立式水輪發電機組推力軸承的檢修與維護探究

劉順，鄧小電

（杭州力源發電設備制造有限公司，浙江 杭州 311200）

立式水輪發電機最早出現在20世紀80年代，自從運行以來，立式水輪發電機為社會提供了基礎的電力供應，電力機組的應用提供了穩定的功率，表現出穩定的工業價值。隨著長時間的使用，發電機組的穩定運行也多少受到水利侵害，對機組結構帶來一定影響，導致一些結構出現損壞。因此需要通過對推力軸承展開的檢修和維護工作來保障機組能夠穩定運行。

1 推力軸承的作用

在立式水輪發電機組中，水輪機的軸承有兩種，一種是推力軸承，另一種則是導軸承。導軸承能夠起到水輪機軸固定水平方向的作用，避免導軸承發生水平擺動，導軸承的受力是在水平方向上。推力軸承是用來承擔水輪機上轉子的重量，推力軸承的受力是在垂直方向上。推力瓦在機組中被固定在機架上，而推力頭上固定的是鏡板，推力瓦被泡在透平油之中，推力瓦的表面會覆蓋一層油膜，鏡板被壓在推力瓦之上，兩者中間有一層薄油膜，能夠起到潤滑的作用。在機組轉子發生轉動的時候，鏡板會隨著轉子共同轉動，同時和薄油膜發生摩擦，這樣固定部件和轉動部件之間也就得到了良好的銜接。根據推力軸承的實際位置，對機組進行分類，推力軸承存在于上機架中，那么可以稱作是懸式機組，如果推力軸承存在于下機架，那么可以稱作是傘式機組。

在機組中，推力軸承承擔著轉子運行的推力，是一種分離型軸承。其中推力球軸承承受軸向的負荷，不能對軸徑向位移進行限制，其極限轉速十分之低。而推力滾子軸承能夠用作以載荷為主的承受軸，在軸向和徑向上實現聯合載荷，徑向的載荷要控制在軸向55%載荷的范圍之內，推力滾子軸承轉速更快，摩擦因數比較低，還有著調心的性能。

2 推力軸承的檢修與維護

2.1 軸線彎曲的檢修和維護

在發電機組中，很多情況下推力軸承對于機組的高程、水平以及中心都有著密切的聯系。在進行機組檢修的時候，機組水平基準點一般情況下也就是鏡板水平，想要確定機組的水平基準點，然后才能對機組轉動部分展開校核，主要需要校核軸線彎曲，以及上導曲線發生的位移。要想讓機組調整得到高效高質的完成，需要嚴格落實以下步驟。

第一，需要保持托盤螺栓得到固定，保持在緊固的狀態中。

第二，要對鏡板正反面進行檢查，鏡板正反兩面都需要保證達到一定光潔程度，還要保持在一定水平要求下，正反兩面都要保證沒有形成銹蝕現象，也不存在任何變形問題。

第三，需要使用巴氏推力瓦進行刮削研磨，在處理后表面能夠保持光滑和平整，并沒有出現毛刺的問題。每平方厘米的接觸點需要達到三到五個，尤其要進行進油邊刮削，需要將瓦面中部刮得盡量低。這樣能夠在最大程度上保證推力瓦變形程度得到減輕，無論是機械變形還是溫度變形，都能得到有效的控制。

第四，對發電機高程進行確定，發電機高程也就是指托盤和鏡板兩者之間的高程。通常情況下，安裝發電機之后得到的高程值也就是機組高程的基準值，高程值也受到發電機轉子和定子的影響。

第五，要調整鏡板的水平，在等腰三角形穩定性的基礎上，將三角形三個頂點所對應的推力瓦當做是基準，在高程被確定之后，使用鎖定板鎖定抗重螺栓。三角形底角所對應的推力瓦用來作為調整可動點，對鏡板的水平進行調整，從而讓鏡板能夠達到技術要求。在實施水平調整的時候，可以使用框型的水平儀展開測量，避免出現鏡板和其他非調整瓦產生貼合。同時需要注意限位裝置的位移，調整水平之后，需要鎖定好底角的抗重螺栓。在鏡板得到水平調整之后，提升起推力瓦也是十分重要的工作，也是對此進行創新的出發點。在鏡板表面根據一定順序設置百分表，在等腰三角形的兩個腰線上設置同樣精度的框型水平儀，在對應項提高推力瓦。在推力瓦提升過程中，需要注意及時查看百分表以及水平儀的讀數，保證水平儀的顯示數不會出現大幅度改變。在這個過程中，要嚴格控制水平儀讀數，讀數變化不能超過0．02mm，完成調整之后將推力頭吊裝起來，確保推力頭下降的溫度不會超過每小時20℃。在推力頭溫度接近于室溫的時候，安裝卡環，若推力頭的承重允許，那么需要了測量出卡環配合間的間隙，需要保證允許塞尺通過的尺寸不會超過0．03mm。應用此方案最關鍵的就是在鏡板得到傳統的調整方法之后，使用錘擊法進行詳細的調整，這樣能夠讓檢修的時間得到控制，水平調整也不會受到人員經驗不足的影響。此方案的使用更加簡單方便，只需要在操作過程中加以控制，就能夠取得良好的效果。

2.2 軸電流破壞的檢修和維護

一般情況下，推力軸承絕緣有賴于托盤、推力頭以及鏡板之間設置的絕緣墊來實現，在主軸上也會使用接地碳刷來實現。在發生絕緣損壞的時候，發電機在開始啟動的時候，各個連接位置會發生電流突升，將會造成軸電流無法和外界接地造成環形渦電流的出現，從而讓連接設備受到侵蝕出現破壞。因此在進行檢修的時候，需要重視推力軸承的絕緣，這是十分重要的環節。另外，尤其需要關注托盤和油槽，避免推力頭和鏡板螺栓上的絕緣套受到破壞，造成軸電流破壞。

2.3 機組受到高程以及軸承中心的影響

要想保障機組能夠得到穩定的運行，需要保持絕緣和水平之后，還需要重點關注軸承中心和高程。在新設備高程和中心被完成安裝之后，需要進行的檢修和維護，需要重新校正確定相關數據。一般情況下，需要對上支持蓋以及推力頭主軸之間的距離進行調整，需要根據安裝的時候原始數據進行校正。可以通過發電機上的轉子和定子之間的孔隙對中心進行調整。其中中心位置的確定需要將涉筆水導、轉輪、上下導以及主軸這幾部分的中心穿成一條線。從另一個方面上講，如果中心位置出現了偏移，不僅會影響到盤車活動，還會讓機組運行受到嚴重影響。盤車的使用目的是為了梳理中心線，但是根據實際需要，可能會將盤車數據控制到最小的水平，從而讓其得到規范化。

高程常常需要把安裝的原始數據當做是參考值作用。然后根據托盤和鏡板兩者的距離確定機組高程，高程也要控制在適度范圍之內，高程值過高和過低都會影響到系統發生混亂。例如，高程過高將會造成機組出現不規律的振動，高程過低將會影響到推力瓦溫度，使其超過正常范圍。因此在檢修過程中，需要加強對高程、水平以及中心等問題的研究，只有經過深入刨析，才能讓維護和檢修的周期縮短。

2.4 機組軸系運行的要求

首先在進行安裝機組設備的時候，需要保證精確可靠的機組中心，在機組中的各個部分都能得到固定，并保持各個部分的中心位能夠在一條垂直線之上，同時能夠保證機組中心和旋轉中心能夠達到同一水平上。只有保證機組各個部分的間隙能夠比較均勻，才能保證水輪機的水利干擾有所緩解，讓發電機免于受到電氣干擾。

其次，在調整機組的軸線的時候，對盤車進行計算，需要做到精準定位機組旋轉中心，讓軸系運行能夠被控制好，主要控制好位置和擺度最大值，在軸系運行的時候需要綜合考慮垂直度以及直線度帶來的干擾，讓干擾程度控制到最小。最后需要積極使用高品質的軸線，需要正式旋轉體自身能夠達到標準，但是在運行機組軸線的時候，除了對轉體本身進行考慮，也需要保證和其同心的支承體能夠保證到位，也就是說需要保證立式機組中三個導軸承能夠保持著同一中心。

3 結語

在目前立式水輪發電機的結構中，推力軸承發揮著重要作用，決不能忽視推力軸承的積極作用。要想能夠做好推力軸承的檢修和維護，需要加強對于軸線彎曲和軸電流破壞問題的控制，嚴格按照要求落實檢修和維護。還需要控制機組受到高程以及軸承中心的影響，必須要嚴格執行機組軸系運行的要求。通過強化安裝和維護，保障推力軸承安全，實現發電機組的穩定和安全。