1、关于九峰电厂 3 号发电机轴承温升过高的诊断及处理摘要：检查和分析九峰电厂 3 号发电机机组轴瓦温升过高的原因，确定处理方案。处理后，机组经满负荷试验，运行状态良好。 关键词：水电站运行；发电机；轴承；温升；改良措施 中图分类号： TM31 文献标识码： A 文章编号： 发现故障 金华市九峰水库位于钱塘江上游衢江的支流厚大溪上，地属金华市婺城区汤溪镇，坝址位于陶寺村上游 50m 处，距金华城区 35km，发电主厂房位于大坝下游约 500m 处的右岸。为了满足下游农田灌溉和村民日常生活用水，故设计九峰辅助电站，由九峰水库发电引水隧洞放水支洞提供发电用水，下游灌溉农田 3700 亩，发电厂在主厂房
2、左侧，辅助电站装机容量为 1400 千瓦，其最大水头 58.11 米，最小水头 21.34 米，额定水头 42.5 米，电站流量 1.14 米 3/秒，年利用小时 3270 小时，配置自动调速器 1 台，励磁变 1 台，配电屏 2 块和 5 吨手动行车。这台机组于2011 年 6 月份经过了空载试验后，进行带负荷，甩负荷试验，机组带10%，25%，50%负荷时一切正常，当待 75%，100%负荷时，发现发电机轴承温度慢慢上升，机组作完 100%甩负荷试验后，开始带满负荷 72 小时试运行，运行 5 小时左右机组发出发电机轴承温度过高的警报，而后温度超过允许极限而停机。 二、检查 （一） 、打开
3、轴承，发现油盆内有大量的铁屑及发电机转子往一侧靠的现象，靠水轮机侧的发电机轴一轴肩及轴瓦端面有严重磨损现象，筒瓦个部分间隙经压铅丝法检查符合规范要求，无明显磨损现象。清理轴承，换上新润滑油后复位，再开机进行空载试转，用百分表监视发电机轴头窜动情况。结果轴无窜动现象，同时轴承温度能稳定在 40 摄氏度多。(二)、空运正常情况下并网 10%，25%，50%额定负荷，发电机轴也无轴向窜动，轴承温度略高于空载时的稳定温度，但任能稳定在报警极限温度下。当负荷增加到 70%额定负荷时，发电机轴出现窜动，同时轴承温度出现慢慢升高的现象。 三、故障原因分析 经查找，故障出现在连接发电机输入轴及行星增速器输出轴
4、的联轴器上。该轴为 HL 型弹性销联轴器，柱销由 MC 尼龙 6 制成，直径为 56 毫米，共 12 只，沿圆周均匀分布。MC 尼龙 6 制成的柱销极富弹性，在此成了产生轴向的主要原因。现分析如下：当水轮机通过联轴器柱销带动发电机运转时，MC 尼龙 6 销柱即受剪力，又由于弹性柱销联轴器间存在端面间隙(规范要求调整 4 毫米5 毫米)，造成柱销沿切向产生“之”型的变形。尼龙柱销将水轮机产生的扭矩传送给发电机，并由此产生垂直于柱销的切向的力 F 切，其大小为 F 切M?12r?（M 为水轮机产生的扭矩，rD12 为柱销轴线所处的中心圆半径，12 为柱销的数量） 。柱销在传递扭矩时，其自身也产生了
5、“之”字型变形，现令其变形量为e，则 e 随着 F 切的增加而增大，又因 F 切与扭矩 M 成正比，即与水轮机的输出功率?机组负荷?成正比，而变形量 e 的大小又决定了轴向力 F 轴的大小。当水轮机输出功率大到一定程度?实际测量为 70%额定负荷?时，致使柱销变形而产生的 F 轴大到足以克服运转中的发电机转子与轴承等设备之间的摩擦力，此时发电机转子就产生了轴向窜动，使发电机导轴承处的大轴轴肩与轴承端面相磨，继续增大负荷，发电机导轴承处的大轴轴肩对轴承端面的正压力增加，磨损加剧，致使温升加快。 四、处理方案 用钢柱销代替 MC 尼龙 6 制成的柱销，以达到柱销传递最大设计扭矩时产生“之”字型变形
6、量较小，才能确保机组满负荷运行时发电机转子不产生轴向位移。发电机和水轮机厂家技术人员根据以往的经验，提出了只改动同一直径上的两只柱销结构。先将该两只 MC 尼龙 6 制成的柱销中心加工出直径 20 毫米的中心孔，在该中心孔中穿入直径 20 毫米，材质为 Q235-A 的钢柱销，钢柱销与中心孔之间采用间隙配合，其间隙小于MC 尼龙 6 柱销与联轴器销孔之配合间隙。钢柱销两端用螺母锁定，以防左右窜动过大。 五、机组满负荷试验 3 号发电机与增速器之间联轴器的 MC 尼龙 6 柱销改进后，进行了机组满负荷试验，发电机前后导轴瓦的温度经约 3 小时的攀升，最终稳定在报警温度之下。自 2011 年 7 月投运以来，未发生过因发电机前后导轴承瓦温过高而停机的事故，运行状况良好。 六、结束语 九峰电厂 3 号发电机导轴承温升过高及事后发电机与增速器间的联轴器柱销的改进，说明了联轴器柱销选择的重要性，要充分考虑柱销弹性变形而产生的轴向力与运转中的发电机转子之间轴向摩擦力，要以机组带满负荷时，发电机转子不发生轴向位移为原则。我们建议这类机组最好采用钢性联轴器。
