燈泡貫流式水輪發電機徑向軸承瓦拆裝方法

許國彥

(哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱150040)

燈泡貫流式水輪發電機徑向軸承瓦拆裝方法

許國彥

(哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱150040)

通過對燈泡貫流式水輪發電機出現徑向軸承瓦燒瓦情況的分析，提出了拆卸和回裝徑向軸承瓦的方法，并與其他不同方法進行了比較，發現此方法便捷，拆裝效果良好，利于電站檢修等狹窄環境的應用，為其他設備制造廠家提供了借鑒。

水輪發電機；徑向軸承瓦；拆裝；方法

0 引言

燈泡貫流式水電站發電機組由于機組運行異常情況或外界電網故障情況，通過監測發電機組發電機徑向軸承瓦瓦溫急劇升高，若超過徑向瓦瓦溫報警值、停機整定值，存在燒瓦的可能性，則必須停機拆卸徑向軸承瓦進行檢查、處理或更換新的徑向瓦。如果按貫流燈泡式機組裝機的逆過程進行拆卸機組部件的方法，需要投入大量人力和財力，所以，采取在水輪機機艙內拆卸和更換發電機徑向軸承瓦才是最為經濟和快捷的方法。本文根據國內某電站燈泡貫流式機組拆卸和更換發電機徑向瓦的實際過程，就其方法進行論述。

1 燈泡貫流式發電機的組合軸承結構

燈泡貫流式發電機的組合軸承包括正、反向推力軸承和徑向軸承，正、反向推力軸承承受機組運轉時的軸向水推力和停機時的反向軸向水推力；而徑向軸承與水輪機導軸承共同承受轉動部分的重力及徑向不平衡力，正、反向推力軸承和徑向軸承組合裝在一個油槽內，如圖1所示。

圖1 軸承安裝圖

2 發電機徑向軸承瓦拆卸方法

2.1 盤車確定主軸方位

機組流道排水后，判斷主軸鏡板鍵槽所在方位；若主軸鍵槽不在機組+Y方位，應進行盤車使其在此位置，以便于拆裝工作。

拆開主軸護罩及附件并吊出于水輪機機艙外；在主軸上方的推力軸承殼和水導軸承體處架設百分表監測主軸，手動啟動高壓油頂起裝置，監測主軸發電機徑向軸承兩導軸承和水導軸承處均可以頂起，盤車前發電機機械鎖定裝置必須撤出；在機艙內盤車宜采用主軸繞繩配合使用手拉葫蘆或橋機方式進行，使主軸鍵槽在機組+Y方位；若通入高壓油不能頂起主軸，表明徑向瓦的高壓油孔或油室已堵塞，不宜再進行盤車，則只有在該位置進行拆卸和更換徑向軸承瓦的工作。

2.2 排油和拆卸管路

關閉高位油箱通向發電機組合軸承、水導軸承的油管閥門，關閉主軸密封水、檢修密封氣管閥門；排出發電機組合軸承、水導軸承及潤滑油管的潤滑油至低位油箱，再排至集油罐。做標記拆除水輪機艙內的地板、扶梯、油、水、氣管路并吊至機艙外。

2.3 拆卸推力軸承殼、鏡板和反推力軸承瓦

拆掉推力軸承殼上的測溫電纜和接線駁；拆除推力軸承殼下游側的軸承密封，吊出至機坑外；使用數個手拉葫蘆及吊繩均衡吊住推力軸承殼，拆卸推力軸承殼與反推力座的圓柱銷及螺栓；利用手拉葫蘆及吊繩均衡倒運推力軸承殼，使推力軸承殼向下游側平移，靠近水導軸承懸掛或固定支撐放置。

用千斤頂支頂鏡板下半部-Y方位,拆卸鏡板的組合面定位銷和螺栓。使用數個手拉葫蘆吊住鏡板上半部，使上半部垂直吊出于主軸槽口，用手拉葫蘆向下游側移動倒運，靠近推力軸承殼懸吊放置。

使用數個手拉葫蘆吊住鏡板下半部，拆卸下部支撐，靠其重力垂直吊放并退出主軸槽口，向下游側移動倒運，使用組合面螺栓螺母與鏡板上半部連接墊放在主軸上，如圖2所示。

圖2 使用螺栓螺母與鏡板連接圖

拆卸反推力瓦上的測溫元件連線；做標記拆卸各反推力瓦和橡膠墊，吊出于機艙外放置。

2.4 機械頂起主軸

若在徑向軸承上游側設有頂軸千斤頂，可直接用該設備頂軸；若沒有該設備則需要另外制作頂軸工具。

按大于機艙內的下部固定導葉口部尺寸制作2個承重橫梁，放置在下部固定導葉端口上，橫梁的上下游位置在使用頂軸工具拆卸徑向軸承瓦后有可操作空隙；調整橫梁上平面水平并與下固定導葉管口接觸穩固后，將橫梁與下固定導葉管口間斷焊接固定。

在上游側橫梁上放置2個50t螺旋千斤頂或液壓千斤頂及頂軸工具，在下游側橫梁上放置剛性墊板和楔形板，放置另一制作的頂軸工具，頂軸工具上墊放0.5mm厚的銅板保護主軸表面。如圖3、圖4所示 。

圖3 頂軸工具放置銅板示意圖

圖4 拆除徑向軸承示意圖

參照圖紙的徑向軸承瓦與主軸總間隙(一般為0.60mm～0.75mm)使用塞尺測量各軸承的實際總間隙值；在反推力座和水導軸承處架設百分表，監測主軸在上下方向頂起變化量；用千斤頂起主軸，使徑向軸承瓦與主軸在上下左右至少存在1/2最小總間隙(0.30mm)；將剛性支撐頂軸工具楔形板楔緊，輔助主軸位置剛性固定，將頂軸工具、楔形板、剛性支撐及橫梁之間采用間斷焊接固定。

2.5 拆卸徑向軸承瓦

確認單件徑向軸承瓦在向下游側從徑向軸承殼中拆卸抽出時，徑向軸承瓦與軸承殼之間的定位銷是否被反推力座阻礙，若有阻礙需擴磨反推力座相應槽口后再實施單件拆出徑向軸承瓦，或采取徑向軸承瓦、軸承殼與反推力座一同拆出于軸承支架，然后逐件拆開反推力座、軸承殼直至徑向軸承瓦；若無阻礙則可進行單件徑向軸承瓦步驟，先拆開徑向軸承上游側軸承蓋2/2瓣，通過空隙拆卸徑向軸承瓦上游側的限位擋板II；在反向推力軸承座和徑向軸承瓦上組裝“拆裝軸承工具”。由四人同時均衡操作拆裝軸承工具4個螺桿上的螺母向下游側支頂工具環板，徑向軸承瓦在環板帶動下被抽出；拆除拆裝軸承工具；在徑向軸承瓦下方支撐牢固，拆除徑向軸承瓦組合定位銷和螺栓，吊出徑向軸承瓦上瓣，拆掉支撐再吊出徑向軸承瓦下瓣，如圖4所示。

2.6 拆卸反推力座和徑向軸承殼

根據徑向軸承瓦瓦面燒瓦情況，若需檢查測量主軸滑轉子表面以及徑向軸承殼和反推力座的球面質量，還需拆卸反推力座和徑向軸承殼，拆卸過程：使用數個手拉葫蘆吊繩吊住反推力座，配合使用拆裝軸承工具的4-M42螺桿，將反推力座從軸承支架中拆出，將所有調整墊做標記后拆下，并測量記錄調整薄片厚度，固定支撐反推力座，如圖5所示。

圖5 拆卸反推力座示意圖

檢查處理主軸表面之后，測量比較主軸滑轉子直徑及將要回裝的徑向軸承瓦直徑應符合圖紙要求。

在徑向軸承殼與反推力座的球面的間隙處噴注透平油，扭動徑向軸承殼檢查球面配合處轉動是否靈活，不靈活應拆開檢查球面：拆下檔板I，拆開反推力座合縫面螺栓和銷釘，將上瓣吊起向下游側移動，再將徑向軸承殼向上游側吊開墊木方放置在主軸上；進行檢查處理徑向軸承殼外球面、反推力座內球面之后，將徑向軸承殼整體或下瓣吊放在反推力座下瓣球面上，在球面處噴注透平油扭動檢查，直至徑向軸承殼下瓣在反推力座下瓣上轉動靈活，如圖6所示。

圖6 拆除檔板球面噴注透平油

3 回裝或更換安裝徑向軸承瓦

3.1 回裝徑向軸承殼、反推力座

徑向軸承殼在反推力座下瓣上組裝后，再吊放反推力座的上瓣進行組裝反推力座，螺栓把緊力矩、合縫面間隙應符合要求。

使用數個手拉葫蘆起吊反推力軸承座向軸承支架平移靠近，調整反推力軸承座與推力軸承支架的配合面對正后，使用軸承殼把合螺栓和臨時厚墊將反推力座壓入軸承支架配合止口中，在反推力軸承座完全進入之前，按標記交替裝入所有調整墊，以及原配墊的薄片；調整裝入定位銷，把緊反推力座與軸承支架的把合螺栓。然后拆除軸承殼把合臨時厚墊。

3.2 回裝徑向軸承瓦

檢查將要回裝的徑向軸承瓦瓦面合格后，復核測量徑向軸承殼下游側與主軸之間的上下左右尺寸，檢查主軸位置是否變化，須要時使用頂軸千斤頂重新調整主軸位置，應滿足拆卸時的間隙尺寸要求。

將徑向軸承瓦上、下瓣吊入機艙，按圖紙要求在主軸上進行組合。核準徑向軸承瓦上的圓柱銷與徑向軸承殼的槽口在+Y方位對正；在反推力座上和徑向軸承瓦上安裝拆裝軸承工具，均勻同步擰緊4個長螺桿上的螺母，將徑向軸承瓦壓入到徑向軸承殼中；拆除拆裝軸承工具，如圖7所示。回裝徑向軸承瓦上游側擋板II；恢復安裝軸承密封蓋。拆除剛性支撐的頂軸工具，使用千斤頂將主軸回落在徑向軸承上，撤下千斤頂再拆除橫梁。

圖7 拆除拆裝軸承工具

3.3 回裝反推力瓦和鏡板

按標記號回裝反推力軸承瓦及橡膠墊，連接反推力瓦測溫元件接線。因鏡板與反推力瓦理論間隙為0.30～0.50mm；反推力瓦掛裝在反推力座上將有側傾，這將不便于實施回裝鏡板；須使鏡板與反推力軸承瓦之間有數毫米間隙，才能順利回裝鏡板：先恢復調整高壓油管路，在排油管法蘭臨時盛接高壓油的排油，通入高壓油頂起主軸，投入發電機制動風閘，將轉動部分向下游側推動約可推動5～10mm，架設百分表監測主軸向下游側移動量，應監視轉輪與轉輪室無碰撞，同時監視發電機轉子與下游側擋風板無碰撞，主軸移動后撤除發電機風閘。將鍵把合在主軸鍵槽口內；檢查或處理鏡板表面質量后，使用數個手拉葫蘆吊運移動鏡板的上瓣至主軸槽口上方，使鏡板鍵槽對正主軸鍵，緩慢垂直吊入主軸槽口中，同樣使用數個手拉葫蘆吊運移動鏡板下瓣至主軸槽口下方，對正垂直吊入主軸槽口中，與鏡板上半進行組合，把緊組合螺栓，再回裝鏡板擋板。復核測量反推力軸承座與鏡板的上下左右距離，必要時重新調整反推力座與軸承支架的調整墊或薄片，使反推力座端面與鏡板面達到平行度0.05mm要求。

3.4 回裝推力軸承殼及正向推力軸承瓦

檢查處理正向推力瓦表面質量后，使用數個手拉葫蘆平移吊運推力軸承殼靠近反推力座，旋退正向推力瓦支柱螺栓，使正推力瓦向下游側退回最大可調距離5mm；推力軸承殼法蘭裝入新更換的耐油橡皮條并涂密封膠，裝入圓柱銷把合螺栓；手動啟動高壓油裝置頂起主軸，并臨時盛接排油，回裝推力軸承殼把緊到位。回裝組合軸承排油管路，手動啟動高壓油裝置頂起主軸，均勻旋緊10個推力支柱螺栓，使正推力瓦頂靠鏡板，撤除高壓油；在支柱螺栓端部架設百分表監測，重新調整正、反推力瓦與鏡板的總間隙0.30～0.50mm，并保證間隙相互誤差符合圖紙要求，鎖緊推力支柱螺栓的螺母，回裝支柱螺栓的密封蓋。檢查處理下游側軸承密封完好，調整與主軸間隙后把合在推力軸承殼上。

3.5 回裝管路附件進行機組運行

清洗高、低位油箱及潤滑油油管路，回裝管路，油箱充油；打開進油管和排油管閥門使管道和各軸承內充油，進行潤滑油系統油液循環沖洗軸承和管道。回裝主軸護罩并更換相應耐油密封條；回裝相應附件；回裝連接推力和徑向軸承測溫接駁連線；回裝機艙內地板、扶梯。流道充水開啟閘門后，撤除機械鎖定，機組經過進行空轉運行、帶滿負荷連續72h試運行，監視記錄正、反推力瓦、徑向軸承瓦的瓦溫應符合要求。

4 不同方法的比較

該水電站該機組在一次拆卸發電機徑向軸承瓦時，采取將反推力軸承座、徑向軸承殼和徑向軸承瓦作為一體同時拆出，但在拆開徑向軸承瓦時，發現瓦面有數處軸向拉傷痕跡，即瓦面產生新的研傷。因此，一般不采用將反推力軸承座、徑向軸承殼和徑向軸承瓦作為一體同時拆出的方法，除非已檢查斷定燒瓦嚴重并要更換新的徑向軸承瓦；實踐和理論表明：徑向軸承瓦與主軸間隙比較小，若整體拆卸，當反推力座退出推力軸承支架的配合止口之后，利用手拉葫蘆移動過程中難以控制徑向瓦與主軸始終存在間隙，徑向瓦與主軸之間必有局部接觸受力的瞬間，將會產生干摩擦，使徑向瓦瓦面研傷；同理，回裝時不宜采用將徑向瓦、徑向軸承殼及反推力軸承座組裝后整體移動回裝的方法。

5 結語

上述燈泡貫流式發電機徑向瓦拆裝方法，在水輪機機艙內進行存在空間狹小、操作有一定的困難，優點是該方法拆具有拆卸部件少，拆裝周期短，拆裝效果好。

該軸承瓦拆裝方法，是針對該電站的機組結構而采取方法的探討，而對于其它不同機組的結構，還需根據已有的結構條件實施，譬如支頂主軸的位置和形式等，但整個過程是大同小異。本文的方法希望對燈泡貫流式水電站的檢修、機組制造的完善提供寶貴的經驗。

[1] 劉國選，唐彤竺.燈泡貫流式水輪發電機徑向嚴重燒損處理技術.水電站機電技術，2013.

[2] 李友松.燈泡貫流式機組徑向導軸承燒瓦事故分析與處理.水電站機電技術研究會，2010.

[3] 江從棟.高砂水電站燈泡貫流式機組軸承安裝調整.華東水電技術，1999.

[4] 許國彥.立式水輪發電機組軸系擺度及導軸承間隙調整.防爆電機，2017.

Disassembling and Assembling Methods for Radial Bearing Bushof Lamp Tubular Hydro-Generator

XuGuoyan

(Harbin Electric Machinery Company Limited, Harbin 150040, China)

Through analyzing the burning situation of a radial bearing bush of lamp tubular hydro-generator, this paper proposes the methods of disassembling and assembling radial bearing bush, and compares it with other different methods. It is found that this method is convenient and effective for disassembly and assembly, and is conducive to overhaul of power station at narrow place. It provides a reference for equipment manufacturer.

Hydro-generator;radial bearing bush;disassembly and assembly;method

10.3969/J.ISSN.1008-7281.2017.02.12

TM305

B

1008-7281(2017)02-0039-005

許國彥 男 1963年生；畢業于哈爾濱電機廠職工大學機械制造工藝及設備專業，現從事水輪發電機組現場安裝技術指導工作.

2016-07-25