呂紹波
（雲南水投牛欄江滇池補水（shuǐ）工（gōng）程有（yǒu）限公司）
摘 要（yào）：推力軸承是整個立式水輪機組的（de）核心構件之（zhī）一，運維檢修期間應當（dāng）特別關注該部件運行工況。常規立式水輪機組推力軸承主要基於液體潤（rùn）滑承載原理運行，分別由托盤、油槽、鏡板、推力頭以及冷（lěng）卻設備等幾個部分組成。在整（zhěng）個水輪機運行期間，推力軸承不僅僅需要承受運行期間所有重（chóng）量與軸向水推力等負載，同時也是固定機（jī）組水平以及（jí）高程的重要節點。因此日常做好推力軸承相關檢修工作意義重大（dà）。
關鍵（jiàn）詞（cí）：立式水輪（lún）機組；推力軸承；檢修
引言
水輪發電機發電量巨大，在我國應用較為廣（guǎng）泛。實際運行中影響水輪機運行效率因素有許多，此次就其中（zhōng）推力軸承構件展開討論（lùn）。對於立式水（shuǐ）輪機組而言，推力軸承工作性能直接關係到整個發電（diàn）機組的（de）運行（háng）安全性以及可靠性。因此在日常檢（jiǎn）修中特別關注推力軸承可能存在的問題點，並著重開展相關工（gōng）作。本文就當下推力軸承常見問題進行探討，並運用實（shí）例說明相關問題，希望對相關（guān）立式水輪機組檢修部門工作開展有所幫助。
一、基於推力軸承導致軸線曲折
對於常（cháng）規立式水輪機組其中心、高程以及水平各項參（cān）數均與推力軸承（chéng）有（yǒu）著一定關聯性。檢（jiǎn）修過程往（wǎng）往將鏡板水平視作整個機組水平的主要基點，隨後進行盤車校核整個機組轉動部分的軸線曲折與上（shàng）導軸線的位置變動。為了進一步保證檢修過程中整個機組水平方向的調整到位，可以通過下述步驟實（shí）現。
首先（xiān）對用於固定托盤的螺栓進行進一步的加固處理，其次保證鏡板的正麵與反麵的光亮情況與水平度，避（bì）免存在形變以及生（shēng）鏽情況。對於巴氏合金推力瓦刮削研磨後的工藝要求務必（bì）確保表麵的光滑性、沒有毛刺（cì）、實際接觸點每個（gè）平（píng）方厘米不得低於3-5個（gè）點，需要對進油邊進行刮削，並對瓦麵中部（bù）進行刮底處理，從而避免推力瓦（wǎ）由於機械或者溫度原因發生形變。與此同時還需要（yào）對發電機托盤和鏡板之間的高程進行明確，一般發電機安裝完畢後將此高程視作整個（gè）機組的高層基準，發電機轉子和定子之間的相對高差即為該高程核定指標。鏡板進行水（shuǐ）平調（diào）整主要利用等腰三角（jiǎo）形穩定性原理，將推力（lì）瓦與三（sān）角形對應頂點為基（jī）準，兩底角推力瓦作為可變動點，對鏡板水平調整使其滿足技術方案要求。水平調整期間可以采用框型水（shuǐ）平設備進行調頭檢測，待調整結束（shù）後對兩底角抗重螺栓進行有效固定。
二、推力軸承高程、中心對機組影響分析
實際機組運行過程中不單單安（ān）裝水平情況以及絕緣程度（dù）可能會對其穩定性產生影響，同時推力軸（zhóu）承的高程以及中（zhōng）心也存在一定影響。對（duì）於（yú）新引入設備在安裝過程中推力軸（zhóu）承的（de）中心以及高程均需要重新找正。通常機組的推力頭主（zhǔ）軸間距以及上支持蓋結合原始數據共同決定下機組的中心。此外（wài）一些情況下也可以參照（zhào）轉輪周（zhōu）邊間隙、發電機組定轉子空氣間隙（xì）調整中心，中心位置確定主要基於設備在（zài）運行過程中上導、下導、水導（dǎo）、轉輪（lún）以及主軸中心構成一條直（zhí）線。相反，如若中心位置發生偏（piān）轉（zhuǎn）回轉部件和固定件產生摩擦碰撞，不但盤車難以成功，同時在後期設備投入運行（háng）也會造成嚴重後果（guǒ）。高程主要（yào）以基礎安裝數據來確定，以轉（zhuǎn）輪下環頂部和座環（huán）麵高差（chà），以（yǐ）支柱螺杆調整托盤和鏡板之間的（de）間距來調整機組高程。實際（jì）當高程設置過高時可能引發機組的（de）一係列振動，而設置過低時則又有可能造（zào）成（chéng）推力瓦溫（wēn）度的不斷攀升（shēng）。因（yīn）此在日常檢（jiǎn）修期間務必對推力軸承高程以及中心進行反複確定，避免帶來不必（bì）要的（de）後果。
三、推力軸承絕緣導致軸電流損壞
包括托盤、推（tuī）力頭、鏡板等各個組建之間的絕緣墊與主軸接地碳刷構成（chéng）了推力軸承絕緣，當絕緣發生破壞，發電（diàn）機啟（qǐ）動時，勵磁（cí）電流隨即（jí）迅（xùn）速拉高（gāo）造成軸電流和外界接（jiē）地之（zhī）間構成（chéng）環形渦電流，並對連接部位造成進一（yī）步的損傷。因此在現場（chǎng）檢修期間需要對推力軸承絕緣項進行必要檢查（chá）。除此之外，托盤和油槽（cáo）、推力頭和鏡板組合螺栓絕緣套也應當（dāng）進行必要的損壞檢查。
四（sì）、案例分析
推（tuī）力軸承是發（fā）電機組Z核心構件之一，但（dàn）也是出現問題Z多的部門之一。因此在日常檢修中務（wù）必對其可能（néng）潛在問題進行著重（chóng）檢查，一旦發現問題應當立即上報並及時處理。推（tuī）力（lì）軸承支柱（zhù）螺套往往安裝較為隱蔽，檢修期間也難以及時發現問題，因（yīn）此（cǐ）常常容易被忽視。從而給後期（qī）運行帶來極大威脅。
4.1故障分析（xī）
德（dé）澤水庫壩後（hòu）電站屬於雲南省牛欄江—滇池（chí）補水工程德澤水庫樞紐的一（yī）個（gè）重要工程，是一座利用汛期水庫棄水和枯水期泄放生態流量發電的生態電站，電站位於（yú）曲（qǔ）靖市沾益區德澤鄉，在（zài）德澤水庫大壩下遊左（zuǒ）岸，距昆明市173km、距曲靖市84km、距沾益區（qū）72km，為小I型電站。站內安裝有（yǒu）2台單機容量10MW的立式水輪發電機組，總（zǒng）裝機20MW，單機引用流量10.5m3/s，額定水頭111m。在2017年4月機組設備（bèi）檢修期間，維修人員在機（jī）組檢修中拆（chāi）除#1機組（zǔ）後清（qīng）洗檢查（chá）推（tuī）力軸承（chéng）時，發現支柱螺套鑲嵌入軸承座後點焊用於止動的（de）焊縫出現裂紋，8個支柱螺套都有同樣問題。檢（jiǎn）修施工單位未引起足夠重視，用角磨機清理裂紋處並磨出“V”形坡口，然後重（chóng）現焊接，焊縫長度在原來（lái）的基礎上加長一倍。回裝至#1機組盤（pán）車階段時，下（xià）導和水導軸頸處的擺度值出現了無規律變化。經（jīng）再次認（rèn）真檢查發現之前處理過的支柱螺套與（yǔ）軸承座的（de）焊縫又出現裂紋，明顯能看出來的有6個點。支柱螺套本體（tǐ）存在裂紋處理過的部位裂痕明顯有擴寬的跡象，另一個支柱（zhù）螺套本體發現徑向出現裂（liè）紋並隨著（zhe）盤車次數焊縫裂紋逐漸增（zēng）長。
4.2問題處理
現場檢修人（rén）員重新撥（bō）出推力頭，拆除推（tuī）力軸承座認真檢查，取出全部共8隻支柱螺套檢查，肉眼觀察（chá）發現有4個螺（luó）套從上肩部位置開裂，其中1個已斷開，其餘4個經專業人員探傷檢查後確定有2個存在缺陷，#1機組推力軸承支柱螺套共有6個存在（zài）問題，不可以繼續使用。立即聯係雲南電力技術（shù）公司專業人員到現場分析，將推力軸承座送至昆明電機廠技改修複（fù），通過加大推（tuī）力軸承座支柱螺套壁厚，支柱螺套材料由45鋼變更為40Cr鋼，提高（gāo）支柱螺套材料機械性能的辦法進行（háng）技改處（chù）理，安裝完成（chéng）後穩定運行至今。
4.3故障處理體會
中小型立式水輪發電機（jī）組推力（lì）軸承座支柱螺套較為隱（yǐn）避，檢修中不易發現缺陷，通過實踐認為在機組檢修工作中，推力軸承座作為機組（zǔ）轉（zhuǎn）動部分的重要受力部件（jiàn），應列為檢查的重點，檢查處理不到位直接（jiē）會造成較大的返（fǎn）工，安（ān）裝好（hǎo）後重新撥推力（lì）頭檢查，費工費時，造成檢修工期（qī）難以控製。為了避免此（cǐ）類問題再（zài）次發生，建議相關部門應適當修編《立式水輪發電機檢修技術規程》DL/T817-2014，將推力軸（zhóu）承座及支柱螺栓、支柱螺套作為（wéi）重（chóng）要的檢查內容，對於檢修要點進行（háng）進一步的補充，從而避免檢修差漏帶來重大（dà）的返（fǎn）工。
五、結束語
近些年隨著我國（guó）經濟的發展，對於用電需求（qiú）也越來越高。為了確保（bǎo）供電質量可靠（kào）性，供電（diàn）部門務必采取（qǔ）完善的管理措施確保發電機組（zǔ）安全可靠運行。推力軸承是（shì）構成立（lì）式水輪機組的重要（yào）組成構件，在立式發電機組運行過程中承擔非常重要的作用。因此站內例（lì）行檢修過程（chéng）中應當尤其注重對推力軸承的檢修。文本就推力軸承（chéng）絕（jué）緣損壞、軸承座支柱螺套損壞等多個方麵分析了推力軸承檢修要點。推力軸承（chéng）設計檢修涉及電（diàn）力學、流體力學以及材料力學等多個部分，對於（yú）相關（guān）檢修人員應當通過堅持不懈的努力與學習，提升（shēng）自我技（jì）能素養（yǎng），切實（shí）保障站內（nèi）設備安全可靠運行，確保（bǎo）供電穩定。
參（cān）考文獻
[1]朱順財，楊仕福，張天鵬.溪洛渡右岸水電站水輪（lún）發電機推力軸承及油循環（huán）冷卻係統設計[J].東方電氣評論，2015，29（1）.
[2]蔡千華.水（shuǐ）輪發電機（jī）振擺測定法的改進[J].水電站機電技術，2000（2）：78-80.
來源（yuán）：《科學與技術》2019年13期
