談談立式水輪發電機組推力軸承的檢修與維護
2016-09-12 前言
我們公司三個水電站的水輪發電機組生產年份均為二十世紀七、八十年代,運行二三十年后,雖也做了部分技術改造或增容,但都是圍繞著發電機定子、自動化和勵磁裝置以及調速器進行,而發電機其他部分基本上沒有做大的技術更新,整體來說技術性能比較落后。接著下來三個電站都要進行的增效擴容改造,直接面對的問題是新設備與老設備的銜接。其中,推力軸承的檢修與維護是個老大難,因為我們知道,對立式水輪發電機組來說,推力軸承工作性能的好壞與機組的安全穩定運行密切相關,就三個電站來說,都出現過發電機組推力軸承被燒現象,分析其原因,除了與潤滑油油位及油質外,更多原因與檢修、維護質量有關。所以,在機組運行與維護中推力軸承的檢修與維護就顯得至關重要了。以下本人結合電站水輪發電機組的檢修實際就推力軸承的檢修和維護中存在的問題和解決辦法進行一些探討,歡迎有關專家批評指正。
1、推力軸承的水平調整
一般來說,推力軸承與機組的中心、水平和高程等的原始數據聯系密切,比如,鏡板的水平通常就是機組的水平基準點,在確定機組的水平基準點之后再進行機組轉動部分的軸線彎曲和上導曲線位移的校核。如何快速、高效、高標準完成機組水平調整?以下實施步驟可供參考:
(1)保持固定托盤的螺栓處于緊固狀態。
(2)保證鏡板正反面光潔度與水平度達到要求,確保無變形及銹蝕現象。
(3)目前公司三個電站水輪發電機組的推力、上導、下導等軸承和水輪機導軸承都是采用巴氏合金材料,巴氏合金推力瓦刮削研磨后要滿足以下質量標準:做到表面的光滑平整,沒有毛刺現象,接觸點要保證每平方厘米在3~5點以上,對進油邊進行刮削,且瓦面中部刮得的相對低些,這樣,可降低推力瓦在運行中的機械和溫度變形幾率。
(4)確定發電機組安裝高程(托盤與鏡板之間的高程):一般情況下,發電機安裝以后所顯示的高程值將作為整個機組的高程基準值,而發電機定子與轉子的相對高差大小將在很大程度上影響這個高程值。
(5)鏡板水平調整:根據等腰三角形具有相對穩定性的原理,把三角形頂點所指向的推力瓦看做基準,(在確定高程之后,把它的抗重螺栓用鎖定板進行鎖定)那么底角處所對應的推力瓦則作為調整可動點,將鏡板水平調整到滿足技術要求的范圍,在進行水平調整時,采用框式水平儀調頭進行測量,可以有效避免其余非調整瓦與鏡板貼合,在水平調整好之后,對兩底角推力瓦抗重螺栓進行鎖定。
(6)其余推力瓦的提升:改變以往盤車后才將其余推力瓦提升的做法,在完成鏡板水平調整后,即可以將其余推力瓦進行提升。這項工作也是新的檢修辦法中重要工作程序,有關資料表明這是目前研究和創新的方向。具體做法是,依照X-Y的順序在鏡板表面四個對稱點布設百分表,在調整鏡板時的等腰三角形兩腰線上布設精度基本相同的兩個框形水平儀,依照相應點來提升其余5塊推力瓦,在提升每塊推力瓦的過程中,一定要注意適時查看并記下百分表、框形水平儀的有效讀數,以保證水平儀讀數不發生大幅度變化,特別要注意百分表讀數變化值必須小于0.02mm,在調整完成之后對推力頭進行吊裝,注意監視推力頭的溫度下降值不大于20℃/h。等到推力頭溫度與室溫相近時再安裝卡環,在推力頭已承受轉子重量的情況下用塞尺測量卡環的配合間隙,應該保證允許塞尺通過的尺寸小于0.03mm。
在采用上述方法安裝推力瓦時,Z關鍵的工序就是鏡板水平的調整,鏡板水平調整得好可以有效地減少盤車的時間,且可以減少在調整其余推力瓦受力時因經驗不足而拖延檢修時間。相關數據表明,此調整方法較傳統方法更加簡單易行,只要操作過程中操作人員認真仔細,把握關鍵工序,就有可能取得很好效果。
2、杜絕因推力軸承絕緣破壞產生的軸電流
推力軸承的絕緣保護主要依靠托盤、鏡板、推力頭之間的絕緣墊,有些發電機組還采用通過碳刷使主軸接地。一旦絕緣損壞,在機組啟動時會導致軸電流與外界接地形成環行渦電流,從而對連接設備造成侵蝕破壞,所以,在進行安裝檢修時,推力軸承絕緣是要引起足夠重視的環節。與此同時,要嚴格注意采取有效的措施防止托盤與油槽,推力頭與鏡板的組合螺栓絕緣套的破壞。
3、推力軸承中心及高程給機組造成的影響
保證機組安全穩定運行一方面需要水平和絕緣,另一方面也需要高程和中心這兩項。一般上認為,新設備在安裝后高程和中心雖然在安裝時已確定,但在檢修時仍需要對其數據進行校正(或校核)。通常情況下,上支持蓋與推力頭主軸距離可以通過參考原始安裝時記錄的數據來進行機組的校正,也可以通過發電機定子、轉子空氣間隙調整中心。確定中心位置的意義通常是指設備轉動部分四點的中心形成一線(上、下、水導,轉輪、主軸),如果中心位置發生偏移,一方面會影響盤車,另一方面也會威脅到機組的正常運行。盡管進行盤車的主要目的是調整到理想的水平和中心線,但是在實際檢修中只能是盡可能的把盤車數據的值調整到Z小值且符合有關規范要求。機組高程常常把安裝時的原始數據作為參考值,在之后又通過托盤與鏡板之間距離來敲定。高程要保證適度值,因為過高和過低都將會導致系統的紊亂,例如,過高會導致機組的不規則震動,過低則可能會使推力瓦的運行溫度超過正常值。就檢修工作來說,機組軸線找對工作并不難,主要是通過調整抗重螺栓高度、修刮推力頭、研磨絕緣墊等方法來實現。
4、機組軸系運行的一些基本要求
(1)在機組設備檢修完成回裝過程中,要保證機組中心的精確可靠。讓機組各部分的固定部件的中心位于同一條垂線上,并且要確保使旋轉中心與機組中心在同一條線上。確保機組各個部分有著相對勻稱的氣隙和間隙,進而有效的緩解水輪機水力干擾以及發電機電氣干擾。
(2)對機組軸線進行調整的過程中,亦即是在盤車的時候,一定要注意使機組旋轉中心的精確定位,把握好軸系運行時需要的Z大擺度值和方位,充分考慮垂直度和直線度對軸系運行時的干擾,將由此產生的危害程度減至Z小。
(3)檢修后得到好的質量軸線,可以確保旋轉體本身能夠滿足標準。關注機組的軸系運行,在考慮旋轉體本身的同時,也要保證與此同心的各有關支承體,其實就是要確保其與機組三部位導軸承保持中心一致。
5、結束語
機組檢修的目的主要是消除在運行中發現的危及機組正常運行的安全隱患以及進行規范要求的維護,以上僅是針對推力瓦方面做個分析,其他部件的檢修同樣需要規范進行。因推力瓦在其中顯得很關鍵,因此著重討論。實際上推力瓦的檢修包括了機組水平、中心的調整等,且直接對運行中穩定性影響較大,因此顯得尤為重要,完成了此工序,其他工作相對容易多了。在此方面,值得探討的問題還很多,本文僅作拋磚引玉,希望引來百家爭鳴。
