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太阳升电站卧式水轮机推力轴承故障分析处理
2010-11-18
作者:刘克仁 (城步苗族自治县太阳升水电站)
太阳升水电站共装设四台混流式卧式水轮发电机组。3、4号机组于1989年8月投产;1、2号机组于1990年5月投产。四台机组自运行以来,多次发生推力轴承烧损事故。为提高推力轴承的安装、检修和运行质量,探索推力轴承的工作性能,摸清烧瓦事故的原因,我们对推力轴承运行故障作出了如下分析与探讨:
一、推力轴承结构特点和参数
1.结构特点:本卧式水轮发电机组,采用三支点轴承。推力轴承和前导轴承装于同一轴承座内。轴承采用自循环润滑。水冷却系统。推力轴承为机械调整结构。调整机构固定于轴承座上。
2.参数:
额定出力1250KW
额定转速1000rad/min
推力负荷5.6t
瓦块数10块
润滑油30号透平油
二、推力轴承安装
由于本机组镜板与主轴联成一体。刮瓦方法与常规方式有所不同。常规刮瓦方式有两种,一种是镜板工作面朝上,瓦加在镜板上研磨刮瓦,为初刮瓦。安装以后,用盘车精刮;另一种方法是镜板压在瓦上,用研磨机研磨利瓦。对小型卧式机组,我们采用推力在研磨平板上研磨刮瓦,刮削精度及进油边斜度按标准进行。推力瓦的受力调整,采用固定主轴,用塞尺检查调整推力瓦和镜板之间的间隙。再转动主轴90℃,固定主轴,再用塞尺检查每块推力瓦与镜板之间的间隙是否相等。如此反复检查间隙,直到主轴在互成90℃的四个方位上每块推力瓦与镜板之间的间隙完全相等为止,至此,使每块推力瓦受力均衡。
三、推力轴承磨损原因的分析与处理
4号机组1990年8月在运行加负荷时,引起推力瓦温度急骤上升,推力瓦已全部磨损,镜板面已被划伤,其磨损深度有的圈痕达0.2mm深。采用常规方法对镜板研磨抛光,更换推力瓦。开机启动,空载运行1h,推力瓦温度就达60℃。从此温度看。显然不能带负荷运行、停机抽瓦检查发现推力瓦仍有磨损,磨损处表面光亮呈镜面状,磨损部位在扇形瓦块的外半圆上。
1.镜板表面光洁度要求很高,按设计要求达到11级精度以上,硬度要达到HB-180~220。4号机组镜板由于上次处理未能达到要求,镜板工作面呈暗灰色,光洁度下降,划痕较多,并有很多圆形线条,且线条均在外圆部分与推力瓦磨损部位相吻合、因此决定将镜板送邵阳水轮机厂车削磨平抛光。
2.轴向水推力过大引起推力瓦温度过高,在机组静态下装百分表于前轴承端盖上端,启动机组,观察百分表变化范围,结果发现,前轴承向蜗壳方向倾斜、机组缓慢转动。百分表从零逐渐上升。当转速达到额定转速时,百分表读数为0.25~0.30mm。逐渐增加负荷,百分表读数又成正比例上升。当机组带额定负荷125kW•h,百分表读数达0.75~0.90mm。从推力瓦磨损痕迹明显判断:前轴承向前倾斜的原因:一是前轴承座机械强度不够。二是水推力较大。对于前轮承座机械强度问题,由于我们加工条件有限,不考虑处理。因此只能从减少水推力这方面想办法,查看水涡轮泄水孔,原设计有10个φ12mm泄水孔、泄水孔的作用,主要是使水轮机顶盖下空间与工作轮下空间相沟通,以减少从上迷宫环漏水对顶盖的压力、减少这一压力就可以减少水推力。泄水孔较小,迷宫环漏水较大,所以水推力增加、为此我们加大泄水孔直径到φ17mm,带额定负荷运行,前轴承向前倾斜只有φ0.40mm左右了。
3.推力瓦润滑条件的好坏,是机组能否安全稳定运行的必要因素之一。推力轴承润滑应考虑到推力总负荷、额定转速、扇形瓦形成油膜的条件、油的物理性能等因素。上述因素中,对形成良好油膜的条件是很难准确计算的。卧式机组与立式机组相比,润滑的条件就存在很大的差异,立式机组的整个推力瓦和镜板的工作面全都浸入润滑油中.机组启动前还顶起转子以使油膜能迅速形成、而卧式机组镜板只有下缘15~20mm浸入润滑油中,唯有靠镜板不断旋转、以镜板的外缘部分粘带一些润滑油上来才能润滑镜板工作面。又由于镜板外线是一光滑柱面。因此所带油量极少,油膜很难建立。极易造成于磨擦,因此,我们又利用轴承有外循环润滑油的条件,从外部直接引入冷却油至镜板工作面,从而改善了润滑的状况。
通过以上努力,4号机组运行1年多来,推力瓦温度相当稳定,在夏季Z大气湿下带满负荷运行。推力瓦Z高温度也只有50℃。今年,我们将4号机组处理经验用于其它三台机组,也同样获得好的结果,这证明我们的分析判断及采取的措施符合实际,可供安装和检修卧式机组参考。
《农村电气化》 1994年08期
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