淺談丹江口水力發電廠4號發電機推力軸承溫度異常的對策與方法

劉靜蘭 祁興 林靜

(1.丹江口水力發電廠,湖北丹江口 442700;2.漢江集團漢江丹江口鋁業有限責任公司,湖北丹江口 442700)

淺談丹江口水力發電廠4號發電機推力軸承溫度異常的對策與方法

劉靜蘭1祁興1林靜2

(1.丹江口水力發電廠,湖北丹江口 442700;2.漢江集團漢江丹江口鋁業有限責任公司,湖北丹江口 442700)

近幾年,隨著水電機組容量的不斷增加,推力軸承的負荷逐漸加大,推力軸承的可靠性至關重要。但是發電機推力軸承溫度異常不僅會給機組的安全帶來隱患,更會嚴重影響機組穩定運行。因此,就丹江口水力發電廠的實際運行情況,對4號發電機推力軸承瓦溫度異常情況進行研究,進而提出有效的對策和解決方法。

水力發電廠 發電機推力軸承 溫度異常問題 對策與方法

丹江口水力發電廠4號水輪發電機在1968年由東方電機廠設計制造，其額定容量為176MVA。在實際運行的過程中，由于設備陳舊老化、長期性對其檢修以及設計等方面因素的影響，發電機設備逐漸暴露出多種問題。在1988年對發電機有關部分進行了技術改造，但是由于種種原因的影響，推力軸承的結構還是不能達到優化設計的標準，推力軸承難以進行剛性盤車。推力軸承的瓦塊溫度是推力軸承運行狀態的一個重要參數，在機組運行過程中如果瓦塊溫度過高，將影響推力瓦塊的承載能力，加快瓦塊的磨損，直接影響整個機組的安全運行。在此基礎上，對4號水輪發電機的推力軸承進行全面的研究，確定故障點的位置，并依據實際運行的要求，科學、合理的處理溫度異常問題。

1 發電機推力軸承概述

推力軸承按支撐結構分類，可分為剛性支柱式、液壓支柱式、平衡塊式，每種結構都具備一定的優點。丹江電廠發電機運用的推力軸承包括兩種類型，分別是：液壓支柱式、平衡塊式。液壓支柱式在我廠其它機組中使用，而4號水輪發電機組使用的就是平衡塊式推力軸承。推力軸承的作用是承受整個水輪發電機組轉動部分的重量以及水輪機的軸向水推力，并將這些力傳遞給水輪發電機的荷重機架及基礎混泥土。發電機推力軸承是水力機組最重要的組成部件之一，其性能的好壞，將直接關系到機組的安全和穩定運行。當推力負荷通過鏡板壓在推力瓦面時，推力瓦將負荷力傳遞給各個彈性油箱，油連通系統借助彈性油箱彈簧作用，將油箱內油重新分配，自動調整推力瓦面水平高低。在發電機組啟動過程中，能迅速建立起油膜，從而使每塊瓦受力均勻，在各種負荷工況下，能保持軸承油膜厚度[1]。

2 發電機推力軸承溫度異常問題原因分析及解決對策

2.1 推力軸承機械組件沒有完全分離

發電機機組在實際運行時，推力軸承機械組件如果沒有處于完全分離的狀態，機械設備會長期受到油酸性溶液的腐蝕，引線電纜會受到嚴重的損壞，這種情況的出現非常不利于機械設備的長期運行，進而導致機械設備重要部分的損壞。基于此，在機械設備維修的過程中，檢修人員必須要使用機械設備的原電纜型號的引線電纜，以此來提高原型設備的耐油性和耐溫性，以便更好的抑制推力軸承機械的溫度變化程度[2]。解決方法：完全分離推力軸承機械組件，機械設備運行中，選用耐酸堿度強的引線電纜，提高機械設備的耐高溫性能。

圖1 優化推力軸承設計圖

2.2 推力瓦機械設備溫度調節處理不當

推力瓦機械設備溫度計應該起到時刻監控的作用，分布在機械設備運行的流程中，從尾端進行監控，提示出溫度變化的情況，但是機械設備在長期使用的過程中，機械設備的零件很容易出現松動，這時，溫度監控功能很難及時捕獲到溫度變化的趨勢，當發電機處于運行的狀態時，機械設備在高速運轉的情況下，會直接導致觸頭接觸不良失去溫度監控功能。

解決方法：更換推力瓦機械設備電阻溫度計，使其可以具備良好的接觸緊密性，鎖扣可以與機械設備進行直接連接，確保及時采集到溫度變化的信息。

2.3 彈性金屬氟塑料的發電機推力軸瓦失控

采用彈性金屬氟塑料的發電機推力軸瓦有利于推力軸承冷卻器對機械設備的冷卻處理，但是如果彈性金屬氟塑料的發電機推力軸瓦處于失控狀態，就會導致推力軸承的溫度出現異常，同時由于水輪發電機機械設備運行時產生的振動和油箱內高速旋轉的油浪會使溫度計引線電纜承受著重復沖擊的機械力作用，進而改變軸承溫度。解決方法：對彈性金屬氟塑料的發電機推力軸瓦失控進行調控，對溫度計引線電纜進行懸空處理，避免其與受到長度的影響。

2.4 安全發供電發熱量大

安全發供電發熱量大，導致GE溫度巡檢儀所在的水輪發電機機械設備監控信息的途徑和通風狀況非常差，造成柜內溫度過高。這時，監控上顯示的部分溫度量值與測量屏柜上測溫表頭上顯示的溫度量值存在很大的偏差，已經不能準確定位機組的運行溫度，在實際發電機運行的過程中，顯示溫度的偏差幅度可以+10℃的范圍內。解決方法：更換發熱量較小的GE溫度巡檢儀，實現安全供電水平，并確保GE溫度巡檢儀可以正常在立式水輪發電機機組機械設備中運行。經過解決對策的處理，水力發電廠發電機推力軸承應該滿足下圖1的標準。

3 結語

在上文分析研究中，對本廠4號發電機組的運行情況進行了闡述，并羅列出了4號發電機推力軸承溫度異常出現的情況。基于此，提出了實際的應對方法：在日常使用維護中，要及時對設備進行檢測，及時發現存在的故障隱患，替換掉長期使用的設備構件，對推力軸承的溫度變化情況進行實時監控，進而提高丹江電廠4號發電機組的綜合發電能力。

[1]覃舉宋.百色右江水力發電廠2～#水輪發電機組推力軸承甩油原因及技改方案[J].廣西水利水電,2012(17):255-257.

[2]艾云,余小龍,馬啟立 等.發電機推力軸承溫度量異常的處理方法[J].自動化應用,2012(18):213-214.

劉靜蘭(1978—),女,工程師,本科,主要從事水輪發電機機械設備技術檢修維護工作。