水輪發電機組推力軸承的刮研和設計改進建議

翁清法

（惠安縣菱溪陳田水庫管理處，福建 泉州 362100）

我水電廠二級站裝機有兩臺800KW 水輪發電機組，75年底開始籌建，78年正式投入運行。 本縣區水資源開發利用條件差，電站是本地區最大裝機容量機組，剛建成投產發電，檢修人員少，技術水平低。 同時對機組的結構、性能等尚不了解，特別是機組存在一些缺陷，如推力軸承溫度偏高，不能帶滿負荷，以及機組振動偏大等現象。

1 水輪發電機組推力軸承問題及原因分析

1 號機組自投產以來，一直存在負荷帶不上、機組振動大等缺陷。夏天帶低負荷（400KW）時都要在發電機軸承“掛瓶”，即采取人工循環油，推力軸承溫度也比較高。 針對存在的問題走訪了廠家、兄弟電站，進行咨詢，通過檢修實踐我們分析找出機組存在癥結的原因如下：

（1）機組安裝中心水平誤差大。

（2）軸承面半球面研磨不夠靈活。

（3）按圖紙設計軸承間隙偏小。

（4）軸承進油量少，特別是推力軸瓦面進油量少。

（5）軸瓦修刮方法不理想等。

2 水輪發電機組推力軸承問題的處理經驗梳理

針對以上問題我們做了以下幾項工作：

耐心地把軸承的球面研磨靈活， 軸瓦的間隙適當放大，一般控制在軸直徑0.15%-0.2%， 如軸直徑為140%的軸瓦間隙放大至0.21-0.23%。 在進油量方面對油路進行修刮，使油量增加，特別對推力軸瓦推力面修刮進行了改進。 根據油契的原理，首先在軸瓦的推力面的進油方向處開斜面， 然后再把推力面每一小塊瓦面分成四等份，按進油方向修刮，使每等份之間都有斜度，約0.02-0.03mm。 即第一等份比第二等份平面多刮2.3 絲，第三等份比第二等份平面高出2.3 絲……這樣修刮推力軸瓦在額定負荷下溫度比較低，使長期以來得不到解決的問題得到了解決。

由于1 號機組振動導致發電機軸瓦（140mm）巴氏合金與軸瓦鋼坯脫殼，對此我們把軸瓦拆下來，自己澆鑄修刮。 并參考了有關書籍資料，首先在軸瓦鋼坯打底處理上我們精工細作，認真地進行表面層掛錫。 然后澆鑄巴氏合金，最后對整個軸瓦進行保溫。 因每道工序都做得細致認真，因此巴氏合金和鋼坯結合得很牢固，經車床加工沒有發現一個沙眼和氣孔，做到一次成功。其次，為了解決機組振動問題，我們對機組的中心水平進行全面調整。 先將蝸殼的止水迷宮環當軸承使用，支撐主軸，使水輪機主軸處于水平。 軸在蝸殼的中心位置下校正水輪機靠背輪和發電機靠背輪圓周和平面中心，把誤差控制在0.03%以下。 最后把機組組裝起來。 經過試運行，振動消除達到良好效果。

有一段時間大約連續半年多，我站機組都處于帶滿負荷運行（控制發電機電流在額定值），結果每隔半個月推力面就要修刮一次。 這樣頻繁的修刮使推力面巴氏合金變得很薄，重新澆鑄時間比較長。 對此，筆者想出一個好辦法，把推力軸瓦調頭使用，只要在軸瓦鋼坯上鉆兩個插溫度計孔就可以。 經使用效果很好，這樣一個軸瓦可頂兩個軸瓦使用。

3 水輪發電機組推力軸承的刮研和設計改進建議

依據我水電站多年運行實踐和體驗，為便于用戶正常安裝檢修和確保機組安全運行生產提出幾點粗淺建議和改進意見：

（1）建議把水輪機與發電機底座和底板連成一體，安裝時只要按照定位銷把各軸承裝上即可。

（2）因每次安裝新機組，當負荷帶到700-800KW 時轉輪就會與鍋殼頂蓋、迷宮環相碰，所以建議把轉輪與鍋殼迷宮環間隙加大，最好單邊間隙為0.55±0.05mm。

（3）冷油器和油泵管路折裝比較費勁，建議改進，使其折裝方便簡單。

（4）發電機軸瓦甩油嚴重，污染滑環和整流子，對定子轉子線圈絕緣危害極大， 勵磁回路正負極也經常失地危及機組安全運行，建議設計上加以研發改造。

4 總結

總的看來，中小型水電站在電力系統中占有至關重要的地位，不僅對企業的發展，甚至對國家的發展都起著非常重要的作用。 而其中采用的水輪發電機組的核心地位受到越來越多的關注，它幾乎控制著整個水電站的運行，完成主要的生產任務。 水輪發電機組的推力軸承的故障問題直接影響發電站的正常運行，如受本身設備內部缺陷、工作條件等各種因素影響而出現故障，因此對水輪發電機組的檢修越來越受到重視。 我們仍然需要對各種故障問題進行探討，不斷分析各種檢修信息，制定各種解決方案，及時解決設備的故障隱患，保障水輪發電機組正常、有效地運行，維護、提高中小型企業發電站的經濟效益。

[1]劉華康.淺談水輪發電機組的檢修特點及檢修周期[J].甘肅科技，2010（12）.

[2]宋天勇.中小型水電站水輪發電機組的自動化改造[J].技術與市場，2011（07）.

[3]陳順永.水輪發電機組狀態監測與故障診斷方法[J].甘肅科技，2010（22）.