàn)了上導(dǎo)擺度增大的現(xiàn)象。針對以上問題的存在，進(jìn)行了分析、檢查，找出了根本原因并順利解決，本文主要闡述了出現(xiàn)這一問題的原因分析及解決過程。

【關(guān)鍵詞】上導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子；松動(dòng)；分析；處理

一、概況

小峽水電站位于甘肅省蘭州市皋蘭縣境內(nèi)黃河干流上，距上游蘭州市35km。電站主要任務(wù)是發(fā)電，水庫正常蓄水位▽1499m，最大壩高50.7m，總庫容4800萬m3，為日調(diào)節(jié)水庫。電站裝機(jī)容量230MW，保證出力93MW，年發(fā)電量9.56億kW.h。電站裝機(jī)為57.5MW軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組4臺(tái)，由通用電氣亞洲水電有限公司制造，發(fā)電機(jī)型號為SF-J57.5-88/12500，水輪機(jī)型號為ZZ（K305）-LH-830，機(jī)組額定轉(zhuǎn)速68.2rpm。3#機(jī)于2005年5月并網(wǎng)發(fā)電。

二、3#機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)的主要問題

上導(dǎo)擺度超標(biāo)：該機(jī)上導(dǎo)軸承由上導(dǎo)軸承瓦、楔形板、密封環(huán)、上、下支撐環(huán)及軸承墊等組成，采用支撐剛度大的鍥形板支撐，上、下密封環(huán)之間的空間構(gòu)成了導(dǎo)軸承的油槽。上導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子由上導(dǎo)軸承套筒和滑轉(zhuǎn)子熱套后加工成，滑轉(zhuǎn)子與上導(dǎo)軸承套筒間有由環(huán)氧玻璃坯布包壓成的絕緣層，使上導(dǎo)軸承與轉(zhuǎn)軸間具有足夠的絕緣要求，結(jié)構(gòu)如圖示。

上導(dǎo)設(shè)計(jì)間隙為單邊0.30mm，正常運(yùn)行中其擺度不能大于0.30mm，3#機(jī)在運(yùn)行中上導(dǎo)擺度值超標(biāo)，最大在0.50mm左右，影響機(jī)組的安全正常運(yùn)行。上導(dǎo)瓦溫較高，在工況時(shí)通過對3#機(jī)上導(dǎo)瓦溫值與其它機(jī)組運(yùn)行記錄數(shù)值相比較，3#機(jī)上導(dǎo)瓦溫高2～3℃，最高56℃，定值：60℃報(bào)警，65℃停機(jī)。

三、原因初步分析

根據(jù)現(xiàn)有資料，3#機(jī)安裝時(shí)機(jī)組軸線調(diào)整滿足要求，運(yùn)行中3#機(jī)在線檢測檢測數(shù)據(jù)分析認(rèn)為機(jī)組軸線合格，初步分析認(rèn)為上導(dǎo)軸承滑轉(zhuǎn)子絕緣層松動(dòng)的可能性較大，需要停機(jī)分解檢查驗(yàn)證。

四、處理過程及處理對策

（1）分解過程中檢查發(fā)現(xiàn)：上導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子與絕緣層間一周均有由于擠壓所產(chǎn)生的油泥樣黑色油汁，兩者之間在周向和軸向均未出現(xiàn)位移現(xiàn)像，將油泥清掃干凈后用塞尺測量檢查，有1/4周多0.05mm塞尺可貫穿塞入，確認(rèn)絕緣層與滑轉(zhuǎn)子間存在間隙。（2）處理所采取的對策：分解上導(dǎo)軸承，吊出上機(jī)架，將小軸拆除，拆除滑轉(zhuǎn)子后，將上導(dǎo)軸承套筒上車床將原絕緣層清除干凈。準(zhǔn)備好足夠的0.2mm厚環(huán)氧玻璃坯布，1040絕緣漆，固化劑及促進(jìn)劑。車床選擇適宜的、緩慢的速度，使上導(dǎo)軸承套筒旋轉(zhuǎn)，由兩人配合重新繞包環(huán)氧玻璃坯布，邊繞包邊涂刷1040絕緣漆和固化劑及促進(jìn)劑調(diào)制的膠液，需使環(huán)氧玻璃坯布能粘結(jié)緊固并平整，每層需及時(shí)均勻足夠涂刷膠液，所用力度適宜。包至20層左右時(shí)裝上專制包箍工具將其包緊，進(jìn)電爐加熱；升溫到160℃左右保溫8小時(shí)，隨爐冷卻后將包箍拆除；依照上述方法根據(jù)滑轉(zhuǎn)子實(shí)際內(nèi)徑進(jìn)行二次繞包環(huán)氧玻璃坯布，多留3mm左右余量，進(jìn)行第二次熱壓時(shí)包箍位置與第一次錯(cuò)開。為確保滑轉(zhuǎn)子的絕緣層硬度及防止有氣泡存在影響加工，在每次纏繞加熱固化前均采用真空浸漆工藝。然后進(jìn)行加熱、保溫、冷卻后將上導(dǎo)軸承套筒再上車床，根據(jù)滑轉(zhuǎn)子實(shí)際內(nèi)徑尺寸及技術(shù)配合要求車所包箍的絕緣層，表面要求平整。將滑轉(zhuǎn)子熱套入軸承套筒上。上機(jī)床復(fù)測各部位尺寸，并按圖紙要求校正滑轉(zhuǎn)子外圓同軸度。（3）處理效果：絕緣層處理完成設(shè)備回裝，對機(jī)組推力軸承受力進(jìn)行了檢查調(diào)整，機(jī)組軸線檢測正常，啟動(dòng)運(yùn)行后上導(dǎo)擺度在0.15mm左右，上導(dǎo)瓦溫正常，機(jī)組軸電流從2A下降到1A。

五、現(xiàn)狀分析

從對上導(dǎo)軸承分解檢查的情況來看，事前分析所確定的基本原因得到了驗(yàn)證，通過對絕緣層的處理，我們認(rèn)為，由于上導(dǎo)軸承所固有的結(jié)構(gòu)特征，滑轉(zhuǎn)子與軸套間設(shè)置絕緣層，而絕緣在制造中為0.2 mm EW200無堿玻璃布胚纏繞，涂刷1040絕緣漆后加工形成絕緣層，該工藝要求形成的絕緣層須具備足夠的剛性和穩(wěn)定性，但由于制造工藝和絕緣層本身長期在溫度較高的透平油中浸泡，并要承受強(qiáng)大且不平衡徑向力對其持續(xù)進(jìn)行擠壓的作用等原因，會(huì)產(chǎn)生收縮變形狀況導(dǎo)致與滑轉(zhuǎn)子間出現(xiàn)間隙，造成滑轉(zhuǎn)子松動(dòng)，松動(dòng)的滑轉(zhuǎn)子則直接導(dǎo)致上導(dǎo)擺度無法控制，也導(dǎo)致瓦溫上升和軸電流增大，而此次滑轉(zhuǎn)子松動(dòng)恰恰暴露出這個(gè)缺點(diǎn)。所以在3#機(jī)絕緣層處理過程中在所用的1040絕緣漆中添加了固化劑和促進(jìn)劑，增強(qiáng)了它在高溫和透平油中運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)采用了電機(jī)絕緣層加工慣用的真空浸漆工藝，全面提高了其加工硬度及絕緣要求，為盡量減小徑向不衡力對機(jī)組軸線進(jìn)行了相應(yīng)的檢測調(diào)整。從上述狀況原因分析來看，滑轉(zhuǎn)子的松動(dòng)實(shí)際上是上導(dǎo)擺度超標(biāo)，瓦溫上升的根本原因所在，同時(shí)絕緣層出現(xiàn)收縮使滑轉(zhuǎn)子松動(dòng)后對機(jī)組軸電流也存在影響。其根本的原因我們歸結(jié)為絕緣層固有的不穩(wěn)定所致。為了使絕緣層穩(wěn)定性達(dá)到最大化，在對小峽3#發(fā)電機(jī)上導(dǎo)軸承絕緣層處理的過程中，我們從中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，更新工藝，并對機(jī)組軸線進(jìn)行嚴(yán)格的檢測調(diào)整，同時(shí)認(rèn)為在今后的工作中有以下幾個(gè)放面值得我們重視和借鑒：（1）在機(jī)組運(yùn)行中專注上導(dǎo)軸承的運(yùn)行情況，跟蹤上導(dǎo)擺度和瓦溫的變化趨勢。（2）在機(jī)組檢修維護(hù)中要重點(diǎn)檢查監(jiān)視絕緣層與滑轉(zhuǎn)子之間的間隙，以便及早發(fā)現(xiàn)并采取措施消除滑轉(zhuǎn)子松動(dòng)。（3）絕緣層在加工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守加工工藝的同時(shí)必須采用真空浸漆工藝。（4）為確保上導(dǎo)軸承絕緣層在高溫和透平油中運(yùn)行的穩(wěn)定性，通過對3#機(jī)上導(dǎo)軸承絕緣層的處理，我們認(rèn)為在1040絕緣漆中添加固化劑和促進(jìn)劑很有必要。

針對3#機(jī)組上導(dǎo)軸承滑轉(zhuǎn)子絕緣層松動(dòng)問題的分析及處理，我們更新了對上導(dǎo)軸承絕緣層加工的工序工藝，在1040絕緣漆中添加了固化劑和促進(jìn)劑，對延長和增加絕緣層在高溫和透平油環(huán)境中運(yùn)行的穩(wěn)定性具有重要的意義，并嚴(yán)格執(zhí)行了真空浸漆工藝，效果較為顯著，對電站今后其它機(jī)組的檢修維護(hù)有一定的指導(dǎo)作用。