梁湘津

(五凌电力有限公司洪江水力发电厂，湖南 怀化 418200)

1 设备情况介绍

洪江水电厂位于湖南省怀化市洪江区上游4.5 km处，装有6台4.5万kW灯泡式机组，设计水头20 m，投产时为国内单机容量最大、发电水头最高灯泡式水轮机组，具体参数详见表1。

表1 水轮机特征参数

电厂#1机组于2003年2月投产发电，2007年1月，#1机组在运行时出现调速器回油箱油位异常下降现象，分析原因为桨叶和轮毂密封处漏油。解开泄水锥后，发现轮毂内壁附有一层铜末，5片桨叶径向间隙均大于设计值，其中#3桨叶径向间隙达到1.38 mm，超过设计值5倍，桨叶和轮毂间“D”型密封条有1～2 mm磨损。经进一步检查确认，桨叶根部Φ360 mm和Φ500 mm轴枢处 (见下图1)限位铜套已严重磨损，铜套和轴枢存在较大轴向和径向串动量，桨叶操作时挤压“D”型密封条造成压力油泄漏。

图1 桨叶结构图

2 桨叶铜套磨损原因分析

#1机组桨叶轴采用低碳马氏体不锈钢Zg06Cr13Ni4Mo材料，具有良好的低温力学性能、硬度较强、耐磨性好;而桨叶轴套的材质是日本材料牌号为BC3的铜铸件，其硬度、强度、耐磨性远低于轴枢材料 (见表2)。

表2 材料力学性能对比

机械磨损是一种由于相对运动而使工作表面材料逐渐丧失或迁移的现象，一般分为跑合磨损、稳定磨损及剧烈磨损等3个阶段。按照设计使用寿命曲线，#1机组桨叶铜套投入运行4年后仍应处于稳定磨损阶段。但自2006年6月，机组投入AGC系统运行后，负荷频繁调节且幅度大，机组进入振动区运行次数明显增多。机组运行工况恶化，造成铜套磨损急剧加快，迅速从稳定磨损阶段进入剧烈磨损阶段。……