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太陽升電站臥式水輪機(jī)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(shè)四臺(tái)混流式臥式水輪發(fā)電機(jī)組。3、4號(hào)機(jī)組于1989年8月投產(chǎn)；1、2號(hào)機(jī)組于1990年5月投產(chǎn)。四臺(tái)機(jī)組自運(yùn)行以來，多次發(fā)生推力軸承燒損事故。為提高推力軸承的安裝、檢修和運(yùn)行質(zhì)量，探索推力軸承的工作性能，摸清燒瓦事故的原因，我們對(duì)推力軸承運(yùn)行故障作出了如下分析與探討：
　　一、推力軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和參數(shù)
　　1．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：本臥式水輪發(fā)電機(jī)組，采用三支點(diǎn)軸承。推力軸承和前導(dǎo)軸承裝于同一軸承座內(nèi)。軸承采用自循環(huán)潤滑。水冷卻系統(tǒng)。推力軸承為機(jī)械調(diào)整結(jié)構(gòu)。調(diào)整機(jī)構(gòu)固定于軸承座上。
　　2．參數(shù)：
　　額定出力1250KW
　　額定轉(zhuǎn)速1000rad/min
　　推力負(fù)荷5.6t
　　瓦塊數(shù)10塊
　　潤滑油30號(hào)透平油
　　二、推力軸承安裝
　　由于本機(jī)組鏡板與主軸聯(lián)成一體。刮瓦方法與常規(guī)方式有所不同。常規(guī)刮瓦方式有兩種，一種是鏡板工作面朝上，瓦加在鏡板上研磨刮瓦，為初刮瓦。安裝以后，用盤車精刮；另一種方法是鏡板壓在瓦上，用研磨機(jī)研磨利瓦。對(duì)小型臥式機(jī)組，我們采用推力在研磨平板上研磨刮瓦，刮削精度及進(jìn)油邊斜度按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。推力瓦的受力調(diào)整，采用固定主軸，用塞尺檢查調(diào)整推力瓦和鏡板之間的間隙。再轉(zhuǎn)動(dòng)主軸90℃，固定主軸，再用塞尺檢查每塊推力瓦與鏡板之間的間隙是否相等。如此反復(fù)檢查間隙，直到主軸在互成90℃的四個(gè)方位上每塊推力瓦與鏡板之間的間隙完全相等為止，至此，使每塊推力瓦受力均衡。
　　三、推力軸承磨損原因的分析與處理
　　4號(hào)機(jī)組1990年8月在運(yùn)行加負(fù)荷時(shí)，引起推力瓦溫度急驟上升，推力瓦已全部磨損，鏡板面已被劃傷，其磨損深度有的圈痕達(dá)0.2mm深。采用常規(guī)方法對(duì)鏡板研磨拋光，更換推力瓦。開機(jī)啟動(dòng)，空載運(yùn)行1h，推力瓦溫度就達(dá)60℃。從此溫度看。顯然不能帶負(fù)荷運(yùn)行、停機(jī)抽瓦檢查發(fā)現(xiàn)推力瓦仍有磨損，磨損處表面光亮呈鏡面狀，磨損部位在扇形瓦塊的外半圓上。
　　1．鏡板表面光潔度要求很高，按設(shè)計(jì)要求達(dá)到11級(jí)精度以上，硬度要達(dá)到HB－180～220。4號(hào)機(jī)組鏡板由于上次處理未能達(dá)到要求，鏡板工作面呈暗灰色，光潔度下降，劃痕較多，并有很多圓形線條，且線條均在外圓部分與推力瓦磨損部位相吻合、因此決定將鏡板送邵陽水輪機(jī)廠車削磨平拋光。
　　2．軸向水推力過大引起推力瓦溫度過高，在機(jī)組靜態(tài)下裝百分表于前軸承端蓋上端，啟動(dòng)機(jī)組，觀察百分表變化范圍，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，前軸承向蝸殼方向傾斜、機(jī)組緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)。百分表從零逐漸上升。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，百分表讀數(shù)為0.25～0.30mm。逐漸增加負(fù)荷，百分表讀數(shù)又成正比例上升。當(dāng)機(jī)組帶額定負(fù)荷125kW•h，百分表讀數(shù)達(dá)0.75～0.90mm。從推力瓦磨損痕跡明顯判斷：前軸承向前傾斜的原因：一是前軸承座機(jī)械強(qiáng)度不夠。二是水推力較大。對(duì)于前輪承座機(jī)械強(qiáng)度問題，由于我們加工條件有限，不考慮處理。因此只能從減少水推力這方面想辦法，查看水渦輪泄水孔，原設(shè)計(jì)有10個(gè)φ12mm泄水孔、泄水孔的作用，主要是使水輪機(jī)頂蓋下空間與工作輪下空間相溝通，以減少從上迷宮環(huán)漏水對(duì)頂蓋的壓力、減少這一壓力就可以減少水推力。泄水孔較小，迷宮環(huán)漏水較大，所以水推力增加、為此我們加大泄水孔直徑到φ17mm，帶額定負(fù)荷運(yùn)行，前軸承向前傾斜只有φ0.40mm左右了。
　　3．推力瓦潤滑條件的好壞，是機(jī)組能否安全穩(wěn)定運(yùn)行的必要因素之一。推力軸承潤滑應(yīng)考慮到推力總負(fù)荷、額定轉(zhuǎn)速、扇形瓦形成油膜的條件、油的物理性能等因素。上述因素中，對(duì)形成良好油膜的條件是很難準(zhǔn)確計(jì)算的。臥式機(jī)組與立式機(jī)組相比，潤滑的條件就存在很大的差異，立式機(jī)組的整個(gè)推力瓦和鏡板的工作面全都浸入潤滑油中．機(jī)組啟動(dòng)前還頂起轉(zhuǎn)子以使油膜能迅速形成、而臥式機(jī)組鏡板只有下緣15～20mm浸入潤滑油中，唯有靠鏡板不斷旋轉(zhuǎn)、以鏡板的外緣部分粘帶一些潤滑油上來才能潤滑鏡板工作面。又由于鏡板外線是一光滑柱面。因此所帶油量極少，油膜很難建立。極易造成于磨擦，因此，我們又利用軸承有外循環(huán)潤滑油的條件，從外部直接引入冷卻油至鏡板工作面，從而改善了潤滑的狀況。
　　通過以上努力，4號(hào)機(jī)組運(yùn)行1年多來，推力瓦溫度相當(dāng)穩(wěn)定，在夏季Z大氣濕下帶滿負(fù)荷運(yùn)行。推力瓦Z高溫度也只有50℃。今年，我們將4號(hào)機(jī)組處理經(jīng)驗(yàn)用于其它三臺(tái)機(jī)組，也同樣獲得好的結(jié)果，這證明我們的分析判斷及采取的措施符合實(shí)際，可供安裝和檢修臥式機(jī)組參考。
《農(nóng)村電氣化》 1994年08期