推力瓦瓦溫升高的原因分析及應采取措施

衛頌歌

（遼寧本溪觀音閣水庫管理局， 遼寧 本溪117100）

1 前言

遼寧省柴河水庫管理局電廠裝有3臺水輪發電機組,總容量7030kW,發電機出口電壓為6.3kV,經2臺主變并入66kV國家電網。1#和2#機組均為天津發電設備廠1974年出廠的機組，機組型號均為HL240-LJ-140，青獅潭型。該機組是1976年開始投產發電，額定轉速為300轉/分，軸向推力為34.5噸，額定出力為3200千瓦。該機組的推力瓦由8塊扇型瓦組成，因為資金問題兩臺機組在多年運行中只檢修了一次。由于瓦溫逐年在升高，多年運行溫度均在59～60℃之間，直接影響了水輪發電機組的安全可靠運行。因此柴河水庫于2006年外聘觀音閣水庫電廠技術人員對兩臺機組進行了一次大修，大修過程中著重研究處理了推力瓦瓦溫升高的問題。我們也在此次大修中為解決此類機組瓦溫升高的問題總結了一些經驗，可以對相同類型的電站瓦溫升高的問題的原因分析及處理起到一定的指導借鑒作用。

2 瓦溫升高原因分析及處理

軸承摩擦所產生的熱量必須由有冷卻器將其吸收帶走，使推力軸瓦摩擦產生的溫度穩定在軸承合金允許的溫度范圍之內。水輪機的推力瓦一般采用的是錫基軸承合金，最高溫度為70℃。運行時通常溫度控制在50～60℃為宜，超過60℃就屬于偏高，達到70℃就應發出報警信號并事故停機。鑒于測溫裝置的測溫可靠性以及誤差等原因，一般電站都把報警溫度設定在60℃，65℃就事故停機了。我們知道推力瓦瓦溫升高的原因有很多，包括油位低油質差，冷卻水中斷，油循環回路有短路，推力頭帶油太少，擋油罩漏油，刮油板間隙大，推力瓦受力不均勻，推力瓦接觸點少，推力頭松動，推力頭鏡板起毛，導油管漏油多；機組振動大，轉輪上冠間隙大漏水多，轉輪減壓孔排水不暢，轉輪下環進出間隙配合差，主軸因基礎沉降而傾斜，與發電機聯軸器同心度太差或二者無間隙頂死等等。有的水輪機軸承因力多次拆裝，造成定位銷松動，推力瓦的下半片在調整好下翻后瓦托移位，各瓦片受力變化。但針對不同型號的機組，若出現推力瓦瓦溫升高的問題，原因是不盡相同的。對于柴河水庫電廠1#和2#"HL240-LJ-140，青獅潭型"機組，我們發現推力瓦瓦溫升高的原因主要有以下幾個方面：

2.1 原始設計不足

2.1.1 該型號機組的鏡板的外緣作為導瓦的軸頸，潤滑油的油面只能加到鏡板的一半，再多加油，油面就與油槽的端面一般高了，因此不能再加油了，由于油面低，推力頭和鏡板浸在油中的部分就很少，所以機組運行時攪動油的力量不夠，將勵磁機拆除空載運行機組查看，潤滑油基本不動，這樣由于潤滑油的循環不良，使得推力瓦摩擦產生的熱量主要是靠傳導的方式帶走的，散熱非常慢，因而導致油溫偏高。機組的結構不能改變，不能通過格外增加潤滑油的方式來改善油的流動性而使瓦溫降低，但可以通過略微增加溢油管的高度后再適當增加油面的高度的方法來改善。

2.1.2 冷卻器的原因。冷卻器的結構形式為單根螺旋管式的，管徑較細，就是光管，其上沒有散熱片，吸收熱量的能力較差。進出口的水管管徑也小，通過的冷卻水量小，冷卻效果差。我們通過對冷卻器的更換，改善了冷卻效果，更換冷卻器后推力瓦的溫度降低了2-3℃。

2.2 冷卻水管路的原因。其一是由于管路、閥門、示流器、過濾器等年久失修，銹蝕、雜物、小魚、水垢等原因縮小了冷卻水管管徑，導致通流量減少。其二是管路堵塞，導致通流量減少。解決的方法是一旦發生推力瓦溫度升高應首先檢查過濾器是否堵塞。要定期清理過濾器，應該每年檢查維修一次。冷卻水管管路如果銹蝕嚴重，就要更換管件。

2.3 冷卻水的原因。由于柴河水庫庫容較小、水面淺，夏天水溫較高，進出水溫差小，（實際測量僅有2～3℃，一般要求應在3～5℃）導致瓦溫升高。而冬季時溫度降低。這種情況我們無法改變。

2.4 在機組大修時容易出現推力瓦打受力不均、刮瓦質量不良而導致推力瓦瓦溫升高。（各個推力瓦的溫差在8℃以上則為打受力不均）。對這一原因，采取的措施是嚴格按照規程要求進行施工和質量監控，避免返工等問題。打受力應選擇經驗豐富的工人進行操作，技術人員應全程跟蹤仔細監控打受力的每個步驟，做好記錄，仔細分析數據的變化規律，對于經驗不足的檢修隊伍可以采用千分表法打受力，這種方法對于保證受力均勻比較可靠；另外由于機組運行時間太長，推力瓦支撐面被頂出窩來，抗重螺栓與推力瓦的接觸變為面接觸而非點接觸，從而導致靈活性差。或者由于安裝推力瓦時，其相關部件安裝位置不正確而導致推力瓦被卡死或靈活性差。這兩種原因使推力瓦工作不靈活不易形成油楔，潤滑油不能及時的流進流出將熱油帶走，從而造成推力瓦瓦溫升高。解決的辦法是妥善處理頂出窩的支撐面，認真將其磨平。安裝完后應逐一檢查推力瓦靈活性，上下左右搬動推力瓦，沒有出現卡滯，卡死等現象即達到合格。同時由于檢修間隔長使得瓦花被磨平，從而造成運行時含油量低也可導致瓦溫升高，這點可以利用中修的時機重新刮瓦處理即可解決。

2.5 鏡板的原因。由于機組多年運行和受季節影響停機時間長，導致鏡板粗糙度升高，同時由于潤滑油臟污、含水導致鏡板銹蝕和磨花了，從而導致摩擦力增大，產生的熱量增加而引起瓦溫升高。另外由于該型號機組設計強度不足，加上年久運行，使得機組的機械強度降低，鏡板產生了周期性波浪變形而導致瓦溫升高，解決的方法是研磨鏡板至合格，如不能解決應重新加工更換。柴河電廠在檢修時就發生了這樣的情況，即在試運行過程中就發生燒瓦。我們按照上述方法逐項檢查，最后發現鏡板的影響最大，其原因是：鏡板原來的材質為35號鋼，表面又經過一些加工，經大連三環檢測，結果是該塊鏡板表面硬度達不到要求（要求為不低于HB200，而該塊鏡板的硬度為HB160），硬度達不到要求時表面光潔度就容易被破壞，粗超度提高。其次鏡板本身材質缺陷即雪花點無法去掉。鏡板光潔度不夠、受力不均、燒瓦后瓦面材質發生變化，需要重新刮瓦，否則就不能繼續使用。認為燒瓦后受力很好，瓦的接觸點也好是錯誤的判斷，因此走入誤區。事實上每次燒瓦后的受力將出現嚴重不均，而用降低抗重螺栓的方法解決受力不均的問題也是造成燒瓦的原因之一。鏡板波浪度較大（經用千分表測量其波浪度為0.04，要求不能大于0.02）且只有一處是這樣，因此造成瓦的油膜無法形成、刮瓦的水平不高。只能通過更換加以解決。最終我們是通過更換鏡板，并為解決瓦溫高的問題，同時更換了推力瓦，即將烏金瓦改成塑料瓦，更換的具體步驟和方法與烏金瓦的相同并無其他特別之處。在更換上塑料瓦后，我們又按要求對塑料瓦的厚度用千分尺量出來，待運行一年之后，進行測量和比對，觀察瓦的磨損量，是在廠家規定的范圍之內，可以放心的使用。

結論：柴河電站在實際檢修過程中出現了上述情況，檢修人員通過一一排查最終找出了原因。但是由于先天不足，我們認為采取以上措施不能從根本上解決推力瓦瓦溫升高的問題。永久的解決辦法是采用新技術即將烏金瓦更換為氟塑料瓦。于是柴河水庫電廠決定在此次大修中將推力瓦的烏金瓦更換為氟塑料瓦，經運行實踐得到更換后實際運行溫度為42-48℃，效果相當理想。新技術的應用解決了長期以來一直擔心的推力瓦瓦溫超限的問題。

[1]劉云著.中小型水輪發電機的安裝與維修.1998年12月出版.