一起水轮发电机组推力轴承烧瓦事故分析与处理建议

一起水轮发电机组推力轴承烧瓦事故分析与处理建议

【摘要】介绍此推力轴承烧瓦事故的情况，分析引起轴承烧瓦的因素，找出轴承存在的缺陷，提出处理建议。

【关键词】水电站；水轮发电机组；推力轴承；推力瓦

1.前言

推力轴承是水力发电机组最重要的部件之一，推力轴承运行状况的好与坏，直接影响机组运行的可靠性、灵活性，甚至影响发电厂经济效益。推力瓦采用巴氏合金瓦面的推力轴承事故频繁，在机组机械设备故障中站的比例很高，近20年来，弹性金属塑料瓦逐步代替巴氏合金瓦运用于推力轴承中，弹性金属塑料瓦在各方面的性能上均优于巴氏合金瓦，使用寿命可达到20年以上，在一定程度上减少了推力轴承事故，但由于安装检修工艺质量和运行维护等方面的因素，推力轴承烧瓦事故仍避免不了。下面是对一起水轮发电机组推力轴承烧瓦事故的分析及处理建议。

2.事故经过

3.问题的提出与分析

由以上的现象，推力轴承烧瓦有两种可能

（1）推力轴承绝缘损坏，形成轴电流，烧伤瓦面和镜板摩擦面，另外在轴电流的的作用下润滑油被电解，油润滑能力降低，瓦面与镜板摩擦系数增大，导致瓦温升高而烧瓦。

（2）推力轴承本身缺陷导致烧瓦，烧瓦后瓦金属部分与镜板摩擦，摩擦生成物导致推力轴承绝缘损坏，形成轴电流，从而烧伤推力轴承的相关连接面。

在做进一步检查分析时将推力轴承座拆开，将绝缘垫、绝缘套、绝缘垫圈进行清洗后重新安装，用1000v兆殴表测量绝缘电阻，测量值为1760兆殴，由此可以确定轴承绝缘材料不存在缺陷，也没有绝缘击穿。用1000v兆殴表对发电机导轴承（没有拆卸）进行绝缘检查，每块瓦的绝缘电阻均在1200兆殴以上，推力轴承所用润滑油和导轴承所用润滑油是同一罐油，由此可以确定透平油原先不存在导电物质。另外，弹性金属塑料瓦本身与镜板之间也存在绝缘电阻，经检查发电机主轴接地状况良好。由以上检查分析可以得出结论：该发电机推力轴承烧瓦并非由轴电流引起而是由于推力轴承缺陷引起的。

弹性金属塑料瓦的烧瓦过程和金属瓦烧瓦过程不一样，金属瓦传热快，烧瓦速度快，并且只要有一块金属瓦烧瓦，就伤及整套轴瓦。而弹性金属塑料瓦由于塑料瓦面传热慢，烧瓦的过程和“磨豆腐”过程相似，因高温塑料被一点点磨掉，

然后被油带走。由拆卸推力轴承发现的第（7）点情况可以推断，推力瓦受力不均匀，机组轴向载荷基本全部由#1、#3、#7三块瓦承担，这三块瓦逐步烧坏而出现现象（1）；而第（10）点，推力轴承缺少抗重快是推力轴承缺陷重大隐患，发现的（8）、（9）两点情况都是因缺少抗重块引起，也是这套推力瓦仅运行4年多就损坏的主要因素。抗重块材质好，硬度高，厚度为7mm，用来传递托盘和抗振螺栓之间的力（如图a所示），保护托盘不被损坏。缺少抗重块后，托盘直接与抗振螺栓球面接触，托盘安装高程相对抗振螺栓降低了7mm，由于托盘材质不抗重块硬度高，运行后托盘磨损比较严重，与抗振螺栓接触点严重内陷，最后形成面接触，导致托盘灵活性差。另外由于托盘安装高程相对下降，托盘自由倾斜度不够，甚至有些托盘下底面刚好落在抗振螺栓与螺母退刀倒角上（如图b所示），托盘卡死不能自由摇晃，瓦置于托盘上也相当于“死瓦”，推力瓦不能自由的迎合镜板形成完全面接触，还有就是在重压的作用下瓦与镜板网全面接触，但在瓦和托盘之间出现了点接触或线接触，运行后在振动和摩擦的作用下，点接触或线接触逐步变成面接触，抗振螺栓球面损坏，从而破坏镜板水平，使得推力瓦受力严重不均匀，最后导致烧瓦，此次推力瓦事故发展流程如图c所示。

4.处理建议

根据对该电厂推力轴承烧瓦事故的分析和拆卸发现的情况有以下处理建议：

（1）更换整套推力瓦；（2）修复推力轴承抗振螺栓球面，修复托盘受损部分；（3）修复镜板，对修复好的镜板应进行严格的检查，发现凹点等缺陷应引起重视，严重者应重新进行修复；（4）安装抗重块，安装时应认真检查，有些抗重块在进行热处理时会出现裂纹，承受重力容易破碎，发现有裂纹的抗重块不能使用；（5）安装时严格控制安装工艺和质量，精心调整推力瓦受力，保证推力轴承各块瓦上的载荷分配均匀度尽量精确至10%范围；（6）鉴于相关零件有电弧烧伤情况，建议镜板与推力头联接螺栓加绝缘套和绝缘垫圈，定位销不再使用金属销，改用绝缘销，提高推力轴承绝。

5.结束语

水轮发电机组推力轴承烧瓦事故是不可避免的，但使用弹性金属塑料瓦的推力轴承烧瓦事故很少发生，安装水轮发电机组时，在结构上应认真对照图纸，防止漏装零部件，对推力轴承的调整应做到精益求精，尽量避免推力轴承因检修安装工艺和质量缺陷烧瓦。