立式水轮发电机组推力轴承的检修与维护探究

刘顺，邓小电

（杭州力源发电设备制造有限公司，浙江 杭州 311200）

立式水轮发电机最早出现在20世纪80年代，自从运行以来，立式水轮发电机为社会提供了基础的电力供应，电力机组的应用提供了稳定的功率，表现出稳定的工业价值。随着长时间的使用，发电机组的稳定运行也多少受到水利侵害，对机组结构带来一定影响，导致一些结构出现损坏。因此需要通过对推力轴承展开的检修和维护工作来保障机组能够稳定运行。

1 推力轴承的作用

在立式水轮发电机组中，水轮机的轴承有两种，一种是推力轴承，另一种则是导轴承。导轴承能够起到水轮机轴固定水平方向的作用，避免导轴承发生水平摆动，导轴承的受力是在水平方向上。推力轴承是用来承担水轮机上转子的重量，推力轴承的受力是在垂直方向上。推力瓦在机组中被固定在机架上，而推力头上固定的是镜板，推力瓦被泡在透平油之中，推力瓦的表面会覆盖一层油膜，镜板被压在推力瓦之上，两者中间有一层薄油膜，能够起到润滑的作用。在机组转子发生转动的时候，镜板会随着转子共同转动，同时和薄油膜发生摩擦，这样固定部件和转动部件之间也就得到了良好的衔接。根据推力轴承的实际位置，对机组进行分类，推力轴承存在于上机架中，那么可以称作是悬式机组，如果推力轴承存在于下机架，那么可以称作是伞式机组。

在机组中，推力轴承承担着转子运行的推力，是一种分离型轴承。其中推力球轴承承受轴向的负荷，不能对轴径向位移进行限制，其极限转速十分之低。而推力滚子轴承能够用作以载荷为主的承受轴，在轴向和径向上实现联合载荷，径向的载荷要控制在轴向55%载荷的范围之内，推力滚子轴承转速更快，摩擦因数比较低，还有着调心的性能。

2 推力轴承的检修与维护

2.1 轴线弯曲的检修和维护

在发电机组中，很多情况下推力轴承对于机组的高程、水平以及中心都有着密切的联系。在进行机组检修的时候，机组水平基准点一般情况下也就是镜板水平，想要确定机组的水平基准点，然后才能对机组转动部分展开校核，主要需要校核轴线弯曲，以及上导曲线发生的位移。要想让机组调整得到高效高质的完成，需要严格落实以下步骤。

第一，需要保持托盘螺栓得到固定，保持在紧固的状态中。

第二，要对镜板正反面进行检查，镜板正反两面都需要保证达到一定光洁程度，还要保持在一定水平要求下，正反两面都要保证没有形成锈蚀现象，也不存在任何变形问题。

第三，需要使用巴氏推力瓦进行刮削研磨，在处理后表面能够保持光滑和平整，并没有出现毛刺的问题。每平方厘米的接触点需要达到三到五个，尤其要进行进油边刮削，需要将瓦面中部刮得尽量低。这样能够在最大程度上保证推力瓦变形程度得到减轻，无论是机械变形还是温度变形，都能得到有效的控制。

第四，对发电机高程进行确定，发电机高程也就是指托盘和镜板两者之间的高程。通常情况下，安装发电机之后得到的高程值也就是机组高程的基准值，高程值也受到发电机转子和定子的影响。

第五，要调整镜板的水平，在等腰三角形稳定性的基础上，将三角形三个顶点所对应的推力瓦当做是基准，在高程被确定之后，使用锁定板锁定抗重螺栓。三角形底角所对应的推力瓦用来作为调整可动点，对镜板的水平进行调整，从而让镜板能够达到技术要求。在实施水平调整的时候，可以使用框型的水平仪展开测量，避免出现镜板和其他非调整瓦产生贴合。同时需要注意限位装置的位移，调整水平之后，需要锁定好底角的抗重螺栓。在镜板得到水平调整之后，提升起推力瓦也是十分重要的工作，也是对此进行创新的出发点。在镜板表面根据一定顺序设置百分表，在等腰三角形的两个腰线上设置同样精度的框型水平仪，在对应项提高推力瓦。在推力瓦提升过程中，需要注意及时查看百分表以及水平仪的读数，保证水平仪的显示数不会出现大幅度改变。在这个过程中，要严格控制水平仪读数，读数变化不能超过0．02mm，完成调整之后将推力头吊装起来，确保推力头下降的温度不会超过每小时20℃。在推力头温度接近于室温的时候，安装卡环，若推力头的承重允许，那么需要了测量出卡环配合间的间隙，需要保证允许塞尺通过的尺寸不会超过0．03mm。应用此方案最关键的就是在镜板得到传统的调整方法之后，使用锤击法进行详细的调整，这样能够让检修的时间得到控制，水平调整也不会受到人员经验不足的影响。此方案的使用更加简单方便，只需要在操作过程中加以控制，就能够取得良好的效果。

2.2 轴电流破坏的检修和维护

一般情况下，推力轴承绝缘有赖于托盘、推力头以及镜板之间设置的绝缘垫来实现，在主轴上也会使用接地碳刷来实现。在发生绝缘损坏的时候，发电机在开始启动的时候，各个连接位置会发生电流突升，将会造成轴电流无法和外界接地造成环形涡电流的出现，从而让连接设备受到侵蚀出现破坏。因此在进行检修的时候，需要重视推力轴承的绝缘，这是十分重要的环节。另外，尤其需要关注托盘和油槽，避免推力头和镜板螺栓上的绝缘套受到破坏，造成轴电流破坏。

2.3 机组受到高程以及轴承中心的影响

要想保障机组能够得到稳定的运行，需要保持绝缘和水平之后，还需要重点关注轴承中心和高程。在新设备高程和中心被完成安装之后，需要进行的检修和维护，需要重新校正确定相关数据。一般情况下，需要对上支持盖以及推力头主轴之间的距离进行调整，需要根据安装的时候原始数据进行校正。可以通过发电机上的转子和定子之间的孔隙对中心进行调整。其中中心位置的确定需要将涉笔水导、转轮、上下导以及主轴这几部分的中心穿成一条线。从另一个方面上讲，如果中心位置出现了偏移，不仅会影响到盘车活动，还会让机组运行受到严重影响。盘车的使用目的是为了梳理中心线，但是根据实际需要，可能会将盘车数据控制到最小的水平，从而让其得到规范化。

高程常常需要把安装的原始数据当做是参考值作用。然后根据托盘和镜板两者的距离确定机组高程，高程也要控制在适度范围之内，高程值过高和过低都会影响到系统发生混乱。例如，高程过高将会造成机组出现不规律的振动，高程过低将会影响到推力瓦温度，使其超过正常范围。因此在检修过程中，需要加强对高程、水平以及中心等问题的研究，只有经过深入刨析，才能让维护和检修的周期缩短。

2.4 机组轴系运行的要求

首先在进行安装机组设备的时候，需要保证精确可靠的机组中心，在机组中的各个部分都能得到固定，并保持各个部分的中心位能够在一条垂直线之上，同时能够保证机组中心和旋转中心能够达到同一水平上。只有保证机组各个部分的间隙能够比较均匀，才能保证水轮机的水利干扰有所缓解，让发电机免于受到电气干扰。

其次，在调整机组的轴线的时候，对盘车进行计算，需要做到精准定位机组旋转中心，让轴系运行能够被控制好，主要控制好位置和摆度最大值，在轴系运行的时候需要综合考虑垂直度以及直线度带来的干扰，让干扰程度控制到最小。最后需要积极使用高品质的轴线，需要正式旋转体自身能够达到标准，但是在运行机组轴线的时候，除了对转体本身进行考虑，也需要保证和其同心的支承体能够保证到位，也就是说需要保证立式机组中三个导轴承能够保持着同一中心。

3 结语

在目前立式水轮发电机的结构中，推力轴承发挥着重要作用，决不能忽视推力轴承的积极作用。要想能够做好推力轴承的检修和维护，需要加强对于轴线弯曲和轴电流破坏问题的控制，严格按照要求落实检修和维护。还需要控制机组受到高程以及轴承中心的影响，必须要严格执行机组轴系运行的要求。通过强化安装和维护，保障推力轴承安全，实现发电机组的稳定和安全。