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清蓄电站水导轴瓦间隙增大原因分析及处理

文档作者：甄培江，周玉权，杨伟坡文档来源：清远蓄能发电有限公司		点击数：	更新时间： 2025年11月02日
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第41卷第4期
2018年4月
水电站机电技术
MeehanicM＆ElectrieM Technique of Hydropower Station
V01．41 No．4
Apr·2018 45
清蓄电站水导轴瓦间隙增大原因分析及处理
甄培江，周玉权，杨伟坡
(清远蓄能发电有限公司，广东清远511853)
摘要：为改善清蓄电站机组振摆情况，提高蓄能机组的性能和指标，文章从理论分析、结构特点、设计安装等方面
对水导轴瓦间隙增大原因进行分析，论述了安装调整和螺栓止动的措施实施过程，解决了水导轴瓦间隙增大问题，
并对此提出一些建议和思考。
关键词：蓄能机组；水导轴瓦；间隙增大
中图分类号：TK730．3。22 文献标识码：B 文章编号：1672—5387(2018)04-0045—04
DOI：10．13599／j．enki．11-5130．2018．04．012
1前言
清远抽水蓄能电站(以下简称“清蓄”)机组为立轴
单级混流可逆半伞式结构，设有上导轴承、下导轴承、
水导轴承，单机容量320MW，额定转速428．6r／min。导
轴瓦分为上导、下导、水导，均采用支柱式抗重螺栓
分块轴承瓦，具有结构简单、平面布置紧凑，刚性、自
调节功能均好的特点。
清蓄机组运行中多次出现导轴承摆度报警，其
中有两次导致机组跳机。机组检修消缺中实测导轴
承轴瓦间隙，上导与下导轴瓦间隙变化不大，而水导
轴瓦间隙明显增大。其中1号机组水导轴瓦间隙增
幅最高达46．6％，实测数据见表1；2号机组水导轴
瓦间隙增幅最高达34．5％，实测数据见表2；水导轴
瓦间隙的增大导致机组振摆情况恶化，严重影响机
组运行性能和指标。因此有必要从理论分析、结构特
点、设计安装等方面进行深入剖析，确定主要原因并
制定实施处理措施。鉴于4台机组水导轴承结构与
参数相同，为方便阐述，以l号机组水导轴承为例进
行分析。
表1 1号机组水导轴承间隙实测表
编号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
实测0．37 o．39 0．41 0．41 0．39 0．36 O．36 O．38 0．42 0．44 O．37 0．32
总间隙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％
备注：1号机组水导轴承间隙设计安装值为0．58±0．03mm
表2 2号机组水导轴承间隙实测表
编号l 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
实测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
总间隙
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％
备注：2号机组水导轴承间隙设计安装值为0．58±0．03mm
2原因分析
2．1原因综述
众所周知，机组运转状态时所反映动态轴线形
状与其静态形状是不可能一致的。按静态轴线调正
导轴瓦间隙时的轴承并不处于最佳状态，一般都要
求在试运行后，按需要根据动态轴线重新进行轴瓦
间隙调整，从而更有效的保证轴承受力均匀、轴系运
转平稳。由于机组动平衡试验已基本消除了机械不
平衡，轴瓦间隙增大就成为轴系引发弓状回旋形态
的主要因素，其明显的后果是轴系振摆加剧。轴瓦间
隙经过一段时间运行后非正常增大的现象是必须避
免的，本文将从轴承结构和安装调整方法两个方面
分析并寻求解决方法。
2．2结构分析
水导轴承的主要作用是承受机组径向力，如径
向水推力、机械不平衡力、电磁不平衡力等，进而限
收稿日期：2018—02—02
作者简介：甄培江(1984-)，男，工程师，从事水电站机械专业
工作。
万方数据
水电站机电技术第41卷
制、约束机组的径向摆动，保证机组能够稳定运行。
清蓄水导轴承主要有轴瓦、嵌入块、轴瓦支撑板、调
整螺栓、调整螺母、垫块、止动垫片等组成，采用分块
扇形瓦结构，均布12块。轴瓦采用巴氏合金(锡基)，
瓦面材料ZChSnSbl 1-6。水导调整螺柱前端与嵌入
块接触面为球面体，可形成轻微动转的支点，使轴瓦
在运行中与轴领之间形成楔形，从而效果性地产生
油膜反力(见图1)。
水导轴承M100×3—69调整螺栓采用40Cr调
质硬度269～331HB，确保与M72螺母和套筒的硬
度差30～50 HB，而其SR300球面则经过淬火处理
(深度15～20 mm)硬度为HRC50～54；设计要求嵌
入块采用40Cr，其中82区域表面淬火15。2．0mm深，
硬度达到HRC48—52HB(见图2)。调整螺柱的螺纹
分为M100和M72节距不同的两段，调整螺柱座面
设有止动垫片，此结构能够起双螺母效果，固定牢实
且能同时止动。但实际上由于：①螺柱与螺母的丝牙
是有间隙的。②螺孔与端面可能不完全垂直，致使螺
牙间受力不均匀。这样就存在机组运行时锁紧螺母
有松动的可能。因而锁定螺母是否松动，调整螺柱球
面是否磨损是检修时的一个重要检查项。
机组消缺检查中未发现水导调整螺柱球面有明
显磨损痕迹，锁定螺母无松动．
图1水导轴承结构图
图!水导调整螺栓
2．3设计安装分析
水导轴承轴瓦安装调整严格按作业指导书进
行，在完成机组轴线定位和水导轴承座定位后，检查
清洗水导瓦，瓦面设有海绵和白布保护，水导瓦就位
后开始轴瓦调整。用千斤顶从+Y、+X、一Y、一x 4个
方向顶住轴瓦，使轴瓦紧贴大轴，作业过程中架设百
分表监视大轴位移。用塞尺测量轴瓦与轴面的间隙
为0 mm，调整轴瓦的调整螺栓，控制调整螺栓与嵌
入块问的间隙至设计值，间隙用塞尺检查。紧固锁定
调整螺栓，复测调整螺栓与嵌入块的间隙无变化，拆
除楔子板，百分表读数无变化。同样的方法完成其余
轴瓦的调整与固定。全部完成后复测轴瓦间隙，要求
轴瓦间隙分配偏差为±0．02 m／n，最后按要求焊接螺
母止动块。
检查机组水导轴承时发现垫块的c5倒角有与
调整螺杆螺牙挤压的痕迹，而且在螺栓打紧过程中
也发现调整螺栓跟随锁定螺母一起旋转，这说明由
于C5倒角偏小限制了调整螺栓的行程，使得M72
锁紧螺母未能起到锁紧调整螺栓的作用。该结构设
计加工缺陷应制定改进措施加以解决。
为进一步确定C5倒角偏小与调整螺栓锁紧失
效的关系，下面就其受力情况进行分析，见下页图3。
正常情况下，锁定螺母打紧后产生的巨大拉力F间
接作用在调整螺栓上，F等于n。但实际情况中由
于C5倒角偏小，限制了调整螺栓的行程，垫块与调
整螺栓R8过渡段接触，锁定螺母产生的拉力，一
部分作用在调整螺栓与垫块间，使得FI

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