魏雪友
(廣東粵電新豐江發電有限責任公司,廣東 河源 517021)
楓樹壩發電公司機組的導軸承一直使用剛性支柱式結構導軸承,舊式抗重螺栓調整結構分塊瓦導軸承主要的問題:機組導軸瓦瓦面老化及接觸點偏少導致軸瓦溫度偏高;抗重螺栓與軸承體之間用螺母固定,運行過程中容易松動導致間隙變化,需經常檢查調整間隙;為防抗重螺栓的螺母松動,增加了鎖板甚至對螺母點焊,這樣給調整和檢修帶來不便。
楓樹壩導軸承抗重螺栓的螺母大小為M105,調整間隙時,需要自制專用扳手。扳手笨重,一般用30磅左右的大錘多次敲擊才能打松或打緊螺母,調整間隙時往往不能一步到位,因為隨著螺母的打松或打緊,間隙也會變化,要反復打松、打緊,所以調整間隙的工作量很重,敲擊扳手時體力消耗大和風險高。目前,檢修員工老齡化,簡單粗暴的重體力活應慢慢地減少,鼓勵員工從力量型向技術型轉變。
新型楔子板調整結構主要優點:調整方便且精度高,在間隙調整時不再使用大錘,節省體力、提高安全因素,并配合免刮鏡面瓦,減少檢修工作量。開機運行時,間隙穩定不易變化。
有些結構將防軸電流的絕緣設計在軸瓦上,墊塊可采用點焊固定,優點是墊塊固定牢固,缺點是點焊時容易變形,甚至影響墊塊楔率,墊塊楔率和楔子板是成對配合使用的,墊塊楔率改變了就不能再用了。本次改造的結構是防軸電流絕緣設計在墊塊上,墊塊是采用4個M16螺絲固定,由于墊塊的螺絲孔不是垂于軸承體座圈的,現場用磁力鉆對軸承體座圈鉆孔,座圈孔和墊塊孔同心度很難保證(見圖1),最后對墊塊孔擴大處理,同時要兼顧墊塊對座圈的防軸電流絕緣,如此一來在牢固性上變得令人擔擾,也是這次改造比較失敗的地方。

圖1 墊塊問題
原卡板設計是通過焊接的方式直接固定在軸承體座圈上的,現場安裝發現,這種方式造成抽瓦時卡阻,要刨開卡板才能抽出瓦。后改為螺絲固定可拆卸方式(如圖2,將卡板分成卡板和基礎板兩個部件,基礎板上有兩個M16的螺紋孔,基礎板是通過焊接的方式固定在軸承體座圈上,卡板與基礎板是通過螺絲聯接固定。

圖2 卡板改造前后對比
新導瓦采用對稱結構(導瓦支承為同心球面支柱),導瓦重量比舊瓦重約25 kg,弧面直徑比軸頸直徑稍大,與軸頸線接觸,無須修刮及排花;安裝導瓦前導瓦與主軸之間的間隙要利用不透鋼墊圈進行粗調節(調整墊圈厚度有:2 mm、1 mm、0.5 mm、0.2 mm等),由于軸承體座圈與大軸軸領不同心,所以每塊瓦加墊厚度都不一樣,調節過程中要反復抽瓦換墊,由于空間狹小,起重作業沒辦法進行,只能3人協力徒手抽瓦,對檢修人員的體能造成較大困難和增加安全風險。
上導軸承瓦間隙由2個間隙組成:一是楔子板間隙;二是部件間的貼合間隙(我們常說虛位)。楔子板間隙通過楔子上下來調節,并用卡板來固定使間隙保持不變。貼合間隙(包括墊塊、絕緣墊、楔子板、抗重頭、調整墊,各個部件相貼合時產生的間隙),抱軸時盡量使瓦緊貼大軸,以消除貼合間隙。精調間隙的難度,由原來的打大錘轉變成測量換算,對測量要求更高了。楔子板上也沒有高度刻度顯示,廠家并沒有提供測量工具,關于測量只有各顯神通了,有人用百分表、有人用深度尺、這里用了高度尺來測量,高差不像塞間隙那么直觀,而且要測2個高度,比較煩瑣也容易出錯,為了不出現測量錯誤還用了深度尺作為輔助。高度尺底座放在導瓦上,測頭放在調節螺桿上,然后用“高差換算法”求出徑向間隙。“高差換算法”,就是抱軸時的楔子板高度H減去放間隙后的楔子板高度h乘于楔率1/50,就等于導瓦徑向間隙值δ=(H-h)/50。理論上,想要獲得單邊間隙為0.15 mm,高度差為7.5 mm就行了,實際上想要調到剛好7.5 mm難度還是很大,因為打緊調節螺桿的螺絲后高度會有所變化,實際調整數據見表1。

表1 楓樹壩2號機上導瓦精調間隙數據表單位:mm
改造后機組試運行,上導擺度、上機架振動與修前無明顯變化,運行一定時間后上導軸瓦的穩定溫度為38.4℃,見表2。在外界環境溫度和機組所帶負荷相同的情況下,比改造前降低了9℃左右,效果明顯。

表2 楓樹壩2號機上導改造前后瓦溫對比數據表
此次導軸瓦楔子板結構改造,對于減少導軸瓦的檢修次數,降低檢修者的勞動強度,有重要意義;對于提升機組的運行可靠性,優化機組的運行狀況,有顯著效果;對于保障電廠機組的安全、經濟運行也起到了一定作用。此次改造非常成功,可以為其他機組甚至其他水電廠導軸承結構改造提供借鑒。
(1)上導軸承墊塊的安裝工藝要改進:墊塊先不要開孔,安裝時,劃線對位,先臨時點焊固定,然后用磁力鉆將墊塊與座圈一起鉆孔,保證同心度,才能安裝牢固。
(2)上導軸承卡板改為分體方式,以便于抽瓦。
(3)由于導瓦比較笨重,而且抽瓦空間狹窄,建議廠家提供抽瓦專用工具。
(4)上導調節螺桿大小應由M12改為M16規格以便提高其支撐力。
(5)在高差測量上,建議廠家提供更科學、更準確的測量儀器和辦法。
(6)檢修員工對楔子板式導軸承結構和調整還在摸索階段,仍需進一步的學習和培訓。
[1]韓旭東,楊璽印.水輪發電機球面支柱式導軸承瓦間隙調整方法的研究[J].大電機技術,2001(2):10-13.
[2]胡一棟.水輪發電機組導軸瓦間隙調整工藝改進[J].西北水力發電,2002,18(3):44-46.
[3]杜潤團.石泉水電廠水輪發電機組上導軸承支撐結構改造的可行性分析[J].西北電力技術,2002(6):52-52,64.
[4]劉三成.立式水輪發電機上導軸承擺度增大的分析處理[J].陜西電力,2007(9):39-41.
[5]魏立華,陳秀維,韓永輝.可調楔子板分塊瓦自然冷卻水導軸承在軸流式水輪機上的應用 [J].黑龍江電力,2008,30(1):65-66.
[6]謝頂虎,董四全,趙欣.頭腦風暴法提高機組導軸承間隙測調效率的嘗試[J].水電及農村電氣化,2009(22):54-56.
[7]秦巖平,朱晨陽,趙永輝.葛洲壩電站4號機組上導軸承改造及運行情況分析[J].水電與新能源,2015(12):57-59.
[8]程有真.一種簡單易學的分塊式導軸瓦間隙計算分配方法[J].水電站機電技術,2014,37(1):29-32.
[9]陳勇章.分塊瓦水導軸承的安裝與調整[J].平方電氣評論,2015,29(116):22-25.
[10]宮瑋.立式水輪發電機導軸承楔子板結構改造[J].機電信息,2016(21)58-59.