水轮发电机组推力轴承的刮研和设计改进建议

翁清法

（惠安县菱溪陈田水库管理处，福建 泉州 362100）

我水电厂二级站装机有两台800KW 水轮发电机组，75年底开始筹建，78年正式投入运行。 本县区水资源开发利用条件差，电站是本地区最大装机容量机组，刚建成投产发电，检修人员少，技术水平低。 同时对机组的结构、性能等尚不了解，特别是机组存在一些缺陷，如推力轴承温度偏高，不能带满负荷，以及机组振动偏大等现象。

1 水轮发电机组推力轴承问题及原因分析

1 号机组自投产以来，一直存在负荷带不上、机组振动大等缺陷。夏天带低负荷（400KW）时都要在发电机轴承“挂瓶”，即采取人工循环油，推力轴承温度也比较高。 针对存在的问题走访了厂家、兄弟电站，进行咨询，通过检修实践我们分析找出机组存在症结的原因如下：

（1）机组安装中心水平误差大。

（2）轴承面半球面研磨不够灵活。

（3）按图纸设计轴承间隙偏小。

（4）轴承进油量少，特别是推力轴瓦面进油量少。

（5）轴瓦修刮方法不理想等。

2 水轮发电机组推力轴承问题的处理经验梳理

针对以上问题我们做了以下几项工作：

耐心地把轴承的球面研磨灵活， 轴瓦的间隙适当放大，一般控制在轴直径0.15%-0.2%， 如轴直径为140%的轴瓦间隙放大至0.21-0.23%。 在进油量方面对油路进行修刮，使油量增加，特别对推力轴瓦推力面修刮进行了改进。 根据油契的原理，首先在轴瓦的推力面的进油方向处开斜面， 然后再把推力面每一小块瓦面分成四等份，按进油方向修刮，使每等份之间都有斜度，约0.02-0.03mm。 即第一等份比第二等份平面多刮2.3 丝，第三等份比第二等份平面高出2.3 丝……这样修刮推力轴瓦在额定负荷下温度比较低，使长期以来得不到解决的问题得到了解决。

由于1 号机组振动导致发电机轴瓦（140mm）巴氏合金与轴瓦钢坯脱壳，对此我们把轴瓦拆下来，自己浇铸修刮。 并参考了有关书籍资料，首先在轴瓦钢坯打底处理上我们精工细作，认真地进行表面层挂锡。 然后浇铸巴氏合金，最后对整个轴瓦进行保温。 因每道工序都做得细致认真，因此巴氏合金和钢坯结合得很牢固，经车床加工没有发现一个沙眼和气孔，做到一次成功。其次，为了解决机组振动问题，我们对机组的中心水平进行全面调整。 先将蜗壳的止水迷宫环当轴承使用，支撑主轴，使水轮机主轴处于水平。 轴在蜗壳的中心位置下校正水轮机靠背轮和发电机靠背轮圆周和平面中心，把误差控制在0.03%以下。 最后把机组组装起来。 经过试运行，振动消除达到良好效果。

有一段时间大约连续半年多，我站机组都处于带满负荷运行（控制发电机电流在额定值），结果每隔半个月推力面就要修刮一次。 这样频繁的修刮使推力面巴氏合金变得很薄，重新浇铸时间比较长。 对此，笔者想出一个好办法，把推力轴瓦调头使用，只要在轴瓦钢坯上钻两个插温度计孔就可以。 经使用效果很好，这样一个轴瓦可顶两个轴瓦使用。

3 水轮发电机组推力轴承的刮研和设计改进建议

依据我水电站多年运行实践和体验，为便于用户正常安装检修和确保机组安全运行生产提出几点粗浅建议和改进意见：

（1）建议把水轮机与发电机底座和底板连成一体，安装时只要按照定位销把各轴承装上即可。

（2）因每次安装新机组，当负荷带到700-800KW 时转轮就会与锅壳顶盖、迷宫环相碰，所以建议把转轮与锅壳迷宫环间隙加大，最好单边间隙为0.55±0.05mm。

（3）冷油器和油泵管路折装比较费劲，建议改进，使其折装方便简单。

（4）发电机轴瓦甩油严重，污染滑环和整流子，对定子转子线圈绝缘危害极大， 励磁回路正负极也经常失地危及机组安全运行，建议设计上加以研发改造。

4 总结

总的看来，中小型水电站在电力系统中占有至关重要的地位，不仅对企业的发展，甚至对国家的发展都起着非常重要的作用。 而其中采用的水轮发电机组的核心地位受到越来越多的关注，它几乎控制着整个水电站的运行，完成主要的生产任务。 水轮发电机组的推力轴承的故障问题直接影响发电站的正常运行，如受本身设备内部缺陷、工作条件等各种因素影响而出现故障，因此对水轮发电机组的检修越来越受到重视。 我们仍然需要对各种故障问题进行探讨，不断分析各种检修信息，制定各种解决方案，及时解决设备的故障隐患，保障水轮发电机组正常、有效地运行，维护、提高中小型企业发电站的经济效益。

[1]刘华康.浅谈水轮发电机组的检修特点及检修周期[J].甘肃科技，2010（12）.

[2]宋天勇.中小型水电站水轮发电机组的自动化改造[J].技术与市场，2011（07）.

[3]陈顺永.水轮发电机组状态监测与故障诊断方法[J].甘肃科技，2010（22）.