大型水輪發(fā)電機(jī)彈簧簇支撐式推力瓦更換工藝

陳少華

（中國(guó)長(zhǎng)江電力股份有限公司，湖北 宜昌 443133）

1 概述

目前國(guó)內(nèi)主流的大型水輪發(fā)電機(jī)組多為立軸半傘式機(jī)組，推力軸承位于轉(zhuǎn)子下方，推力軸承承受整個(gè)機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量以及軸向水推力，在水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行中起著無(wú)比重要的作用。推力軸承的檢修工作有著顯著的特點(diǎn)：工作非常的繁瑣，工作部位特別重要，要求程序性強(qiáng)，對(duì)檢修人員個(gè)人素質(zhì)要求非常高，整個(gè)過(guò)程需要做到細(xì)致而且高效。推力軸承檢修過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都有可能影響整個(gè)檢修的質(zhì)量。

2 項(xiàng)目準(zhǔn)備階段

2.1 檢修工裝的準(zhǔn)備

大型水輪發(fā)電機(jī)組推力軸承瓦的更換均需要根據(jù)自身機(jī)組結(jié)構(gòu)形式，配備一整套專用的工裝，檢修工作開始前，專用工裝必須提前到場(chǎng)，并檢查其是否可用，性能是否良好。對(duì)于彈簧簇支撐的推力軸承，檢修工裝主要包括如下幾部分：①帶有電動(dòng)泵及其液壓管路的8個(gè)液壓頂；②3個(gè)固定式的頂；③1個(gè)手拉葫蘆；④3套推力瓦的輸送輥道；⑤3套抽瓦用的檢修平臺(tái)。工裝到場(chǎng)后，需要對(duì)所有的工裝進(jìn)行全面的功能性檢查，看是否可用，其中最為關(guān)鍵的為：8個(gè)液壓式千斤頂，需用液壓管路連接起來(lái)看是否可以同步起落，管路是否存在漏點(diǎn)；對(duì)于輸送輥道必須檢查其調(diào)節(jié)功能，輥道是否出現(xiàn)變形等；手拉倒鏈?zhǔn)欠裢旰茫怀橥咂脚_(tái)是否部件齊全等。這些檢查工作必須提前考慮，防止出現(xiàn)延誤工期的情況發(fā)生。

2.2 新推力瓦的準(zhǔn)備

推力瓦一般在倉(cāng)庫(kù)存放了多年，在推力瓦檢修更換之前，需將其運(yùn)輸至檢修現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)檢修地面需準(zhǔn)備膠皮、羊毛氈等進(jìn)行防護(hù)，推力瓦一般像書頁(yè)一般，放置于木箱子內(nèi)，推力瓦與推力瓦之間墊有膠皮防止運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生碰撞損壞推力瓦，推力瓦從箱子中取出的時(shí)候，需借助吊環(huán)螺釘、龍門吊、叉車等設(shè)備，移動(dòng)過(guò)程中需輕拿輕放，防止瓦面巴士合金受損。

推力瓦從木箱子均勻拿出后，需均勻放置于檢修現(xiàn)場(chǎng)，瓦的背面最好用木方墊空，有助于翻身，推力瓦與推力瓦之間需保持50 cm左右的距離，方便移動(dòng)和使用龍門吊。

輕輕撕掉瓦面包裹的油紙，然后用汽油等有機(jī)溶劑，對(duì)瓦面上已經(jīng)硬化的黃油進(jìn)行清理，清理過(guò)程中防止損傷瓦面，整個(gè)清理的過(guò)程需要保持足夠的耐心。

清理干凈的推力瓦，需要用工業(yè)用氣對(duì)推力瓦的高壓油油口進(jìn)行吹掃，防止有異物雜物堵塞高壓油的通道，確認(rèn)吹掃干凈后，需對(duì)推力瓦高壓油油室的油口，以及推力瓦的進(jìn)油口進(jìn)行防護(hù)，防止有雜物進(jìn)入。

全面清理后的推力瓦，需用干凈的綢布進(jìn)行覆蓋，并在推力瓦的周圍樹立醒目的警示語(yǔ)，防止無(wú)關(guān)人員無(wú)意踩踏，損壞推力瓦。如若推力瓦清理干凈后需要放置較長(zhǎng)的時(shí)間，為了防止推力瓦瓦面巴士合金出現(xiàn)銹蝕，需要涂抹一層透平油進(jìn)行防護(hù)，并用綢布進(jìn)行覆蓋。

3 新舊推力瓦相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)校核

新推力瓦到現(xiàn)場(chǎng)清理干凈后，先用肉眼全面看一遍，查看推力瓦是否有殘缺受損的問(wèn)題，然后需要第一時(shí)間按照?qǐng)D紙對(duì)推力瓦的各項(xiàng)尺寸及技術(shù)要求進(jìn)行一一核對(duì)，確保新瓦與舊瓦各項(xiàng)數(shù)據(jù)一致。確?？梢酝ㄓ?。避免因?yàn)槭韬?，出現(xiàn)在開始更換的過(guò)程中，才發(fā)現(xiàn)尺寸以及相關(guān)技術(shù)參數(shù)不符等有問(wèn)題，延誤工期的情況。尺寸及數(shù)據(jù)校核有如下方面（這里舉例某巨型電站的實(shí)際數(shù)據(jù)及相關(guān)過(guò)程予以說(shuō)明）：

3.1 新舊推力瓦厚度對(duì)比

通過(guò)對(duì)整套28塊推力瓦的厚度進(jìn)行全面測(cè)量對(duì)比可以看出，整套新瓦的厚度差滿足技術(shù)要求＜0.06 mm，見(jiàn)圖1、表1所示。另外需要說(shuō)明的一點(diǎn)是滿足替換要求。

圖1 新舊推力瓦厚度對(duì)比（柱狀圖）

3.2 新推力瓦表面粗糙度測(cè)量

用粗糙度儀對(duì)新推力瓦瓦面進(jìn)行了粗糙度測(cè)量，推力瓦表面粗糙度抽檢了1號(hào)、2號(hào)、9號(hào)、11號(hào)、16號(hào)、19號(hào)、21號(hào)、26號(hào)推力瓦，表面粗糙度在0.6～0.88 μm之間，滿足圖紙要求的1.6μm，見(jiàn)圖2所示。

3.3 新推力瓦表面平面度測(cè)量

采用刀口尺配合塞尺對(duì)新推力瓦瓦面進(jìn)行了平面度測(cè)量，0.02 mm塞尺不能通過(guò)，見(jiàn)圖3所示。

表1 新舊推力瓦厚度測(cè)量數(shù)據(jù)

圖2 瓦表面粗糙度測(cè)量

圖3 瓦表面平面度測(cè)量

3.4 對(duì)推力瓦下方小彈簧的高度進(jìn)行測(cè)量

抽檢了 22號(hào)（見(jiàn)表 2）、3號(hào)、12號(hào)、27號(hào)推力瓦下的小彈簧，小彈簧高度符合（52±0.08）mm的要求。

4 新推力瓦進(jìn)油邊修刮處理

在確保新的推力瓦與舊推力瓦在各方面都可以通用的前提下，我們需要對(duì)新瓦的進(jìn)油邊進(jìn)行修刮處理，增加進(jìn)油邊，幫助進(jìn)一步建立理想油膜。尺寸要求如圖4所示：

圖4 進(jìn)油邊修刮標(biāo)準(zhǔn)

表2 微彈簧測(cè)量數(shù)據(jù)

5 確立一條準(zhǔn)確高效的更換思路和策略

圖5 推力瓦安裝布置圖

推力軸承的推力瓦數(shù)量較多，一般在24或者28塊，數(shù)量較多，所以更換的時(shí)候，必須提前制定好更換思路，以便于更為高效的完成檢修工作。對(duì)于國(guó)內(nèi)主流的這種大型水輪發(fā)電機(jī)組微彈簧支撐的推力軸承，一般情況下某電站推力油槽設(shè)計(jì)有3個(gè)油槽窗板，在同一時(shí)間點(diǎn)，可以從3個(gè)油槽窗口處抽出3塊推力瓦，3塊瓦抽出后，在同一時(shí)間可以回裝3塊新的推力瓦，然后對(duì)基礎(chǔ)環(huán)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，將遠(yuǎn)離窗口的推力瓦旋轉(zhuǎn)至油槽窗口的位置，再次重復(fù)更換工作。

6 舊推力瓦拆除過(guò)程中特別注意的幾個(gè)問(wèn)題

6.1 標(biāo)記及定位

在對(duì)油槽內(nèi)部包括推力瓦以及各種管路附件拆除的過(guò)程中，最重要的一點(diǎn)就是做好相關(guān)的標(biāo)記和定位工作，便于檢修后回裝，尤其是各部位的銷釘，需保證可以完全原位回裝。

6.2 部件放置

特別是對(duì)于需要重復(fù)利用且數(shù)量較多的同一種部件，應(yīng)該盡可能的進(jìn)行編號(hào)和歸類處理。并放置在可靠的地點(diǎn)，考慮長(zhǎng)時(shí)間放置的問(wèn)題。

6.3 防護(hù)和綁扎

對(duì)于每一塊推力瓦上連接的高壓油管路的拆除，應(yīng)該盡可能的細(xì)致，防止損壞螺紋，管路拆除后應(yīng)做好防護(hù)工作，防止異物進(jìn)入高壓油管路。對(duì)于測(cè)溫的RTD傳感器及其引線，需要拆除后做好標(biāo)記并綁扎牢靠，不影響其他工作的正常進(jìn)行。

7 相關(guān)試驗(yàn)和驗(yàn)收

7.1 高壓油減載系統(tǒng)試驗(yàn)

推力瓦更換工作完成后，在油槽窗板的位置安裝臨時(shí)性試驗(yàn)窗板（主要目的在于留有觀察部位），給推力油槽注油至淹沒(méi)高壓油減載系統(tǒng)取油口的高度，檢查高壓油減載系統(tǒng)電機(jī)及管路系統(tǒng)是否已經(jīng)恢復(fù)正常狀態(tài)，啟動(dòng)高壓油，檢查高壓油減載系統(tǒng)油泵進(jìn)出口等各部位壓力，確認(rèn)是否達(dá)到工作要求的壓力，油泵是否存在異音和振動(dòng)，管路是否有滲漏跡象等。

7.2 推力瓦出油試驗(yàn)

在確保高壓油減載系統(tǒng)已經(jīng)恢復(fù)正常后，在推導(dǎo)油槽窗板的位置安裝上臨時(shí)窗板后，在高壓油減載系統(tǒng)油泵啟動(dòng)后，通過(guò)試驗(yàn)窗板上部，可以觀察每一塊推力瓦的高壓油出油情況是否良好，是否均勻，如果某一塊推力瓦的出油不好，必須檢查高壓油管路各個(gè)接口是否存在泄漏，管路是否存在堵塞情況等。直到每一塊推力瓦的出油均勻且良好。

7.3 試運(yùn)行試驗(yàn)

推力瓦更換后，需要在首次開機(jī)后以及短期的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，對(duì)推力瓦瓦溫進(jìn)行一個(gè)跟蹤和對(duì)比，以檢驗(yàn)工作的質(zhì)量。XX F機(jī)組按照我們的更換工藝，在推力瓦更換后（2018年6月1日）與更換之前（2017年6月1日、2016年6月1日）瓦溫進(jìn)行對(duì)比，如圖6所示，XX F機(jī)組推力瓦更換后推力瓦瓦溫與去年相當(dāng)，略低于前年同期，XX F機(jī)組推力瓦瓦溫?zé)o異常。

圖6 瓦溫對(duì)比圖

綜上所述，XX F機(jī)組推力瓦按照上述更換工藝更換后，推力軸承運(yùn)行情況良好。

8 更換工藝流程圖

通過(guò)對(duì)XX F機(jī)修推力瓦更換過(guò)程的記錄，及日常檢修經(jīng)驗(yàn)的積累，總結(jié)出一整套的更換工藝。工藝流程圖見(jiàn)圖7所示。

圖7 流程圖

9 結(jié)論

對(duì)于大型水輪發(fā)電機(jī)組微彈簧支撐的推力軸承瓦的更換，需要在更換之前有細(xì)致的準(zhǔn)備工作，任何困難必須提前思考、準(zhǔn)備，做到有備無(wú)患。彈簧簇支撐式推力軸承瓦的更換，最重要的、最困難的是如何將遠(yuǎn)離推導(dǎo)油槽窗口位置的推力瓦轉(zhuǎn)至油槽檢修窗口處；檢修過(guò)程中推力瓦下方的基礎(chǔ)環(huán)必須同步起落，防止出現(xiàn)由于頂起高度不合理以及千斤頂?shù)钠鹇洳煌?，?dǎo)致基礎(chǔ)環(huán)脫槽無(wú)法復(fù)位的問(wèn)題。推力油槽控制環(huán)的定位銷，需要用專用的拔銷器進(jìn)行拆卸。經(jīng)過(guò)實(shí)際檢修經(jīng)驗(yàn)積累，我們已經(jīng)總結(jié)的一整套的更換工藝，為日后同類型機(jī)組的檢修，提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，有重要的指導(dǎo)意義。XX F機(jī)組在按照上述推力瓦更換工藝實(shí)施推力瓦更換后，目前運(yùn)行相當(dāng)良好。