大型水輪發電機彈簧簇支撐式推力瓦更換工藝

陳少華

（中國長江電力股份有限公司，湖北 宜昌 443133）

1 概述

目前國內主流的大型水輪發電機組多為立軸半傘式機組，推力軸承位于轉子下方，推力軸承承受整個機組轉動部分的重量以及軸向水推力，在水輪發電機組的運行中起著無比重要的作用。推力軸承的檢修工作有著顯著的特點：工作非常的繁瑣，工作部位特別重要，要求程序性強，對檢修人員個人素質要求非常高，整個過程需要做到細致而且高效。推力軸承檢修過程中的每一個環節都有可能影響整個檢修的質量。

2 項目準備階段

2.1 檢修工裝的準備

大型水輪發電機組推力軸承瓦的更換均需要根據自身機組結構形式，配備一整套專用的工裝，檢修工作開始前，專用工裝必須提前到場，并檢查其是否可用，性能是否良好。對于彈簧簇支撐的推力軸承，檢修工裝主要包括如下幾部分：①帶有電動泵及其液壓管路的8個液壓頂；②3個固定式的頂；③1個手拉葫蘆；④3套推力瓦的輸送輥道；⑤3套抽瓦用的檢修平臺。工裝到場后，需要對所有的工裝進行全面的功能性檢查，看是否可用，其中最為關鍵的為：8個液壓式千斤頂，需用液壓管路連接起來看是否可以同步起落，管路是否存在漏點；對于輸送輥道必須檢查其調節功能，輥道是否出現變形等；手拉倒鏈是否完好；抽瓦平臺是否部件齊全等。這些檢查工作必須提前考慮，防止出現延誤工期的情況發生。

2.2 新推力瓦的準備

推力瓦一般在倉庫存放了多年，在推力瓦檢修更換之前，需將其運輸至檢修現場，現場檢修地面需準備膠皮、羊毛氈等進行防護，推力瓦一般像書頁一般，放置于木箱子內，推力瓦與推力瓦之間墊有膠皮防止運輸過程中發生碰撞損壞推力瓦，推力瓦從箱子中取出的時候，需借助吊環螺釘、龍門吊、叉車等設備，移動過程中需輕拿輕放，防止瓦面巴士合金受損。

推力瓦從木箱子均勻拿出后，需均勻放置于檢修現場，瓦的背面最好用木方墊空，有助于翻身，推力瓦與推力瓦之間需保持50 cm左右的距離，方便移動和使用龍門吊。

輕輕撕掉瓦面包裹的油紙，然后用汽油等有機溶劑，對瓦面上已經硬化的黃油進行清理，清理過程中防止損傷瓦面，整個清理的過程需要保持足夠的耐心。

清理干凈的推力瓦，需要用工業用氣對推力瓦的高壓油油口進行吹掃，防止有異物雜物堵塞高壓油的通道，確認吹掃干凈后，需對推力瓦高壓油油室的油口，以及推力瓦的進油口進行防護，防止有雜物進入。

全面清理后的推力瓦，需用干凈的綢布進行覆蓋，并在推力瓦的周圍樹立醒目的警示語，防止無關人員無意踩踏，損壞推力瓦。如若推力瓦清理干凈后需要放置較長的時間，為了防止推力瓦瓦面巴士合金出現銹蝕，需要涂抹一層透平油進行防護，并用綢布進行覆蓋。

3 新舊推力瓦相關尺寸數據校核

新推力瓦到現場清理干凈后，先用肉眼全面看一遍，查看推力瓦是否有殘缺受損的問題，然后需要第一時間按照圖紙對推力瓦的各項尺寸及技術要求進行一一核對，確保新瓦與舊瓦各項數據一致。確保可以通用。避免因為疏忽，出現在開始更換的過程中，才發現尺寸以及相關技術參數不符等有問題，延誤工期的情況。尺寸及數據校核有如下方面（這里舉例某巨型電站的實際數據及相關過程予以說明）：

3.1 新舊推力瓦厚度對比

通過對整套28塊推力瓦的厚度進行全面測量對比可以看出，整套新瓦的厚度差滿足技術要求＜0.06 mm，見圖1、表1所示。另外需要說明的一點是滿足替換要求。

圖1 新舊推力瓦厚度對比（柱狀圖）

3.2 新推力瓦表面粗糙度測量

用粗糙度儀對新推力瓦瓦面進行了粗糙度測量，推力瓦表面粗糙度抽檢了1號、2號、9號、11號、16號、19號、21號、26號推力瓦，表面粗糙度在0.6～0.88 μm之間，滿足圖紙要求的1.6μm，見圖2所示。

3.3 新推力瓦表面平面度測量

采用刀口尺配合塞尺對新推力瓦瓦面進行了平面度測量，0.02 mm塞尺不能通過，見圖3所示。

表1 新舊推力瓦厚度測量數據

圖2 瓦表面粗糙度測量

圖3 瓦表面平面度測量

3.4 對推力瓦下方小彈簧的高度進行測量

抽檢了 22號（見表 2）、3號、12號、27號推力瓦下的小彈簧，小彈簧高度符合（52±0.08）mm的要求。

4 新推力瓦進油邊修刮處理

在確保新的推力瓦與舊推力瓦在各方面都可以通用的前提下，我們需要對新瓦的進油邊進行修刮處理，增加進油邊，幫助進一步建立理想油膜。尺寸要求如圖4所示：

圖4 進油邊修刮標準

表2 微彈簧測量數據

5 確立一條準確高效的更換思路和策略

圖5 推力瓦安裝布置圖

推力軸承的推力瓦數量較多，一般在24或者28塊，數量較多，所以更換的時候，必須提前制定好更換思路，以便于更為高效的完成檢修工作。對于國內主流的這種大型水輪發電機組微彈簧支撐的推力軸承，一般情況下某電站推力油槽設計有3個油槽窗板，在同一時間點，可以從3個油槽窗口處抽出3塊推力瓦，3塊瓦抽出后，在同一時間可以回裝3塊新的推力瓦，然后對基礎環進行旋轉，將遠離窗口的推力瓦旋轉至油槽窗口的位置，再次重復更換工作。

6 舊推力瓦拆除過程中特別注意的幾個問題

6.1 標記及定位

在對油槽內部包括推力瓦以及各種管路附件拆除的過程中，最重要的一點就是做好相關的標記和定位工作，便于檢修后回裝，尤其是各部位的銷釘，需保證可以完全原位回裝。

6.2 部件放置

特別是對于需要重復利用且數量較多的同一種部件，應該盡可能的進行編號和歸類處理。并放置在可靠的地點，考慮長時間放置的問題。

6.3 防護和綁扎

對于每一塊推力瓦上連接的高壓油管路的拆除，應該盡可能的細致，防止損壞螺紋，管路拆除后應做好防護工作，防止異物進入高壓油管路。對于測溫的RTD傳感器及其引線，需要拆除后做好標記并綁扎牢靠，不影響其他工作的正常進行。

7 相關試驗和驗收

7.1 高壓油減載系統試驗

推力瓦更換工作完成后，在油槽窗板的位置安裝臨時性試驗窗板（主要目的在于留有觀察部位），給推力油槽注油至淹沒高壓油減載系統取油口的高度，檢查高壓油減載系統電機及管路系統是否已經恢復正常狀態，啟動高壓油，檢查高壓油減載系統油泵進出口等各部位壓力，確認是否達到工作要求的壓力，油泵是否存在異音和振動，管路是否有滲漏跡象等。

7.2 推力瓦出油試驗

在確保高壓油減載系統已經恢復正常后，在推導油槽窗板的位置安裝上臨時窗板后，在高壓油減載系統油泵啟動后，通過試驗窗板上部，可以觀察每一塊推力瓦的高壓油出油情況是否良好，是否均勻，如果某一塊推力瓦的出油不好，必須檢查高壓油管路各個接口是否存在泄漏，管路是否存在堵塞情況等。直到每一塊推力瓦的出油均勻且良好。

7.3 試運行試驗

推力瓦更換后，需要在首次開機后以及短期的運行時間內，對推力瓦瓦溫進行一個跟蹤和對比，以檢驗工作的質量。XX F機組按照我們的更換工藝，在推力瓦更換后（2018年6月1日）與更換之前（2017年6月1日、2016年6月1日）瓦溫進行對比，如圖6所示，XX F機組推力瓦更換后推力瓦瓦溫與去年相當，略低于前年同期，XX F機組推力瓦瓦溫無異常。

圖6 瓦溫對比圖

綜上所述，XX F機組推力瓦按照上述更換工藝更換后，推力軸承運行情況良好。

8 更換工藝流程圖

通過對XX F機修推力瓦更換過程的記錄，及日常檢修經驗的積累，總結出一整套的更換工藝。工藝流程圖見圖7所示。

圖7 流程圖

9 結論

對于大型水輪發電機組微彈簧支撐的推力軸承瓦的更換，需要在更換之前有細致的準備工作，任何困難必須提前思考、準備，做到有備無患。彈簧簇支撐式推力軸承瓦的更換，最重要的、最困難的是如何將遠離推導油槽窗口位置的推力瓦轉至油槽檢修窗口處；檢修過程中推力瓦下方的基礎環必須同步起落，防止出現由于頂起高度不合理以及千斤頂的起落不同步，導致基礎環脫槽無法復位的問題。推力油槽控制環的定位銷，需要用專用的拔銷器進行拆卸。經過實際檢修經驗積累，我們已經總結的一整套的更換工藝，為日后同類型機組的檢修，提供了堅實的基礎，有重要的指導意義。XX F機組在按照上述推力瓦更換工藝實施推力瓦更換后，目前運行相當良好。