推力瓦瓦温升高的原因分析及应采取措施

卫颂歌

（辽宁本溪观音阁水库管理局， 辽宁 本溪117100）

1 前言

辽宁省柴河水库管理局电厂装有3台水轮发电机组,总容量7030kW,发电机出口电压为6.3kV,经2台主变并入66kV国家电网。1#和2#机组均为天津发电设备厂1974年出厂的机组，机组型号均为HL240-LJ-140，青狮潭型。该机组是1976年开始投产发电，额定转速为300转/分，轴向推力为34.5吨，额定出力为3200千瓦。该机组的推力瓦由8块扇型瓦组成，因为资金问题两台机组在多年运行中只检修了一次。由于瓦温逐年在升高，多年运行温度均在59～60℃之间，直接影响了水轮发电机组的安全可靠运行。因此柴河水库于2006年外聘观音阁水库电厂技术人员对两台机组进行了一次大修，大修过程中着重研究处理了推力瓦瓦温升高的问题。我们也在此次大修中为解决此类机组瓦温升高的问题总结了一些经验，可以对相同类型的电站瓦温升高的问题的原因分析及处理起到一定的指导借鉴作用。

2 瓦温升高原因分析及处理

轴承摩擦所产生的热量必须由有冷却器将其吸收带走，使推力轴瓦摩擦产生的温度稳定在轴承合金允许的温度范围之内。水轮机的推力瓦一般采用的是锡基轴承合金，最高温度为70℃。运行时通常温度控制在50～60℃为宜，超过60℃就属于偏高，达到70℃就应发出报警信号并事故停机。鉴于测温装置的测温可靠性以及误差等原因，一般电站都把报警温度设定在60℃，65℃就事故停机了。我们知道推力瓦瓦温升高的原因有很多，包括油位低油质差，冷却水中断，油循环回路有短路，推力头带油太少，挡油罩漏油，刮油板间隙大，推力瓦受力不均匀，推力瓦接触点少，推力头松动，推力头镜板起毛，导油管漏油多；机组振动大，转轮上冠间隙大漏水多，转轮减压孔排水不畅，转轮下环进出间隙配合差，主轴因基础沉降而倾斜，与发电机联轴器同心度太差或二者无间隙顶死等等。有的水轮机轴承因力多次拆装，造成定位销松动，推力瓦的下半片在调整好下翻后瓦托移位，各瓦片受力变化。但针对不同型号的机组，若出现推力瓦瓦温升高的问题，原因是不尽相同的。对于柴河水库电厂1#和2#"HL240-LJ-140，青狮潭型"机组，我们发现推力瓦瓦温升高的原因主要有以下几个方面：

2.1 原始设计不足

2.1.1 该型号机组的镜板的外缘作为导瓦的轴颈，润滑油的油面只能加到镜板的一半，再多加油，油面就与油槽的端面一般高了，因此不能再加油了，由于油面低，推力头和镜板浸在油中的部分就很少，所以机组运行时搅动油的力量不够，将励磁机拆除空载运行机组查看，润滑油基本不动，这样由于润滑油的循环不良，使得推力瓦摩擦产生的热量主要是靠传导的方式带走的，散热非常慢，因而导致油温偏高。机组的结构不能改变，不能通过格外增加润滑油的方式来改善油的流动性而使瓦温降低，但可以通过略微增加溢油管的高度后再适当增加油面的高度的方法来改善。

2.1.2 冷却器的原因。冷却器的结构形式为单根螺旋管式的，管径较细，就是光管，其上没有散热片，吸收热量的能力较差。进出口的水管管径也小，通过的冷却水量小，冷却效果差。我们通过对冷却器的更换，改善了冷却效果，更换冷却器后推力瓦的温度降低了2-3℃。

2.2 冷却水管路的原因。其一是由于管路、阀门、示流器、过滤器等年久失修，锈蚀、杂物、小鱼、水垢等原因缩小了冷却水管管径，导致通流量减少。其二是管路堵塞，导致通流量减少。解决的方法是一旦发生推力瓦温度升高应首先检查过滤器是否堵塞。要定期清理过滤器，应该每年检查维修一次。冷却水管管路如果锈蚀严重，就要更换管件。

2.3 冷却水的原因。由于柴河水库库容较小、水面浅，夏天水温较高，进出水温差小，（实际测量仅有2～3℃，一般要求应在3～5℃）导致瓦温升高。而冬季时温度降低。这种情况我们无法改变。

2.4 在机组大修时容易出现推力瓦打受力不均、刮瓦质量不良而导致推力瓦瓦温升高。（各个推力瓦的温差在8℃以上则为打受力不均）。对这一原因，采取的措施是严格按照规程要求进行施工和质量监控，避免返工等问题。打受力应选择经验丰富的工人进行操作，技术人员应全程跟踪仔细监控打受力的每个步骤，做好记录，仔细分析数据的变化规律，对于经验不足的检修队伍可以采用千分表法打受力，这种方法对于保证受力均匀比较可靠；另外由于机组运行时间太长，推力瓦支撑面被顶出窝来，抗重螺栓与推力瓦的接触变为面接触而非点接触，从而导致灵活性差。或者由于安装推力瓦时，其相关部件安装位置不正确而导致推力瓦被卡死或灵活性差。这两种原因使推力瓦工作不灵活不易形成油楔，润滑油不能及时的流进流出将热油带走，从而造成推力瓦瓦温升高。解决的办法是妥善处理顶出窝的支撑面，认真将其磨平。安装完后应逐一检查推力瓦灵活性，上下左右搬动推力瓦，没有出现卡滞，卡死等现象即达到合格。同时由于检修间隔长使得瓦花被磨平，从而造成运行时含油量低也可导致瓦温升高，这点可以利用中修的时机重新刮瓦处理即可解决。

2.5 镜板的原因。由于机组多年运行和受季节影响停机时间长，导致镜板粗糙度升高，同时由于润滑油脏污、含水导致镜板锈蚀和磨花了，从而导致摩擦力增大，产生的热量增加而引起瓦温升高。另外由于该型号机组设计强度不足，加上年久运行，使得机组的机械强度降低，镜板产生了周期性波浪变形而导致瓦温升高，解决的方法是研磨镜板至合格，如不能解决应重新加工更换。柴河电厂在检修时就发生了这样的情况，即在试运行过程中就发生烧瓦。我们按照上述方法逐项检查，最后发现镜板的影响最大，其原因是：镜板原来的材质为35号钢，表面又经过一些加工，经大连三环检测，结果是该块镜板表面硬度达不到要求（要求为不低于HB200，而该块镜板的硬度为HB160），硬度达不到要求时表面光洁度就容易被破坏，粗超度提高。其次镜板本身材质缺陷即雪花点无法去掉。镜板光洁度不够、受力不均、烧瓦后瓦面材质发生变化，需要重新刮瓦，否则就不能继续使用。认为烧瓦后受力很好，瓦的接触点也好是错误的判断，因此走入误区。事实上每次烧瓦后的受力将出现严重不均，而用降低抗重螺栓的方法解决受力不均的问题也是造成烧瓦的原因之一。镜板波浪度较大（经用千分表测量其波浪度为0.04，要求不能大于0.02）且只有一处是这样，因此造成瓦的油膜无法形成、刮瓦的水平不高。只能通过更换加以解决。最终我们是通过更换镜板，并为解决瓦温高的问题，同时更换了推力瓦，即将乌金瓦改成塑料瓦，更换的具体步骤和方法与乌金瓦的相同并无其他特别之处。在更换上塑料瓦后，我们又按要求对塑料瓦的厚度用千分尺量出来，待运行一年之后，进行测量和比对，观察瓦的磨损量，是在厂家规定的范围之内，可以放心的使用。

结论：柴河电站在实际检修过程中出现了上述情况，检修人员通过一一排查最终找出了原因。但是由于先天不足，我们认为采取以上措施不能从根本上解决推力瓦瓦温升高的问题。永久的解决办法是采用新技术即将乌金瓦更换为氟塑料瓦。于是柴河水库电厂决定在此次大修中将推力瓦的乌金瓦更换为氟塑料瓦，经运行实践得到更换后实际运行温度为42-48℃，效果相当理想。新技术的应用解决了长期以来一直担心的推力瓦瓦温超限的问题。

[1]刘云著.中小型水轮发电机的安装与维修.1998年12月出版.