摘要：潘家口水电厂1号机推力瓦现为巴氏合金瓦，由于该种瓦承载能力低，合金熔点低，导致机组瓦温偏高，机组限负荷运行，因此有必要将巴氏合金瓦更换为性能优越的弹性金属塑料瓦。本文将对两种瓦的性能优劣，以及推力瓦更换前后机组在进行状态下各项数据比较，说明弹性金属塑料瓦的优越性能。
关键词：水电厂 机组 改造
1 一号机推力瓦（即巴氏合金瓦）的现状及存在的问题
潘家口水电厂1号机组是东方电机厂1979年的产品，于1981年投产发电。原推力轴承使用巴氏合金扇形瓦，由于巴氏合金瓦存在着承载能力低，合金熔点低等缺点，因此容易发生瓦温过高，甚至事故停机，直至烧瓦的事故。而在我厂，推力瓦设计的单位承载能力为4.31MPa，但实际上在额定水头下推力瓦的单位最大负荷达到4.56MPa，已超过设计的单位承载能力的5.8％。因此机组在近几年运行中，一直存在着瓦温偏高的现象：春季瓦温一般稳定在60℃以上，夏季一般在62℃以上，经常在报警温度65℃以上运行，最高达到69.2℃，并且有逐年上升的趋势。而巴氏合金瓦设置的停机温度为70℃，已经非常接近。所以1号机组不得不限负荷地运行，不仅严重危及机组正常、安全运行，而且影响经济效益的正常发挥。
2 弹性金属塑料瓦的结构和性能
2.1 弹性金属塑料瓦的简介：弹性金属塑料瓦又名弹性金属氟塑料瓦（简称EMP），是我国近年研制成功的（也有俄罗斯制造的），设计合理、结构新颖的新一代产品，具有自动较正与补偿推力瓦型面的作用，在温度场和压力场作用下，始终维持楔形油膜的存在，确保轴承始终在流体动压润滑状态下正常工作，同时能防止聚四氟乙烯在空冷压条件下的冷流，提高轴承能力，经国内多家电站大型机组的数年连续运行证实，各项性能指标均优于传统的巴氏合金瓦，达到国际先进水平，是取代巴氏合金推力瓦的理想产品。
2.2 弹性金属塑料瓦的结构：塑料瓦是由摩擦系数很小、抗磨特性很高的聚四氟乙烯板为表面层，抗振性强、运行中可以波动的青铜丝网和氟塑料构造的弹性层为中间层，钢质瓦基为底层所组成的新颖推力瓦材料。
2.3 弹性金属塑料瓦的性能：①自润滑性能好，摩擦系数0.04～0.08。②不需高压油顶起，可随时冷热启动，开机灵活方便。③停机时制动转速可下降到额定转速10～15%，减少风闸磨损，解决了电机制动环磨损开裂和石棉粉污染活塞的情况。④承载能力强，平均工作比压为6.5～7.0MPa。比巴氏合金瓦提高了60％～70％。⑤综合性能优异，能应付各种特殊的工况如飞逸时，低速滑行时、甩各种负荷时，超额115%运转时、以及短时间漏水或断水时，其瓦温仍正常，运转可靠性好。⑥检修无须刮瓦，安装调试方便。⑦使用寿命大于20年。
2.4 弹性金属塑料瓦的技术要求：①产品完全符合JB/T10180—2000《水轮发电机推力轴承弹性金属塑料瓦技术条件》。②安装时不用改变现有安装尺寸。③在四块瓦的出油边附近沿径向加工3个同心环，环槽深度分别为0.05、0.10、0.20mm。④原有的电阻型测温孔的数量不变，同时增加瓦面测温点一个，增加测油膜厚度点一个，相应在计算机上增加测量点。⑤5000小时瓦面磨损量不超过0.05mm。
3 更换的必要性
鉴于弹性金属塑料瓦的以上特性，将我厂推力轴承的巴氏合金瓦更换为弹性金属塑料瓦是十分必要的，它可以降低机组的推力瓦温，使机组不再限负荷使用，在保证安全的的情况下充分发挥出1号机组的最大效能，创造最大的经济效益。
4 更换的可行性
国内不少水电厂早在1991年就完成了将推力轴承的巴氏合金瓦更换为弹性金属塑料瓦的工作，并取得了很好的效果，瓦温普遍下降了10℃左右。比如：龙羊峡水电厂、安康水电厂、万安水电厂以及丹江口水电厂，这些厂家在91年至94年间，都先后更换了推力瓦，瓦温普遍下降，且至今仍然无任何异常。通过以上厂家的实际使用证明：推力瓦使用弹性金属塑料瓦在我国无论是研制开发还是生产都已经是一项十分成熟的、先进的技术。它的优越性很适用于水电厂的各种大型机组的运行。施工中不用更改推力轴承的其它构造，只需将12块巴氏合金瓦更换即可，更换工作相对容易些。因此将我厂的1号机组推力瓦更换为弹性金属塑料瓦是可行的。
5 更换后的试验工作
5.1 空载运行2小时，至瓦温稳定，测量各部摆度、振动及瓦温、油温。
5.2 在25％，50％，75％，100％的额定出力下测量瓦温、摆度、振动。
5.3 正常停机（30％ne时制动）。
5.4 热启动机组（停机5分钟后启动）。
5.5 惰性停机（不加闸停机）。
5.6 关闭推力轴承冷却水运行，记录机组运行时间，瓦温、油温上升情况。
5.7 在25％，50％，75％，100％的额定出力下甩负荷，记录各部摆度、振动。
5.8 带负荷运行72小时。
5.9 长时间停机直接起动试验：停机30天，在不顶转子情况下机组直接起动升至额定负荷或不超过额定负荷的最大负荷。
6 试验后的检查
各种试验完成后，应抽出推力瓦进行认真、细致地检查，主要测量每块瓦的瓦面磨损情况，并做好记录。
7 结束语
潘家口水电厂1号机推力瓦于2004年12月更换为弹性金属塑料瓦后，当时带93MW最大负荷72小时试运行，推力瓦最高瓦温仅为31.8℃，较改造前的巴氏合金瓦69.2℃降低了37.4℃，降低了54.05%，彻底解决了1号机由于推力瓦温高，被迫限负荷运行的难题，提高了机组运行的安全可靠性，使机组能够发挥最大经济效益。并且减少了运行时的繁琐操作，减轻了大修时的检修工作量。时至今天，弹性金属塑料瓦更换已经三年了，最高瓦温依然稳定在，因此可以说1号机的推力瓦更换工作取得圆满成功。
参考文献：
[1]王建忠，卢进玉.葛洲坝电厂水轮发电机组技术改造简述[J].水力发电.2002(6).
[2].王保成，王威.水轮发电机使用弹性金属塑料推力瓦应注意的问题[J].水力发电.2008.(06).
|
85597153
