立式水輪發(fā)電機(jī)組推力軸承的檢修與維護(hù)探究

劉順，鄧小電

（杭州力源發(fā)電設(shè)備制造有限公司，浙江 杭州 311200）

立式水輪發(fā)電機(jī)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代，自從運(yùn)行以來(lái)，立式水輪發(fā)電機(jī)為社會(huì)提供了基礎(chǔ)的電力供應(yīng)，電力機(jī)組的應(yīng)用提供了穩(wěn)定的功率，表現(xiàn)出穩(wěn)定的工業(yè)價(jià)值。隨著長(zhǎng)時(shí)間的使用，發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行也多少受到水利侵害，對(duì)機(jī)組結(jié)構(gòu)帶來(lái)一定影響，導(dǎo)致一些結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞。因此需要通過(guò)對(duì)推力軸承展開(kāi)的檢修和維護(hù)工作來(lái)保障機(jī)組能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

1 推力軸承的作用

在立式水輪發(fā)電機(jī)組中，水輪機(jī)的軸承有兩種，一種是推力軸承，另一種則是導(dǎo)軸承。導(dǎo)軸承能夠起到水輪機(jī)軸固定水平方向的作用，避免導(dǎo)軸承發(fā)生水平擺動(dòng)，導(dǎo)軸承的受力是在水平方向上。推力軸承是用來(lái)承擔(dān)水輪機(jī)上轉(zhuǎn)子的重量，推力軸承的受力是在垂直方向上。推力瓦在機(jī)組中被固定在機(jī)架上，而推力頭上固定的是鏡板，推力瓦被泡在透平油之中，推力瓦的表面會(huì)覆蓋一層油膜，鏡板被壓在推力瓦之上，兩者中間有一層薄油膜，能夠起到潤(rùn)滑的作用。在機(jī)組轉(zhuǎn)子發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，鏡板會(huì)隨著轉(zhuǎn)子共同轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)和薄油膜發(fā)生摩擦，這樣固定部件和轉(zhuǎn)動(dòng)部件之間也就得到了良好的銜接。根據(jù)推力軸承的實(shí)際位置，對(duì)機(jī)組進(jìn)行分類，推力軸承存在于上機(jī)架中，那么可以稱作是懸式機(jī)組，如果推力軸承存在于下機(jī)架，那么可以稱作是傘式機(jī)組。

在機(jī)組中，推力軸承承擔(dān)著轉(zhuǎn)子運(yùn)行的推力，是一種分離型軸承。其中推力球軸承承受軸向的負(fù)荷，不能對(duì)軸徑向位移進(jìn)行限制，其極限轉(zhuǎn)速十分之低。而推力滾子軸承能夠用作以載荷為主的承受軸，在軸向和徑向上實(shí)現(xiàn)聯(lián)合載荷，徑向的載荷要控制在軸向55%載荷的范圍之內(nèi)，推力滾子軸承轉(zhuǎn)速更快，摩擦因數(shù)比較低，還有著調(diào)心的性能。

2 推力軸承的檢修與維護(hù)

2.1 軸線彎曲的檢修和維護(hù)

在發(fā)電機(jī)組中，很多情況下推力軸承對(duì)于機(jī)組的高程、水平以及中心都有著密切的聯(lián)系。在進(jìn)行機(jī)組檢修的時(shí)候，機(jī)組水平基準(zhǔn)點(diǎn)一般情況下也就是鏡板水平，想要確定機(jī)組的水平基準(zhǔn)點(diǎn)，然后才能對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分展開(kāi)校核，主要需要校核軸線彎曲，以及上導(dǎo)曲線發(fā)生的位移。要想讓機(jī)組調(diào)整得到高效高質(zhì)的完成，需要嚴(yán)格落實(shí)以下步驟。

第一，需要保持托盤(pán)螺栓得到固定，保持在緊固的狀態(tài)中。

第二，要對(duì)鏡板正反面進(jìn)行檢查，鏡板正反兩面都需要保證達(dá)到一定光潔程度，還要保持在一定水平要求下，正反兩面都要保證沒(méi)有形成銹蝕現(xiàn)象，也不存在任何變形問(wèn)題。

第三，需要使用巴氏推力瓦進(jìn)行刮削研磨，在處理后表面能夠保持光滑和平整，并沒(méi)有出現(xiàn)毛刺的問(wèn)題。每平方厘米的接觸點(diǎn)需要達(dá)到三到五個(gè)，尤其要進(jìn)行進(jìn)油邊刮削，需要將瓦面中部刮得盡量低。這樣能夠在最大程度上保證推力瓦變形程度得到減輕，無(wú)論是機(jī)械變形還是溫度變形，都能得到有效的控制。

第四，對(duì)發(fā)電機(jī)高程進(jìn)行確定，發(fā)電機(jī)高程也就是指托盤(pán)和鏡板兩者之間的高程。通常情況下，安裝發(fā)電機(jī)之后得到的高程值也就是機(jī)組高程的基準(zhǔn)值，高程值也受到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子的影響。

第五，要調(diào)整鏡板的水平，在等腰三角形穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，將三角形三個(gè)頂點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的推力瓦當(dāng)做是基準(zhǔn)，在高程被確定之后，使用鎖定板鎖定抗重螺栓。三角形底角所對(duì)應(yīng)的推力瓦用來(lái)作為調(diào)整可動(dòng)點(diǎn)，對(duì)鏡板的水平進(jìn)行調(diào)整，從而讓鏡板能夠達(dá)到技術(shù)要求。在實(shí)施水平調(diào)整的時(shí)候，可以使用框型的水平儀展開(kāi)測(cè)量，避免出現(xiàn)鏡板和其他非調(diào)整瓦產(chǎn)生貼合。同時(shí)需要注意限位裝置的位移，調(diào)整水平之后，需要鎖定好底角的抗重螺栓。在鏡板得到水平調(diào)整之后，提升起推力瓦也是十分重要的工作，也是對(duì)此進(jìn)行創(chuàng)新的出發(fā)點(diǎn)。在鏡板表面根據(jù)一定順序設(shè)置百分表，在等腰三角形的兩個(gè)腰線上設(shè)置同樣精度的框型水平儀，在對(duì)應(yīng)項(xiàng)提高推力瓦。在推力瓦提升過(guò)程中，需要注意及時(shí)查看百分表以及水平儀的讀數(shù)，保證水平儀的顯示數(shù)不會(huì)出現(xiàn)大幅度改變。在這個(gè)過(guò)程中，要嚴(yán)格控制水平儀讀數(shù)，讀數(shù)變化不能超過(guò)0．02mm，完成調(diào)整之后將推力頭吊裝起來(lái)，確保推力頭下降的溫度不會(huì)超過(guò)每小時(shí)20℃。在推力頭溫度接近于室溫的時(shí)候，安裝卡環(huán)，若推力頭的承重允許，那么需要了測(cè)量出卡環(huán)配合間的間隙，需要保證允許塞尺通過(guò)的尺寸不會(huì)超過(guò)0．03mm。應(yīng)用此方案最關(guān)鍵的就是在鏡板得到傳統(tǒng)的調(diào)整方法之后，使用錘擊法進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)整，這樣能夠讓檢修的時(shí)間得到控制，水平調(diào)整也不會(huì)受到人員經(jīng)驗(yàn)不足的影響。此方案的使用更加簡(jiǎn)單方便，只需要在操作過(guò)程中加以控制，就能夠取得良好的效果。

2.2 軸電流破壞的檢修和維護(hù)

一般情況下，推力軸承絕緣有賴于托盤(pán)、推力頭以及鏡板之間設(shè)置的絕緣墊來(lái)實(shí)現(xiàn)，在主軸上也會(huì)使用接地碳刷來(lái)實(shí)現(xiàn)。在發(fā)生絕緣損壞的時(shí)候，發(fā)電機(jī)在開(kāi)始啟動(dòng)的時(shí)候，各個(gè)連接位置會(huì)發(fā)生電流突升，將會(huì)造成軸電流無(wú)法和外界接地造成環(huán)形渦電流的出現(xiàn)，從而讓連接設(shè)備受到侵蝕出現(xiàn)破壞。因此在進(jìn)行檢修的時(shí)候，需要重視推力軸承的絕緣，這是十分重要的環(huán)節(jié)。另外，尤其需要關(guān)注托盤(pán)和油槽，避免推力頭和鏡板螺栓上的絕緣套受到破壞，造成軸電流破壞。

2.3 機(jī)組受到高程以及軸承中心的影響

要想保障機(jī)組能夠得到穩(wěn)定的運(yùn)行，需要保持絕緣和水平之后，還需要重點(diǎn)關(guān)注軸承中心和高程。在新設(shè)備高程和中心被完成安裝之后，需要進(jìn)行的檢修和維護(hù)，需要重新校正確定相關(guān)數(shù)據(jù)。一般情況下，需要對(duì)上支持蓋以及推力頭主軸之間的距離進(jìn)行調(diào)整，需要根據(jù)安裝的時(shí)候原始數(shù)據(jù)進(jìn)行校正?？梢酝ㄟ^(guò)發(fā)電機(jī)上的轉(zhuǎn)子和定子之間的孔隙對(duì)中心進(jìn)行調(diào)整。其中中心位置的確定需要將涉筆水導(dǎo)、轉(zhuǎn)輪、上下導(dǎo)以及主軸這幾部分的中心穿成一條線。從另一個(gè)方面上講，如果中心位置出現(xiàn)了偏移，不僅會(huì)影響到盤(pán)車活動(dòng)，還會(huì)讓機(jī)組運(yùn)行受到嚴(yán)重影響。盤(pán)車的使用目的是為了梳理中心線，但是根據(jù)實(shí)際需要，可能會(huì)將盤(pán)車數(shù)據(jù)控制到最小的水平，從而讓其得到規(guī)范化。

高程常常需要把安裝的原始數(shù)據(jù)當(dāng)做是參考值作用。然后根據(jù)托盤(pán)和鏡板兩者的距離確定機(jī)組高程，高程也要控制在適度范圍之內(nèi)，高程值過(guò)高和過(guò)低都會(huì)影響到系統(tǒng)發(fā)生混亂。例如，高程過(guò)高將會(huì)造成機(jī)組出現(xiàn)不規(guī)律的振動(dòng)，高程過(guò)低將會(huì)影響到推力瓦溫度，使其超過(guò)正常范圍。因此在檢修過(guò)程中，需要加強(qiáng)對(duì)高程、水平以及中心等問(wèn)題的研究，只有經(jīng)過(guò)深入刨析，才能讓維護(hù)和檢修的周期縮短。

2.4 機(jī)組軸系運(yùn)行的要求

首先在進(jìn)行安裝機(jī)組設(shè)備的時(shí)候，需要保證精確可靠的機(jī)組中心，在機(jī)組中的各個(gè)部分都能得到固定，并保持各個(gè)部分的中心位能夠在一條垂直線之上，同時(shí)能夠保證機(jī)組中心和旋轉(zhuǎn)中心能夠達(dá)到同一水平上。只有保證機(jī)組各個(gè)部分的間隙能夠比較均勻，才能保證水輪機(jī)的水利干擾有所緩解，讓發(fā)電機(jī)免于受到電氣干擾。

其次，在調(diào)整機(jī)組的軸線的時(shí)候，對(duì)盤(pán)車進(jìn)行計(jì)算，需要做到精準(zhǔn)定位機(jī)組旋轉(zhuǎn)中心，讓軸系運(yùn)行能夠被控制好，主要控制好位置和擺度最大值，在軸系運(yùn)行的時(shí)候需要綜合考慮垂直度以及直線度帶來(lái)的干擾，讓干擾程度控制到最小。最后需要積極使用高品質(zhì)的軸線，需要正式旋轉(zhuǎn)體自身能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，但是在運(yùn)行機(jī)組軸線的時(shí)候，除了對(duì)轉(zhuǎn)體本身進(jìn)行考慮，也需要保證和其同心的支承體能夠保證到位，也就是說(shuō)需要保證立式機(jī)組中三個(gè)導(dǎo)軸承能夠保持著同一中心。

3 結(jié)語(yǔ)

在目前立式水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)中，推力軸承發(fā)揮著重要作用，決不能忽視推力軸承的積極作用。要想能夠做好推力軸承的檢修和維護(hù)，需要加強(qiáng)對(duì)于軸線彎曲和軸電流破壞問(wèn)題的控制，嚴(yán)格按照要求落實(shí)檢修和維護(hù)。還需要控制機(jī)組受到高程以及軸承中心的影響，必須要嚴(yán)格執(zhí)行機(jī)組軸系運(yùn)行的要求。通過(guò)強(qiáng)化安裝和維護(hù)，保障推力軸承安全，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定和安全。