燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)徑向軸承瓦拆裝方法

許國(guó)彥

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱150040)

燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)徑向軸承瓦拆裝方法

許國(guó)彥

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱150040)

通過(guò)對(duì)燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)徑向軸承瓦燒瓦情況的分析，提出了拆卸和回裝徑向軸承瓦的方法，并與其他不同方法進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)此方法便捷，拆裝效果良好，利于電站檢修等狹窄環(huán)境的應(yīng)用，為其他設(shè)備制造廠家提供了借鑒。

水輪發(fā)電機(jī)；徑向軸承瓦；拆裝；方法

0 引言

燈泡貫流式水電站發(fā)電機(jī)組由于機(jī)組運(yùn)行異常情況或外界電網(wǎng)故障情況，通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)徑向軸承瓦瓦溫急劇升高，若超過(guò)徑向瓦瓦溫報(bào)警值、停機(jī)整定值，存在燒瓦的可能性，則必須停機(jī)拆卸徑向軸承瓦進(jìn)行檢查、處理或更換新的徑向瓦。如果按貫流燈泡式機(jī)組裝機(jī)的逆過(guò)程進(jìn)行拆卸機(jī)組部件的方法，需要投入大量人力和財(cái)力，所以，采取在水輪機(jī)機(jī)艙內(nèi)拆卸和更換發(fā)電機(jī)徑向軸承瓦才是最為經(jīng)濟(jì)和快捷的方法。本文根據(jù)國(guó)內(nèi)某電站燈泡貫流式機(jī)組拆卸和更換發(fā)電機(jī)徑向瓦的實(shí)際過(guò)程，就其方法進(jìn)行論述。

1 燈泡貫流式發(fā)電機(jī)的組合軸承結(jié)構(gòu)

燈泡貫流式發(fā)電機(jī)的組合軸承包括正、反向推力軸承和徑向軸承，正、反向推力軸承承受機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的軸向水推力和停機(jī)時(shí)的反向軸向水推力；而徑向軸承與水輪機(jī)導(dǎo)軸承共同承受轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重力及徑向不平衡力，正、反向推力軸承和徑向軸承組合裝在一個(gè)油槽內(nèi)，如圖1所示。

圖1 軸承安裝圖

2 發(fā)電機(jī)徑向軸承瓦拆卸方法

2.1 盤車確定主軸方位

機(jī)組流道排水后，判斷主軸鏡板鍵槽所在方位；若主軸鍵槽不在機(jī)組+Y方位，應(yīng)進(jìn)行盤車使其在此位置，以便于拆裝工作。

拆開主軸護(hù)罩及附件并吊出于水輪機(jī)機(jī)艙外；在主軸上方的推力軸承殼和水導(dǎo)軸承體處架設(shè)百分表監(jiān)測(cè)主軸，手動(dòng)啟動(dòng)高壓油頂起裝置，監(jiān)測(cè)主軸發(fā)電機(jī)徑向軸承兩導(dǎo)軸承和水導(dǎo)軸承處均可以頂起，盤車前發(fā)電機(jī)機(jī)械鎖定裝置必須撤出；在機(jī)艙內(nèi)盤車宜采用主軸繞繩配合使用手拉葫蘆或橋機(jī)方式進(jìn)行，使主軸鍵槽在機(jī)組+Y方位；若通入高壓油不能頂起主軸，表明徑向瓦的高壓油孔或油室已堵塞，不宜再進(jìn)行盤車，則只有在該位置進(jìn)行拆卸和更換徑向軸承瓦的工作。

2.2 排油和拆卸管路

關(guān)閉高位油箱通向發(fā)電機(jī)組合軸承、水導(dǎo)軸承的油管閥門，關(guān)閉主軸密封水、檢修密封氣管閥門；排出發(fā)電機(jī)組合軸承、水導(dǎo)軸承及潤(rùn)滑油管的潤(rùn)滑油至低位油箱，再排至集油罐。做標(biāo)記拆除水輪機(jī)艙內(nèi)的地板、扶梯、油、水、氣管路并吊至機(jī)艙外。

2.3 拆卸推力軸承殼、鏡板和反推力軸承瓦

拆掉推力軸承殼上的測(cè)溫電纜和接線駁；拆除推力軸承殼下游側(cè)的軸承密封，吊出至機(jī)坑外；使用數(shù)個(gè)手拉葫蘆及吊繩均衡吊住推力軸承殼，拆卸推力軸承殼與反推力座的圓柱銷及螺栓；利用手拉葫蘆及吊繩均衡倒運(yùn)推力軸承殼，使推力軸承殼向下游側(cè)平移，靠近水導(dǎo)軸承懸掛或固定支撐放置。

用千斤頂支頂鏡板下半部-Y方位,拆卸鏡板的組合面定位銷和螺栓。使用數(shù)個(gè)手拉葫蘆吊住鏡板上半部，使上半部垂直吊出于主軸槽口，用手拉葫蘆向下游側(cè)移動(dòng)倒運(yùn)，靠近推力軸承殼懸吊放置。

使用數(shù)個(gè)手拉葫蘆吊住鏡板下半部，拆卸下部支撐，靠其重力垂直吊放并退出主軸槽口，向下游側(cè)移動(dòng)倒運(yùn)，使用組合面螺栓螺母與鏡板上半部連接墊放在主軸上，如圖2所示。

圖2 使用螺栓螺母與鏡板連接圖

拆卸反推力瓦上的測(cè)溫元件連線；做標(biāo)記拆卸各反推力瓦和橡膠墊，吊出于機(jī)艙外放置。

2.4 機(jī)械頂起主軸

若在徑向軸承上游側(cè)設(shè)有頂軸千斤頂，可直接用該設(shè)備頂軸；若沒(méi)有該設(shè)備則需要另外制作頂軸工具。

按大于機(jī)艙內(nèi)的下部固定導(dǎo)葉口部尺寸制作2個(gè)承重橫梁，放置在下部固定導(dǎo)葉端口上，橫梁的上下游位置在使用頂軸工具拆卸徑向軸承瓦后有可操作空隙；調(diào)整橫梁上平面水平并與下固定導(dǎo)葉管口接觸穩(wěn)固后，將橫梁與下固定導(dǎo)葉管口間斷焊接固定。

在上游側(cè)橫梁上放置2個(gè)50t螺旋千斤頂或液壓千斤頂及頂軸工具，在下游側(cè)橫梁上放置剛性墊板和楔形板，放置另一制作的頂軸工具，頂軸工具上墊放0.5mm厚的銅板保護(hù)主軸表面。如圖3、圖4所示 。

圖3 頂軸工具放置銅板示意圖

圖4 拆除徑向軸承示意圖

參照?qǐng)D紙的徑向軸承瓦與主軸總間隙(一般為0.60mm～0.75mm)使用塞尺測(cè)量各軸承的實(shí)際總間隙值；在反推力座和水導(dǎo)軸承處架設(shè)百分表，監(jiān)測(cè)主軸在上下方向頂起變化量；用千斤頂起主軸，使徑向軸承瓦與主軸在上下左右至少存在1/2最小總間隙(0.30mm)；將剛性支撐頂軸工具楔形板楔緊，輔助主軸位置剛性固定，將頂軸工具、楔形板、剛性支撐及橫梁之間采用間斷焊接固定。

2.5 拆卸徑向軸承瓦

確認(rèn)單件徑向軸承瓦在向下游側(cè)從徑向軸承殼中拆卸抽出時(shí)，徑向軸承瓦與軸承殼之間的定位銷是否被反推力座阻礙，若有阻礙需擴(kuò)磨反推力座相應(yīng)槽口后再實(shí)施單件拆出徑向軸承瓦，或采取徑向軸承瓦、軸承殼與反推力座一同拆出于軸承支架，然后逐件拆開反推力座、軸承殼直至徑向軸承瓦；若無(wú)阻礙則可進(jìn)行單件徑向軸承瓦步驟，先拆開徑向軸承上游側(cè)軸承蓋2/2瓣，通過(guò)空隙拆卸徑向軸承瓦上游側(cè)的限位擋板II；在反向推力軸承座和徑向軸承瓦上組裝“拆裝軸承工具”。由四人同時(shí)均衡操作拆裝軸承工具4個(gè)螺桿上的螺母向下游側(cè)支頂工具環(huán)板，徑向軸承瓦在環(huán)板帶動(dòng)下被抽出；拆除拆裝軸承工具；在徑向軸承瓦下方支撐牢固，拆除徑向軸承瓦組合定位銷和螺栓，吊出徑向軸承瓦上瓣，拆掉支撐再吊出徑向軸承瓦下瓣，如圖4所示。

2.6 拆卸反推力座和徑向軸承殼

根據(jù)徑向軸承瓦瓦面燒瓦情況，若需檢查測(cè)量主軸滑轉(zhuǎn)子表面以及徑向軸承殼和反推力座的球面質(zhì)量，還需拆卸反推力座和徑向軸承殼，拆卸過(guò)程：使用數(shù)個(gè)手拉葫蘆吊繩吊住反推力座，配合使用拆裝軸承工具的4-M42螺桿，將反推力座從軸承支架中拆出，將所有調(diào)整墊做標(biāo)記后拆下，并測(cè)量記錄調(diào)整薄片厚度，固定支撐反推力座，如圖5所示。

圖5 拆卸反推力座示意圖

檢查處理主軸表面之后，測(cè)量比較主軸滑轉(zhuǎn)子直徑及將要回裝的徑向軸承瓦直徑應(yīng)符合圖紙要求。

在徑向軸承殼與反推力座的球面的間隙處噴注透平油，扭動(dòng)徑向軸承殼檢查球面配合處轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，不靈活應(yīng)拆開檢查球面：拆下檔板I，拆開反推力座合縫面螺栓和銷釘，將上瓣吊起向下游側(cè)移動(dòng)，再將徑向軸承殼向上游側(cè)吊開墊木方放置在主軸上；進(jìn)行檢查處理徑向軸承殼外球面、反推力座內(nèi)球面之后，將徑向軸承殼整體或下瓣吊放在反推力座下瓣球面上，在球面處噴注透平油扭動(dòng)檢查，直至徑向軸承殼下瓣在反推力座下瓣上轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，如圖6所示。

圖6 拆除檔板球面噴注透平油

3 回裝或更換安裝徑向軸承瓦

3.1 回裝徑向軸承殼、反推力座

徑向軸承殼在反推力座下瓣上組裝后，再吊放反推力座的上瓣進(jìn)行組裝反推力座，螺栓把緊力矩、合縫面間隙應(yīng)符合要求。

使用數(shù)個(gè)手拉葫蘆起吊反推力軸承座向軸承支架平移靠近，調(diào)整反推力軸承座與推力軸承支架的配合面對(duì)正后，使用軸承殼把合螺栓和臨時(shí)厚墊將反推力座壓入軸承支架配合止口中，在反推力軸承座完全進(jìn)入之前，按標(biāo)記交替裝入所有調(diào)整墊，以及原配墊的薄片；調(diào)整裝入定位銷，把緊反推力座與軸承支架的把合螺栓。然后拆除軸承殼把合臨時(shí)厚墊。

3.2 回裝徑向軸承瓦

檢查將要回裝的徑向軸承瓦瓦面合格后，復(fù)核測(cè)量徑向軸承殼下游側(cè)與主軸之間的上下左右尺寸，檢查主軸位置是否變化，須要時(shí)使用頂軸千斤頂重新調(diào)整主軸位置，應(yīng)滿足拆卸時(shí)的間隙尺寸要求。

將徑向軸承瓦上、下瓣吊入機(jī)艙，按圖紙要求在主軸上進(jìn)行組合。核準(zhǔn)徑向軸承瓦上的圓柱銷與徑向軸承殼的槽口在+Y方位對(duì)正；在反推力座上和徑向軸承瓦上安裝拆裝軸承工具，均勻同步擰緊4個(gè)長(zhǎng)螺桿上的螺母，將徑向軸承瓦壓入到徑向軸承殼中；拆除拆裝軸承工具，如圖7所示?；匮b徑向軸承瓦上游側(cè)擋板II；恢復(fù)安裝軸承密封蓋。拆除剛性支撐的頂軸工具，使用千斤頂將主軸回落在徑向軸承上，撤下千斤頂再拆除橫梁。

圖7 拆除拆裝軸承工具

3.3 回裝反推力瓦和鏡板

按標(biāo)記號(hào)回裝反推力軸承瓦及橡膠墊，連接反推力瓦測(cè)溫元件接線。因鏡板與反推力瓦理論間隙為0.30～0.50mm；反推力瓦掛裝在反推力座上將有側(cè)傾，這將不便于實(shí)施回裝鏡板；須使鏡板與反推力軸承瓦之間有數(shù)毫米間隙，才能順利回裝鏡板：先恢復(fù)調(diào)整高壓油管路，在排油管法蘭臨時(shí)盛接高壓油的排油，通入高壓油頂起主軸，投入發(fā)電機(jī)制動(dòng)風(fēng)閘，將轉(zhuǎn)動(dòng)部分向下游側(cè)推動(dòng)約可推動(dòng)5～10mm，架設(shè)百分表監(jiān)測(cè)主軸向下游側(cè)移動(dòng)量，應(yīng)監(jiān)視轉(zhuǎn)輪與轉(zhuǎn)輪室無(wú)碰撞，同時(shí)監(jiān)視發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與下游側(cè)擋風(fēng)板無(wú)碰撞，主軸移動(dòng)后撤除發(fā)電機(jī)風(fēng)閘。將鍵把合在主軸鍵槽口內(nèi)；檢查或處理鏡板表面質(zhì)量后，使用數(shù)個(gè)手拉葫蘆吊運(yùn)移動(dòng)鏡板的上瓣至主軸槽口上方，使鏡板鍵槽對(duì)正主軸鍵，緩慢垂直吊入主軸槽口中，同樣使用數(shù)個(gè)手拉葫蘆吊運(yùn)移動(dòng)鏡板下瓣至主軸槽口下方，對(duì)正垂直吊入主軸槽口中，與鏡板上半進(jìn)行組合，把緊組合螺栓，再回裝鏡板擋板。復(fù)核測(cè)量反推力軸承座與鏡板的上下左右距離，必要時(shí)重新調(diào)整反推力座與軸承支架的調(diào)整墊或薄片，使反推力座端面與鏡板面達(dá)到平行度0.05mm要求。

3.4 回裝推力軸承殼及正向推力軸承瓦

檢查處理正向推力瓦表面質(zhì)量后，使用數(shù)個(gè)手拉葫蘆平移吊運(yùn)推力軸承殼靠近反推力座，旋退正向推力瓦支柱螺栓，使正推力瓦向下游側(cè)退回最大可調(diào)距離5mm；推力軸承殼法蘭裝入新更換的耐油橡皮條并涂密封膠，裝入圓柱銷把合螺栓；手動(dòng)啟動(dòng)高壓油裝置頂起主軸，并臨時(shí)盛接排油，回裝推力軸承殼把緊到位?；匮b組合軸承排油管路，手動(dòng)啟動(dòng)高壓油裝置頂起主軸，均勻旋緊10個(gè)推力支柱螺栓，使正推力瓦頂靠鏡板，撤除高壓油；在支柱螺栓端部架設(shè)百分表監(jiān)測(cè)，重新調(diào)整正、反推力瓦與鏡板的總間隙0.30～0.50mm，并保證間隙相互誤差符合圖紙要求，鎖緊推力支柱螺栓的螺母，回裝支柱螺栓的密封蓋。檢查處理下游側(cè)軸承密封完好，調(diào)整與主軸間隙后把合在推力軸承殼上。

3.5 回裝管路附件進(jìn)行機(jī)組運(yùn)行

清洗高、低位油箱及潤(rùn)滑油油管路，回裝管路，油箱充油；打開進(jìn)油管和排油管閥門使管道和各軸承內(nèi)充油，進(jìn)行潤(rùn)滑油系統(tǒng)油液循環(huán)沖洗軸承和管道?；匮b主軸護(hù)罩并更換相應(yīng)耐油密封條；回裝相應(yīng)附件；回裝連接推力和徑向軸承測(cè)溫接駁連線；回裝機(jī)艙內(nèi)地板、扶梯。流道充水開啟閘門后，撤除機(jī)械鎖定，機(jī)組經(jīng)過(guò)進(jìn)行空轉(zhuǎn)運(yùn)行、帶滿負(fù)荷連續(xù)72h試運(yùn)行，監(jiān)視記錄正、反推力瓦、徑向軸承瓦的瓦溫應(yīng)符合要求。

4 不同方法的比較

該水電站該機(jī)組在一次拆卸發(fā)電機(jī)徑向軸承瓦時(shí)，采取將反推力軸承座、徑向軸承殼和徑向軸承瓦作為一體同時(shí)拆出，但在拆開徑向軸承瓦時(shí)，發(fā)現(xiàn)瓦面有數(shù)處軸向拉傷痕跡，即瓦面產(chǎn)生新的研傷。因此，一般不采用將反推力軸承座、徑向軸承殼和徑向軸承瓦作為一體同時(shí)拆出的方法，除非已檢查斷定燒瓦嚴(yán)重并要更換新的徑向軸承瓦；實(shí)踐和理論表明：徑向軸承瓦與主軸間隙比較小，若整體拆卸，當(dāng)反推力座退出推力軸承支架的配合止口之后，利用手拉葫蘆移動(dòng)過(guò)程中難以控制徑向瓦與主軸始終存在間隙，徑向瓦與主軸之間必有局部接觸受力的瞬間，將會(huì)產(chǎn)生干摩擦，使徑向瓦瓦面研傷；同理，回裝時(shí)不宜采用將徑向瓦、徑向軸承殼及反推力軸承座組裝后整體移動(dòng)回裝的方法。

5 結(jié)語(yǔ)

上述燈泡貫流式發(fā)電機(jī)徑向瓦拆裝方法，在水輪機(jī)機(jī)艙內(nèi)進(jìn)行存在空間狹小、操作有一定的困難，優(yōu)點(diǎn)是該方法拆具有拆卸部件少，拆裝周期短，拆裝效果好。

該軸承瓦拆裝方法，是針對(duì)該電站的機(jī)組結(jié)構(gòu)而采取方法的探討，而對(duì)于其它不同機(jī)組的結(jié)構(gòu)，還需根據(jù)已有的結(jié)構(gòu)條件實(shí)施，譬如支頂主軸的位置和形式等，但整個(gè)過(guò)程是大同小異。本文的方法希望對(duì)燈泡貫流式水電站的檢修、機(jī)組制造的完善提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1] 劉國(guó)選，唐彤竺.燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)徑向嚴(yán)重?zé)龘p處理技術(shù).水電站機(jī)電技術(shù)，2013.

[2] 李友松.燈泡貫流式機(jī)組徑向?qū)лS承燒瓦事故分析與處理.水電站機(jī)電技術(shù)研究會(huì)，2010.

[3] 江從棟.高砂水電站燈泡貫流式機(jī)組軸承安裝調(diào)整.華東水電技術(shù)，1999.

[4] 許國(guó)彥.立式水輪發(fā)電機(jī)組軸系擺度及導(dǎo)軸承間隙調(diào)整.防爆電機(jī)，2017.

Disassembling and Assembling Methods for Radial Bearing Bushof Lamp Tubular Hydro-Generator

XuGuoyan

(Harbin Electric Machinery Company Limited, Harbin 150040, China)

Through analyzing the burning situation of a radial bearing bush of lamp tubular hydro-generator, this paper proposes the methods of disassembling and assembling radial bearing bush, and compares it with other different methods. It is found that this method is convenient and effective for disassembly and assembly, and is conducive to overhaul of power station at narrow place. It provides a reference for equipment manufacturer.

Hydro-generator;radial bearing bush;disassembly and assembly;method

10.3969/J.ISSN.1008-7281.2017.02.12

TM305

B

1008-7281(2017)02-0039-005

許國(guó)彥 男 1963年生；畢業(yè)于哈爾濱電機(jī)廠職工大學(xué)機(jī)械制造工藝及設(shè)備專業(yè)，現(xiàn)從事水輪發(fā)電機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)安裝技術(shù)指導(dǎo)工作.

2016-07-25