（五凌电力近尾州水电厂 湖南衡阳 421127）
一、设备简介
水轮机型号：VAMCE KR4/63，水轮机为卡普兰结构，4片桨叶，转轮无油重58.37T，直径为6.3米。轮毂为整铸球形，直径为2394mm，轮毂比为0.38，材质为GS20Mn5。轮毂的作用主要用来安装桨叶与桨叶操作机构。桨叶、枢轴及枴臂通过桨叶连接螺栓及定位销连接在一起，桨叶接力器油缸通过双联板与枴臂相连接，桨叶接力器为缸动式，运行过程中通过缸动带动枴臂动作，从而操作桨叶动作。
二、故障现象
1号机组自2000年12月投产以来，行已达19年，运行时间达到10万小时以上。今年8月，专业人员在现场巡视过程中发现1号机组滑环处有轻微异响，在反复排查确认不是碳刷、滑环造成，后经分析初步判断为转轮处异响沿操作油管传至受油器，后对1号机组盘车发现水轮机轮毂内有异常响声。
机组运行异常响声特征：机组负荷在14MW以上且机组开机运行一个小时以上才出现，异响频率与机组转速一致。
三、初步原因分析
2019年12月6日轮毂运至浙江富春江水电设备有限公司，对轮毂进行解体检查，未发现螺栓松动及其他外观异常，对各铜瓦进行数据测量，数据情况如下：
1、检修前桨叶枢轴L型铜套1132D（外轴套）高度测量：
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高度（H）图纸尺寸170（+0.1，-0.3），厚度（H1）图纸尺寸15（+0.1，0）
测点/编号 实测值（千分尺测量）
1# 2# 3# 4#
H H1 H H1 H H1 H H1
1 169.87 15.02 169.90 15.04 169.89 15.05 169.90 15.05
2 169.87 15.02 169.91 15.04 169.89 15.05 169.91 15.05
3 169.83 15.02 169.90 15.04 169.89 15.05 169.96 15.05
4 169.85 15.02 169.91 15.03 169.86 15.05 169.94 15.05
5 169.62 14.71 169.67 14.75 169.69 14.8 169.70 14.74
6 169.59 14.67 169.64 14.71 169.64 14.75 169.64 14.72
7 169.74 14.92 169.80 14.96 169.87 15 169.88 15
8 169.87 15.02 169.92 15.03 169.87 15.05 169.92 15.05
2、检修前（拆除前）桨叶枢轴L型铜套1132D（外轴套）测量：
（一）、枢轴窜动较大引起异响
2012年检修时桨叶L型铜瓦磨损量较小，未进行更换。2012年土谷塘投产后使我厂上游水位降低，运行水头较低，同负荷下导叶桨叶开度变大，水推力增大，导致枢轴局部受力，造成L型铜瓦轴向推力面局部磨损，恶性循环势必加剧这种磨损情况。同时解体前对枴臂与止推面的局部（约四分之一圆周）磨损测量在0.45mm到0.50mm之间，桨叶窜动量厂家设计标准为0.15mm到0.20mm，按此标准桨叶窜动量已超标，间隙值也有部分超标现象，由此分析1号机组转轮异响可能由于枢轴偏磨导致偏摆及窜动引起。
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1.1 内孔直径图纸尺寸：Φ840F7（+0.176，+0.086）
测点/编号 实测值（千分尺测量）
1# 2# 3# 4#
1-9 840.20 840.23 840.26 840.26
2-10 840.16 840.18 840.17 840.18
3-11 840.13 840.13 840.12 840.13
4-12 840.16 840.16 840.15 840.15
5-13 840.18 840.21 840.23 840.20
6-14 840.25 840.28 840.30 840.29
7-15 840.25 840.28 840.35 840.31
8-16 840.28 840.28 840.34 840.32
备注：油槽深度实测值为：2mm-2.3mm
1.2 对应枢轴图纸尺寸：Φ840h7（0，-0.09）
测点/编号 实测值（千分尺测量）
1# 2# 3# 4#
1-9 839.96 839.97 839.96 839.96
3-11 839.96 839.97 839.96 839.96
5-13 839.97 839.97 839.96 839.97
7-15 839.97 839.97 839.96 839.97
（二）、轮毂供油管与操作油管中管不同心引起异响
咨询各多个设备制造厂专家，对于投运时间久的机组，长期运行磨损积累导致轮毂供油管与操作油管中管不同心会引起轮毂供油管限位支撑与中管出现摩擦憋劲现象，也会导致运行过程中有异响沿操作油管传至受油器处。
（三）、桨叶操作机构摩擦引起异响
现场检查双联板中间限位套内壁有磨损，双联板两端连接销轴与铜瓦配合总间隙间隙存在局部超标（测量在0.12mm-0.27mm之间，设计间隙0.036mm-0.16mm），可能导致双联板径向摆动，使限位套内壁与螺杆进行摩擦，造成限位套内壁磨损，并引起异响。
（四）、简要分析
双联板两端连接销轴与铜瓦配合总间隙间隙虽然局部稍超标，造成异响可能性小，同时对受油器及其操作油管立即开展测量与排查，轮毂供油管限位支撑与中管无摩擦憋劲现象。结合设备解体与检测数据来看，桨叶L型铜套磨损造成枢轴窜动较大引起异响的可能性大
四、检修处理
轮毂返厂后对轮毂进行解体，更换L型铜瓦、底瓦及双联板自润滑轴承，轮毂上车床进行L型铜瓦与底瓦中心校正，并测量L型铜瓦止推面至轴端垫板基础面的距离为：1号386.87mm；2号386.92mm；3号386.87mm；4号386.75mm。测量枢轴两个止推面的距离为：1号374.58mm；2号374.54mm；3号374.55mm；4号374.55mm。测量轴端月牙型垫板厚度为：1号11.96mm；2号11.97mm；3号11.97mm；4号11.98mm。通过以上数据计算枢轴窜动为：1号0.33mm；2号0.41mm；3号0.35mm；4号0.22mm。根据测量的数据情况决定在轴端月牙型垫板与基础面之间加铜垫来减小枢轴的窜动量，加垫厚度为：1号0.1mm；2号0.2mm；3号0.1mm；4号0.1mm。按此可将串动量控制在0.2mm左右。检修后对机组进行盘车检查，异响完全消失。
近尾洲电厂电厂1号机组检修处理后，经过4个多月运行观察，设备运行正常，无异常声响传出，此处理方法可为对类型水电厂类似问题提供新的解决思路，值得出现同类问题的电厂进行借鉴。