谈谈立式水轮发电机组推力轴承的检修与维护

谈谈立式水轮发电机组

推力轴承的检修与维护

前言

我们公司三个水电站的水轮发电机组生产年份均为二十世纪七、八十年代，运行二三十年后，虽也做了部分技术改造或增容，但都是围绕着发电机定子、自动化和励磁装置以及调速器进行，而发电机其他部分基本上没有做大的技术更新，整体来说技术性能比较落后。接着下来三个电站都要进行的增效扩容改造，直接面对的问题是新设备与老设备的衔接。其中，推力轴承的检修与维护是个老大难，因为我们知道，对立式水轮发电机组来说，推力轴承工作性能的好坏与机组的安全稳定运行密切相关，就三个电站来说，都出现过发电机组推力轴承被烧现象，分析其原因，除了与润滑油油位及油质外，更多原因与检修、维护质量有关。所以，在机组运行与维护中推力轴承的检修与维护就显得至关重要了。以下本人结合电站水轮发电机组的检修实际就推力轴承的检修和维护中存在的问题和解决办法进行一些探讨，欢迎有关专家批评指正。

1、推力轴承的水平调整

一般来说，推力轴承与机组的中心、水平和高程等的原始数据联系密切，比如，镜板的水平通常就是机组的水平基准点，在确定机组的水平基准点之后再进行机组转动部分的轴线弯曲和上导曲线位移的校核。如何快速、高效、高标准完成机组水平调整？以下实施步骤可供参考：

（1）保持固定托盘的螺栓处于紧固状态。

（2）保证镜板正反面光洁度与水平度达到要求，确保无变形及锈蚀现象。

（3）目前公司三个电站水轮发电机组的推力、上导、下导等轴承和水轮机导轴承都是采用巴氏合金材料，巴氏合金推力瓦刮削研磨后要满足以下质量标准：做到表面的光滑平整，没有毛刺现象，接触点要保证每平方厘米在3~5点以上，对进油边进行刮削，且瓦面中部刮得的相对低些，这样，可降低推力瓦在运行中的机械和温度变形几率。

（4）确定发电机组安装高程（托盘与镜板之间的高程）：一般情况下，发电机安装以后所显示的高程值将作为整个机组的高程基准值，而发电机定子与转子的相对高差大小将在很大程度上影响这个高程值。

（5）镜板水平调整：根据等腰三角形具有相对稳定性的原理，把三角形顶点所指向的推力瓦看做基准，（在确定高程之后，把它的抗重螺栓用锁定板进行锁定）那么底角处所对应的推力瓦则作为调整可动点，将镜板水平调整到满足技术要求的范围，在进行水平调整时，采用框式水平仪调头进行测量，可以有效避免其余非调整瓦与镜板贴合，在水平调整好之后，对两底角推力瓦抗重螺栓进行锁定。

（6）其余推力瓦的提升：改变以往盘车后才将其余推力瓦提升的做法，在完成镜板水平调整后，即可以将其余推力瓦进行提升。这项工作也是新的检修办法中重要工作程序，有关资料表明这是目前研

究和创新的方向。具体做法是，依照X-Y的顺序在镜板表面四个对称点布设百分表，在调整镜板时的等腰三角形两腰线上布设精度基本相同的两个框形水平仪，依照相应点来提升其余5块推力瓦，在提升每块推力瓦的过程中，一定要注意适时查看并记下百分表、框形水平仪的有效读数，以保证水平仪读数不发生大幅度变化，特别要注意百分表读数变化值必须小于0.02mm，在调整完成之后对推力头进行吊装，注意监视推力头的温度下降值不大于20℃/h。等到推力头温度与室温相近时再安装卡环，在推力头已承受转子重量的情况下用塞尺测量卡环的配合间隙，应该保证允许塞尺通过的尺寸小于0.03mm。

在采用上述方法安装推力瓦时，最关键的工序就是镜板水平的调整，镜板水平调整得好可以有效地减少盘车的时间，且可以减少在调整其余推力瓦受力时因经验不足而拖延检修时间。相关数据表明，此调整方法较传统方法更加简单易行，只要操作过程中操作人员认真仔细，把握关键工序，就有可能取得很好效果。

2、杜绝因推力轴承绝缘破坏产生的轴电流

推力轴承的绝缘保护主要依靠托盘、镜板、推力头之间的绝缘垫，有些发电机组还采用通过碳刷使主轴接地。一旦绝缘损坏，在机组启动时会导致轴电流与外界接地形成环行涡电流，从而对连接设备造成侵蚀破坏，所以，在进行安装检修时，推力轴承绝缘绝对是要引起足够重视的环节。与此同时，要严格注意采取有效的措施防止托盘与油槽，推力头与镜板的组合螺栓绝缘套的破坏。

3、推力轴承中心及高程给机组造成的影响

保证机组安全稳定运行一方面需要水平和绝缘，另一方面也需要高程和中心这两项。一般上认为，新设备在安装后高程和中心虽然在安装时已确定，但在检修时仍需要对其数据进行校正（或校核）。通常情况下，上支持盖与推力头主轴距离可以通过参考原始安装时记录的数据来进行机组的校正，也可以通过发电机定子、转子空气间隙调整中心。确定中心位置的意义通常是指设备转动部分四点的中心形成一线（上、下、水导，转轮、主轴），如果中心位置发生偏移，一方面会影响盘车，另一方面也会威胁到机组的正常运行。尽管进行盘车的主要目的是调整到理想的水平和中心线，但是在实际检修中只能是尽可能的把盘车数据的绝对值调整到最小值且符合有关规范要求。机组高程常常把安装时的原始数据作为参考值，在之后又通过托盘与镜板之间距离来敲定。高程要保证适度值，因为过高和过低都将会导致系统的紊乱，例如，过高会导致机组的不规则震动，过低则可能会使推力瓦的运行温度超过正常值。就检修工作来说，机组轴线找对工作并不难，主要是通过调整抗重螺栓高度、修刮推力头、研磨绝缘垫等方法来实现。

4、机组轴系运行的一些基本要求

（1）在机组设备检修完成回装过程中，要保证机组中心的精确可靠。让机组各部分的固定部件的中心位于同一条垂线上，并且要确保使旋转中心与机组中心在同一条线上。确保机组各个部分有着相对匀称的气隙和间隙，进而有效的缓解水轮机水力干扰以及发电机电气干扰。

（2）对机组轴线进行调整的过程中，亦即是在盘车的时候，一定要注意使机组旋转中心的精确定位，把握好轴系运行时需要的最大摆度值和方位，充分考虑垂直度和直线度对轴系运行时的干扰，将由此产生的危害程度减至最小。

（3）检修后得到好的质量轴线，可以确保旋转体本身能够满足标准。关注机组的轴系运行，在考虑旋转体本身的同时，也要保证与此同心的各有关支承体，其实就是要确保其与机组三部位导轴承保持中心一致。

5、结束语

机组检修的目的主要是消除在运行中发现的危及机组正常运行的安全隐患以及进行规范要求的维护，以上仅是针对推力瓦方面做个分析，其他部件的检修同样需要规范进行。因推力瓦在其中显得很关键，因此着重讨论。实际上推力瓦的检修包括了机组水平、中心的调整等，且直接对运行中稳定性影响较大，因此显得尤为重要，完成了此工序，其他工作相对容易多了。在此方面，值得探讨的问题还很多，本文仅作抛砖引玉，希望引来百家争鸣。