太陽升電站臥式水輪機推力軸承故障分析處理
2010-11-18
作者：劉克仁 （城步苗族自治縣太陽升水電站）
太陽升水電站共裝設四台混流式臥（wò）式水輪發電機組。3、4號機組於1989年8月投產；1、2號機組於1990年5月（yuè）投產。四台機組自運行以來，多次發（fā）生推力軸承燒損事故（gù）。為提（tí）高推力軸（zhóu）承的安裝、檢修和運行質量，探索推力軸承的工作性（xìng）能，摸清燒瓦事故（gù）的原因，我們對推力軸承運行故障作出了如下分析與探討（tǎo）：
一、推力軸承結構特（tè）點和參數
1．結構特點：本臥式水輪發電機組，采（cǎi）用三支點軸承。推力軸承和前導軸承裝（zhuāng）於同一（yī）軸承座內。軸承采用自循（xún）環潤滑。水冷卻（què）係統。推力軸承為機械調整結構。調整機（jī）構（gòu）固定於軸（zhóu）承座上。
2．參數：
額定出力1250KW
額（é）定轉速1000rad/min
推力（lì）負荷5.6t
瓦塊數10塊
潤（rùn）滑油（yóu）30號（hào）透平（píng）油（yóu）
二（èr）、推力軸承（chéng）安（ān）裝
由於（yú）本機組鏡板與主軸聯成一體。刮瓦方法與常規方式有所不同。常規刮瓦方（fāng）式有兩種，一種是鏡板工作麵朝上，瓦加在鏡（jìng）板上研磨刮瓦，為初刮瓦。安裝以後，用盤車精刮；另一種方法是鏡板壓在瓦上，用研磨機研磨利瓦。對小型（xíng）臥式機組，我們采用推力在研磨平板上研磨刮瓦，刮（guā）削精（jīng）度及進油邊斜度按標準進行（háng）。推力瓦的（de）受力調整，采用（yòng）固定主軸，用塞尺檢查（chá）調整推力瓦和鏡板之間（jiān）的間隙。再轉動主軸90℃，固定主軸，再用（yòng）塞尺檢查每塊推力瓦與鏡（jìng）板之間的間隙是否（fǒu）相等。如此反複檢查間隙，直（zhí）到主（zhǔ）軸（zhóu）在互成90℃的四個方位上（shàng）每塊推（tuī）力瓦與（yǔ）鏡板（bǎn）之間的（de）間隙完全相等為（wéi）止，至此（cǐ），使每（měi）塊推力瓦受（shòu）力均衡。
三、推力軸承磨（mó）損原因的分析與處理（lǐ）
4號機組1990年8月在（zài）運（yùn）行加負（fù）荷時，引起推（tuī）力瓦（wǎ）溫（wēn）度急驟上升，推力瓦已（yǐ）全部磨損，鏡板（bǎn）麵已被劃傷，其磨損深度（dù）有的圈痕達0.2mm深。采用常規方法對鏡板研磨拋光，更換（huàn）推力瓦。開機啟動，空載運行1h，推力瓦溫（wēn）度就達60℃。從此溫度看。顯然不能帶負荷運行、停機抽（chōu）瓦檢查發（fā）現推力（lì）瓦仍有磨損，磨損處（chù）表麵光（guāng）亮呈鏡麵狀，磨損部位在扇（shàn）形瓦（wǎ）塊的外半圓上。
1．鏡板表麵光潔度要求很高，按設計要求達到11級（jí）精度以上，硬度（dù）要達到HB－180～220。4號機組鏡板由於上次（cì）處理未能達到要求，鏡板工作（zuò）麵呈（chéng）暗灰色（sè），光潔度下降，劃痕較多，並有很多圓形線條（tiáo），且線條均在外圓部分與推力瓦磨損部（bù）位相（xiàng）吻合（hé）、因此決定將鏡板送邵陽水輪（lún）機（jī）廠車削磨平拋光。
2．軸向水推力（lì）過大引起推（tuī）力瓦溫（wēn）度過高，在機組靜態下裝百分表於前（qián）軸承端蓋上端，啟動機組（zǔ），觀察百分表變化範圍，結果發現，前軸承向蝸殼方（fāng）向傾斜、機（jī）組緩慢轉動。百（bǎi）分（fèn）表從零（líng）逐漸上（shàng）升（shēng）。當轉速達到額定轉速時，百分表讀（dú）數為0.25～0.30mm。逐漸（jiàn）增加負荷，百分表讀數又成正（zhèng）比例上升。當機組帶額定負（fù）荷125kW•h，百分表讀（dú）數達0.75～0.90mm。從推力（lì）瓦磨損痕跡明顯判（pàn）斷：前軸承向前傾斜的（de）原因：一是前軸承（chéng）座機械強度不夠。二是水推（tuī）力較大。對（duì）於前輪承座機械強度問題，由於我們加工條件有限，不考慮（lǜ）處理。因此（cǐ）隻能從減少水推力這方麵想辦（bàn）法，查看水（shuǐ）渦輪泄水孔，原設計有10個φ12mm泄水孔、泄水（shuǐ）孔（kǒng）的作（zuò）用，主要（yào）是使水輪機頂（dǐng）蓋下空（kōng）間與工作輪下（xià）空間相溝通，以減少從上迷宮環漏水對頂蓋的壓力、減少這一壓力就可以減少水推（tuī）力（lì）。泄水（shuǐ）孔較小，迷宮環漏水較大，所（suǒ）以水推力增加、為此我們加大泄水孔直徑到φ17mm，帶額定負荷運行，前軸承向前傾斜隻（zhī）有φ0.40mm左右了。
3．推力瓦潤（rùn）滑條件的好壞，是機組能否安全穩定運行的必（bì）要因素之一。推力軸承潤滑應考慮到（dào）推力（lì）總負荷、額定轉（zhuǎn）速、扇形瓦形成油膜（mó）的條件、油的物理性（xìng）能（néng）等因素。上述因素中，對形（xíng）成良好油膜的條件是很難準確計算的。臥式機組與立式機組相比，潤滑的條件（jiàn）就存在很大的差異，立式機組的整個推力（lì）瓦和鏡板的工作麵全都浸（jìn）入（rù）潤滑油中．機（jī）組啟動前還頂起轉子以使油膜能迅速形成、而臥式機組鏡板隻有下緣（yuán）15～20mm浸入潤滑油中（zhōng），唯有靠鏡板不斷旋轉、以鏡板的外（wài）緣部分粘帶一些潤滑油（yóu）上來才能潤滑鏡板工作麵。又（yòu）由於鏡（jìng）板外線是一光滑（huá）柱麵。因此所帶油量極少，油膜很難建立。極易造成於磨擦，因此，我們（men）又利用軸承有外循環潤滑油（yóu）的條件，從外（wài）部直接引（yǐn）入冷卻油至鏡板工作麵，從而改善（shàn）了潤滑的狀況。
通過以上努力，4號機組運行1年多來，推力瓦溫度相（xiàng）當穩定，在夏季Z大氣濕下（xià）帶滿負荷運行。推力瓦Z高（gāo）溫度也隻有50℃。今年，我們將4號機組處理經（jīng）驗用於（yú）其它三台機組，也同樣獲得好的結果，這證明我們的分析判斷（duàn）及采取的措施符合實際（jì），可供安裝和檢修臥式（shì）機組參考。
《農村電氣化》 1994年08期
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