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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
