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轴承知识

瓦屋山电站导轴瓦瓦温过高问题的原因及解决措施

2020-03-19
李慧琳
(西昌华电电力工程有限公司,四川省西昌市 615000)
  摘 要:本文首先分析了电站导轴瓦瓦温升高的常见原因,然后针对瓦屋山电站导轴瓦瓦温过高问题进行分析,对导轴瓦温过高的原因进行了详细调查,最后提出了有效地解决措施,以供参考。
  关键词:瓦屋山电站;导轴瓦;瓦温过高;原因;解决措施
  引言
  对于水轮发电机组导轴瓦温度过高的问题不能忽视,要防止出现温度过高而发生烧瓦现象,这就要求检修人员在机组检修过程中,在机组盘车、瓦隙计算、导轴瓦安装、瓦隙分配调整、清洁卫生等方面一定做到严肃认真、一丝不苟、精益求精。同时要求运行人员加强现场设备的巡视力度,出现异常情况及时处理,避免事态扩大。在出现瓦温过高问题时要认真分析瓦温过高的原因,找出问题所在并及时解决,以防引发严重的故障。
  1 电站导轴瓦瓦温升高的常见原因
  (1)安装工艺较差,清洁不够彻底,导致杂物进入瓦隙内部;(2)润滑油油质差,润滑油未进行彻底过滤,致使杂质进入轴承滑动面,使转子与钯氏合金表面拉毛过热;(3)瓦隙计算错误,导致瓦隙分配不合理,引起瓦温升高;(4)瓦隙调整时测量方法或读数错误,导致瓦隙分配错误,引起瓦温升高;(5)冷却水压力过低或流量过小,不能及时带走热量,引起瓦温升高;(6)轴承钯氏合金存在毛刺和杂质,转子转动时拉伤轴径,并使轴承滑动面拉毛过热;(7)导轴瓦瓦面刮削质量不合格,不能正常建立合格的油膜,引起瓦温升高;(8)轴系中心未能达到标准,导致各导轴瓦负荷分配不均,引起瓦温升高。
  2 瓦屋山电站导轴瓦瓦温过高概况
  2.1水轮发电机组概况
  2011年10月,西昌华电电力工程有限公司承接华电瓦屋山公司11号水轮发电机组B级检修任务。
  本次检修盘车采用机械盘车,盘车数据及瓦隙计算见下图:
  2.2瓦屋山电站导轴瓦瓦温过高现象分析
  根据以上计算进行瓦隙分配调整,开机后30分钟内上导1、8号瓦温就达到62℃(报警温度为65℃)并且还在不断上涨,其余各瓦温度均在不断上涨。遂停机,采取最常用的处理瓦温高的方法,将1、8号瓦提出进行刮削处理。回装后开机30分钟3、8号瓦温达到62℃,并且还在不断上涨,其余各瓦温度均在不断上涨。于是又对3、8号做适当刮削处理。开机后最高瓦温变为7、9号瓦。与此同时下导瓦温也在不断上涨,只是温度较上导稍低。
  2.3瓦屋山电站导轴瓦瓦温过高检查情况
  据此判断,上、下导瓦温异常无规律可循。估计问题出在瓦隙方面。于是停机进行检查、测量。
  检查发现每一块瓦的瓦背抗震螺栓支点均向右偏移约9mm,实际测量时发现,瓦处于抗震螺栓中心位置时所有瓦隙均与计算瓦隙基本相符,当瓦向左(顺时针)移动约9mm(实际工作位置)时所有瓦隙均发生较大变化(最大误差达0.18mm),从而造成瓦的总间隙变化较大(最小总间隙0.16mm),瓦与轴颈接触面也发生变化,进油边间隙变小甚至被阻塞,无法形成正常油膜,热量不能顺利带走,导致瓦温不断上升。
  进一步检查时发现导轴承装配设计导轴瓦瓦背抗震螺栓外径60mm,而瓦背垫块内径为78mm,抗震螺栓在垫块内单边活动余量为9mm。与实测时抗震螺栓支点均向右偏移约9mm完全相符。
  根据计算,当瓦每向左(顺时针)移动1mm时瓦的最右边间隙减小约0.013mm。但由于手工刮削进油边的宽度和弧度不尽相同,造成位移后每一块瓦的最小间隙不同,进油量也不同,因此温度也不同。
  3 瓦屋山电站导轴瓦瓦温过高原因分析
  综上所述,造成该机组导轴瓦温异常的原因为:瓦背抗震螺栓外径与瓦背垫块内径设计配合偏差较大(9mm),当机组起动时瓦与轴之间的油膜尚未建立,瓦在受与轴之间的摩擦力的影响下,延轴的旋转方向(顺时针)向左移动9mm,瓦的最右方(进油边)瓦隙平均减小0.117mm。这也映证了为什么始终是计算瓦隙小的那几块瓦的温度偏高。如果按计算瓦隙进行分配,长期运行是必引起烧瓦。该机组在安装和第一次检修时曾两次发生烧瓦事件,而两次均采取增大瓦隙的方法来解决瓦温异常。
  瓦屋山电站11号水轮发电机组上导轴承装配设计导轴瓦瓦背抗震螺栓外径60mm,瓦背垫块外径78mm,单边活动余量为9mm。根据盘车数据计算及设计要求,双边总瓦隙为0.3mm,在实际瓦隙分配并调整完毕开机后发现导轴瓦温在30分钟内即达到62℃,并且还在不断上升,随即停机检查发现每一块瓦的瓦背支点均向右偏移约9mm,实际测量时发现,瓦处于抗震螺栓中心位置时所有瓦隙均与计算瓦隙基本相符,当瓦向左(顺时针)移动约9mm(实际工作位置)时所有瓦隙均发生较大变化(最大误差达0.18mm),从而造成瓦的总间隙变化较大(最小总间隙0.16mm),瓦与轴颈接触面也发生变化,导致瓦温不断上升。
  总体来说,导致瓦温过高的原因为瓦背垫块间隙过大,瓦在实际工作位置时与调整瓦隙时的位置(中心位置)偏差较大造成总瓦隙变化较大。
  4 瓦屋山电站导轴瓦瓦温过高解决方案
  解决方案:建议适当缩小瓦背垫块间隙,减小瓦在实际工作中的活动量,控制总瓦隙的变化,从而达到控制瓦温的目的。
  解决方法:在得到设计方及业主方认可的情况下,在每一块瓦背垫块的左右两边各焊接一根8mm厚的钢块,使瓦背垫块间隙变为62mm,这样抗震螺栓与瓦背垫块单边间隙仅1mm,对瓦隙的变化影响不大。
  改造后的效果:首先对上导轴瓦按预定方案进行试验性改造。结果在开机2小时后所有瓦温均稳定在54℃以内。证明改造方案可行。随后按同样的方法对下导轴瓦进行改造,同样在开机2小时后所有瓦温均稳定在54℃以内。说明整套改造成功。
  次年在12号机组B修过程中采用相同方法对12号机组进行了改造,效果与11号机组相同。
  经过上述改造,彻底消除了困扰多年的导轴瓦温过高的问题。
  5 结束语
  瓦屋山电站导轴瓦经过此次修改后,适当缩小了瓦背垫块间隙,减小瓦在实际工作中的活动量,控制总瓦隙的变化,从而达到控制瓦温的目的,运行平稳,无异常情况发生,保证了机组的安全、稳定、可靠运行。
来源:《电力设备》2015年3期

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