水輪發(fā)電機(jī)組推力軸承的刮研和設(shè)計改進(jìn)建議

翁清法

（惠安縣菱溪陳田水庫管理處，福建 泉州 362100）

我水電廠二級站裝機(jī)有兩臺800KW 水輪發(fā)電機(jī)組，75年底開始籌建，78年正式投入運(yùn)行。 本縣區(qū)水資源開發(fā)利用條件差，電站是本地區(qū)最大裝機(jī)容量機(jī)組，剛建成投產(chǎn)發(fā)電，檢修人員少，技術(shù)水平低。 同時對機(jī)組的結(jié)構(gòu)、性能等尚不了解，特別是機(jī)組存在一些缺陷，如推力軸承溫度偏高，不能帶滿負(fù)荷，以及機(jī)組振動偏大等現(xiàn)象。

1 水輪發(fā)電機(jī)組推力軸承問題及原因分析

1 號機(jī)組自投產(chǎn)以來，一直存在負(fù)荷帶不上、機(jī)組振動大等缺陷。夏天帶低負(fù)荷（400KW）時都要在發(fā)電機(jī)軸承“掛瓶”，即采取人工循環(huán)油，推力軸承溫度也比較高。 針對存在的問題走訪了廠家、兄弟電站，進(jìn)行咨詢，通過檢修實踐我們分析找出機(jī)組存在癥結(jié)的原因如下：

（1）機(jī)組安裝中心水平誤差大。

（2）軸承面半球面研磨不夠靈活。

（3）按圖紙設(shè)計軸承間隙偏小。

（4）軸承進(jìn)油量少，特別是推力軸瓦面進(jìn)油量少。

（5）軸瓦修刮方法不理想等。

2 水輪發(fā)電機(jī)組推力軸承問題的處理經(jīng)驗梳理

針對以上問題我們做了以下幾項工作：

耐心地把軸承的球面研磨靈活， 軸瓦的間隙適當(dāng)放大，一般控制在軸直徑0.15%-0.2%， 如軸直徑為140%的軸瓦間隙放大至0.21-0.23%。 在進(jìn)油量方面對油路進(jìn)行修刮，使油量增加，特別對推力軸瓦推力面修刮進(jìn)行了改進(jìn)。 根據(jù)油契的原理，首先在軸瓦的推力面的進(jìn)油方向處開斜面， 然后再把推力面每一小塊瓦面分成四等份，按進(jìn)油方向修刮，使每等份之間都有斜度，約0.02-0.03mm。 即第一等份比第二等份平面多刮2.3 絲，第三等份比第二等份平面高出2.3 絲……這樣修刮推力軸瓦在額定負(fù)荷下溫度比較低，使長期以來得不到解決的問題得到了解決。

由于1 號機(jī)組振動導(dǎo)致發(fā)電機(jī)軸瓦（140mm）巴氏合金與軸瓦鋼坯脫殼，對此我們把軸瓦拆下來，自己澆鑄修刮。 并參考了有關(guān)書籍資料，首先在軸瓦鋼坯打底處理上我們精工細(xì)作，認(rèn)真地進(jìn)行表面層掛錫。 然后澆鑄巴氏合金，最后對整個軸瓦進(jìn)行保溫。 因每道工序都做得細(xì)致認(rèn)真，因此巴氏合金和鋼坯結(jié)合得很牢固，經(jīng)車床加工沒有發(fā)現(xiàn)一個沙眼和氣孔，做到一次成功。其次，為了解決機(jī)組振動問題，我們對機(jī)組的中心水平進(jìn)行全面調(diào)整。 先將蝸殼的止水迷宮環(huán)當(dāng)軸承使用，支撐主軸，使水輪機(jī)主軸處于水平。 軸在蝸殼的中心位置下校正水輪機(jī)靠背輪和發(fā)電機(jī)靠背輪圓周和平面中心，把誤差控制在0.03%以下。 最后把機(jī)組組裝起來。 經(jīng)過試運(yùn)行，振動消除達(dá)到良好效果。

有一段時間大約連續(xù)半年多，我站機(jī)組都處于帶滿負(fù)荷運(yùn)行（控制發(fā)電機(jī)電流在額定值），結(jié)果每隔半個月推力面就要修刮一次。 這樣頻繁的修刮使推力面巴氏合金變得很薄，重新澆鑄時間比較長。 對此，筆者想出一個好辦法，把推力軸瓦調(diào)頭使用，只要在軸瓦鋼坯上鉆兩個插溫度計孔就可以。 經(jīng)使用效果很好，這樣一個軸瓦可頂兩個軸瓦使用。

3 水輪發(fā)電機(jī)組推力軸承的刮研和設(shè)計改進(jìn)建議

依據(jù)我水電站多年運(yùn)行實踐和體驗，為便于用戶正常安裝檢修和確保機(jī)組安全運(yùn)行生產(chǎn)提出幾點(diǎn)粗淺建議和改進(jìn)意見：

（1）建議把水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)底座和底板連成一體，安裝時只要按照定位銷把各軸承裝上即可。

（2）因每次安裝新機(jī)組，當(dāng)負(fù)荷帶到700-800KW 時轉(zhuǎn)輪就會與鍋殼頂蓋、迷宮環(huán)相碰，所以建議把轉(zhuǎn)輪與鍋殼迷宮環(huán)間隙加大，最好單邊間隙為0.55±0.05mm。

（3）冷油器和油泵管路折裝比較費(fèi)勁，建議改進(jìn)，使其折裝方便簡單。

（4）發(fā)電機(jī)軸瓦甩油嚴(yán)重，污染滑環(huán)和整流子，對定子轉(zhuǎn)子線圈絕緣危害極大， 勵磁回路正負(fù)極也經(jīng)常失地危及機(jī)組安全運(yùn)行，建議設(shè)計上加以研發(fā)改造。

4 總結(jié)

總的看來，中小型水電站在電力系統(tǒng)中占有至關(guān)重要的地位，不僅對企業(yè)的發(fā)展，甚至對國家的發(fā)展都起著非常重要的作用。 而其中采用的水輪發(fā)電機(jī)組的核心地位受到越來越多的關(guān)注，它幾乎控制著整個水電站的運(yùn)行，完成主要的生產(chǎn)任務(wù)。 水輪發(fā)電機(jī)組的推力軸承的故障問題直接影響發(fā)電站的正常運(yùn)行，如受本身設(shè)備內(nèi)部缺陷、工作條件等各種因素影響而出現(xiàn)故障，因此對水輪發(fā)電機(jī)組的檢修越來越受到重視。 我們?nèi)匀恍枰獙Ω鞣N故障問題進(jìn)行探討，不斷分析各種檢修信息，制定各種解決方案，及時解決設(shè)備的故障隱患，保障水輪發(fā)電機(jī)組正常、有效地運(yùn)行，維護(hù)、提高中小型企業(yè)發(fā)電站的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]劉華康.淺談水輪發(fā)電機(jī)組的檢修特點(diǎn)及檢修周期[J].甘肅科技，2010（12）.

[2]宋天勇.中小型水電站水輪發(fā)電機(jī)組的自動化改造[J].技術(shù)與市場，2011（07）.

[3]陳順永.水輪發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷方法[J].甘肅科技，2010（22）.