内蒙古呼和浩特抽水蓄能电站(以下简称呼蓄电站)位于呼和浩特市东北部的大青山区,距市中心约20 km,电站建筑物主要由上水库、水道系统、地下厂房系统、下水库工程(包括泄洪排沙洞)组成。电站共安装4台单机容量300 MW的立式单级可逆式蓄能机组,额定水头521 m,额定转速500 r/ min。水泵水轮机为立轴单级混流可逆式,发电电动机为三相空冷立轴悬式(有上、下导轴承)。
2 存在的问题呼蓄电站2号机组运行过程中多次出现下导轴承摆度超过一级振摆报警定值(288 μm),甚至超过了二级振摆报警定值(575 μm),造成机组振摆过大保护动作而非正常跳闸停机,对应轴承温度监测数据正常。2号机组抽水运行工况和发电运行工况下导轴承摆度测量数据分别见表 1和表 2。
| 表 1 抽水工况下机组下导轴承摆度测量数据 |
| 表 2 发电工况下机组下导轴承摆度测量数据 |
现场检查机组下导轴承监测回路无异常,x、y方向摆度探头传感器无松动,且测值正常;转子绝缘电阻、直流电阻和交流阻抗测值无异常;各机械部件无松动、无异常,轴承温度正常。停机2 h后,大轴实测温度为40 ℃,基本符合运行要求。上导轴承和下导轴承摆度及轴承温度监测数据无异常,机组振动监测数据正常。分析认为下导轴承与轴承间隙正常[1-2]。
3.2 机组不平衡分析引起机组摆度异常的原因通常有水力不平衡、电磁不平衡、机械不平衡等。水力不平衡一般表现为振幅与负荷或接力器行程具有正相关性;电磁不平衡表现为振幅与励磁电流呈正相关性;机械不平衡表现为振动频率与转速倍数一致,且强度与转速的平方成正比。从机组摆度数据变化看,机组的摆度与运行时间相关,表现为运行一段时间后摆度陡增,因此可以排除水力不平衡、电磁不平衡和机械不平衡等因素影响的可能性[2-5]。
3.3 下导防油雾装置的影响对2号机组运行数据进行分析,下导轴承摆度增大发生在机组C修之后,且短时间运行摆度增大幅度不大,连续运行超过5 h或短暂停机后,继续运行时下导轴承摆度快速增长。由此判断可能是C修时下导防油雾装置由原非接触式改为接触式后,与大轴局部摩擦生热引起摆度测试值增大。
2号机组的下导防油雾装置为CXSD型接触式防油雾装置,结构见图 1。该装置采用2层定位挡板、2层密封齿和4层气密封板(每层气密封板分为2层挡风板)与主轴接触。
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图 1 CXSD型下导防油雾装置示意图 |
防油雾装置初安装时气密封与主轴之间几乎没有间隙,密封齿和气密封板三角形尖部形成自然配合间隙。运行初期,三角尖部磨损较快,主轴轴领升温幅度不大,摆度测值未达到二级报警。随着运行时间延长,磨损越来越慢,定位挡板、密封齿、气密封板与主轴接触面积增大,造成防油雾装置与大轴的摩擦力增大,进而造成主轴轴领升温幅度增大、下导轴承摆度测值增大。
4 处理措施将CXSD型下导防油雾装置的所有定位挡板和密封齿拆除,将每层气密封板的2层挡风板改为1层,以减小气密封板与大轴的接触面积,进而减少摩擦产生的热量;再每间隔100 mm对每层挡风板进行割豁口处理,并保证各层气密封板豁口位置相互错开。
5 结语对呼蓄电站2号机组CXSD型下导防油雾装置接触面进行处理后,机组下导轴承摆度异常问题得到解决,此后下导轴承摆度一直稳定在一级报警值以下。改进措施可为其他机组接触式防油雾装置改造提供借鉴。
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2020, Vol. 38 

