張慶忠 周金明 龍啟剛 嚴(yán)海濤

（新疆新能發(fā)展有限責(zé)任公司檢修公司一工區(qū)，新疆 庫(kù)爾勒 841000）

制動(dòng)器在水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中承擔(dān)著機(jī)組停機(jī)的作用，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速降至額定轉(zhuǎn)速25 %時(shí)加閘制動(dòng)，時(shí)間一般在1 min以內(nèi)。如在制動(dòng)過程中出現(xiàn)異常情況，將不能保證發(fā)電機(jī)組在規(guī)定時(shí)間內(nèi)正常停機(jī)，嚴(yán)重時(shí)可造成人員傷亡、設(shè)備損壞以及經(jīng)濟(jì)損失，為保證發(fā)電機(jī)組的安全、正常運(yùn)行，必須對(duì)制動(dòng)器在工作過程中出現(xiàn)的異常和缺陷情況進(jìn)行有效的分析和研究。

1 制動(dòng)器的主要作用以及工作狀態(tài)

制動(dòng)系統(tǒng)主要有：制動(dòng)器、油、氣管路、手動(dòng)及自動(dòng)控制裝置組成。

常見的水輪機(jī)制動(dòng)為機(jī)械制動(dòng)，一般以壓縮空氣為動(dòng)力，當(dāng)壓縮氣注入活塞缸內(nèi)后頂起活塞，活塞上部是托板，制動(dòng)閘板固定在托板上，閘板上升對(duì)轉(zhuǎn)子下部制動(dòng)環(huán)產(chǎn)生摩擦阻力，降低轉(zhuǎn)速至轉(zhuǎn)子停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

制動(dòng)器一般在小型水力發(fā)電機(jī)組對(duì)稱安裝4個(gè)，大型機(jī)組最多可達(dá)幾十個(gè)。它的基本要求：不漏油、漏氣，動(dòng)作靈活，制動(dòng)后迅速正確復(fù)位。在水電廠主要承擔(dān)機(jī)組制動(dòng)，使發(fā)電機(jī)組按規(guī)定要求停機(jī)，具有操作簡(jiǎn)單、部件組成少、維護(hù)量小、狀態(tài)穩(wěn)定的特點(diǎn)，使得其在水電廠被廣泛采用。

在設(shè)備檢修時(shí)，油泵向制動(dòng)器注入壓力油可承擔(dān)頂轉(zhuǎn)子作用，檢查推力瓦，轉(zhuǎn)子大軸分解、拆卸、連軸時(shí)，制動(dòng)器起到千斤頂?shù)淖饔?，輔助檢修人員完成設(shè)備檢修工作。

機(jī)組停機(jī)時(shí)，水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)關(guān)閉，切斷了水推力，轉(zhuǎn)輪失去轉(zhuǎn)動(dòng)的水源，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速逐漸降低呈慣性旋轉(zhuǎn)，慣性下降到一定時(shí)，轉(zhuǎn)速就不能滿足機(jī)組推力瓦面油膜所需的旋轉(zhuǎn)速度，推力瓦與鏡板發(fā)生半干摩擦，缺少潤(rùn)滑油會(huì)造成推力瓦損壞，這種情況下，需盡快將機(jī)組停止，縮短推力瓦半干摩擦工況運(yùn)行時(shí)間。

可見水輪機(jī)開始停機(jī)時(shí)，即便導(dǎo)水葉已經(jīng)關(guān)閉，但由于較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，如不采取有效措施，這個(gè)階段將有一個(gè)巨大的磨損，如潤(rùn)滑不良，將導(dǎo)致燒瓦事故，必須采取可靠、靈活的制動(dòng)措施，縮短機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間。

因此，壓縮水輪發(fā)電機(jī)停止時(shí)，預(yù)防推力瓦毀壞，在規(guī)定的停止時(shí)間內(nèi)必須在較低轉(zhuǎn)動(dòng)速度區(qū)間對(duì)運(yùn)行的水輪機(jī)機(jī)組進(jìn)行持續(xù)剎車，保證機(jī)組運(yùn)行安全。

2 制動(dòng)器存在的缺陷與不足

結(jié)合我廠多年制動(dòng)器在制動(dòng)過程中出現(xiàn)的問題與缺陷分析，產(chǎn)生的具體問題有：1）制動(dòng)時(shí)，閘板與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子制動(dòng)環(huán)進(jìn)行接觸，由于摩擦產(chǎn)生熱量，制動(dòng)環(huán)長(zhǎng)期受熱，易引起制動(dòng)環(huán)材料疲勞、變形、產(chǎn)生金屬裂紋。2） 制動(dòng)時(shí)，閘板與轉(zhuǎn)子制動(dòng)環(huán)摩擦產(chǎn)生金屬顆?；蚍蹓m，隨發(fā)電機(jī)油槽內(nèi)揮發(fā)的油霧混合成油污，吸附在發(fā)電機(jī)各部表面，尤其是轉(zhuǎn)子繞組表面，影響電氣繞組散熱，絕緣效果下降，為發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行埋下隱患。3） 閘板的材料顆粒揮發(fā)到空氣中危及機(jī)組運(yùn)行及人員健康。4）制動(dòng)器上、下腔串油、串氣，引起頂起力不足，閘板下降、復(fù)位緩慢不靈活。5）管路中粉塵含量過高，引起活塞卡阻。6） 制動(dòng)時(shí)，閘板受到轉(zhuǎn)子制動(dòng)環(huán)摩擦產(chǎn)生傾斜力矩，使活塞處于向一側(cè)傾斜的推力，久而久之，密封圈受力不勻引起損傷，產(chǎn)生泄漏。

3 具體原因分析

制動(dòng)器存在缺陷的具體原因有：1） 壓縮空氣或氣管路中有較多雜質(zhì)，進(jìn)入活塞缸，活塞上、下運(yùn)動(dòng)時(shí)粉塵顆粒劃傷活塞缸壁，出現(xiàn)劃痕、溝槽，引起活塞缸上、下腔串氣。2）壓縮空氣中水分較多，活塞缸壁產(chǎn)生銹蝕、凹凸，密封性不良，導(dǎo)致活塞不靈活，出現(xiàn)卡阻。3） 制動(dòng)時(shí)，因閘板上升速度不一致導(dǎo)致受到的重量載荷不均衡，轉(zhuǎn)子制動(dòng)環(huán)內(nèi)、外圓直徑不同，產(chǎn)生的圓周速度不一致，使閘板在接觸制動(dòng)環(huán)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)力，出現(xiàn)制動(dòng)閘板表面磨損不一致。4）轉(zhuǎn)子制動(dòng)環(huán)平面凹凸不平整及摩擦受熱變形，使閘板受力不均勻，引起閘板磨損量不等而產(chǎn)生傾斜，進(jìn)一步縮短閘板使用壽命。5）活塞密封圈是橡膠材料，活塞動(dòng)作時(shí)受到磨損，引起密封效果下降，產(chǎn)生滲漏，導(dǎo)致上、下腔串氣。6） “O”形密封圈是標(biāo)準(zhǔn)件，受到擠壓變形后，不能起到密封作用，出現(xiàn)卡澀、動(dòng)作緩慢。7）日常運(yùn)行中，表現(xiàn)在停機(jī)后，制動(dòng)閘板復(fù)位慢，閘板不能及時(shí)復(fù)位，影響機(jī)組自動(dòng)運(yùn)行。

4 處理方法

4.1 提高日常運(yùn)行維護(hù)的規(guī)范程度減少粉塵影響

空壓機(jī)室應(yīng)定期安排人員進(jìn)行室內(nèi)除塵，減少空氣中的粉塵顆粒，提高壓縮空氣純潔度，尤其在新疆，當(dāng)出現(xiàn)揚(yáng)沙及沙塵時(shí)，可及時(shí)安排人員采用吸塵器對(duì)空壓機(jī)室進(jìn)行吸塵處理。另外空壓機(jī)也要定期進(jìn)行濾芯清掃工作。

4.2 加強(qiáng)儲(chǔ)氣罐氣、水分離器定檢、巡視

為防止活塞缸出現(xiàn)銹蝕，要盡量減少空氣中的水分，空氣儲(chǔ)能罐應(yīng)定期打開排污閥進(jìn)行排污、排水及雜質(zhì)清理。

4.3 提高空氣清潔度

在制動(dòng)加閘柜總進(jìn)氣閥進(jìn)口前加裝空氣濾芯，進(jìn)行二次過濾，過濾氣管路中的灰塵顆粒，防止制動(dòng)器控制電磁閥因顆?；覊m卡澀閥芯，使制動(dòng)元件無(wú)法正常工作。

4.4 疏通管道，確保暢通

機(jī)組大、小修時(shí)，對(duì)輸氣管路進(jìn)行疏通、清污工作，清除管道內(nèi)沉淀的銹蝕、雜質(zhì)，確保管路清潔、暢通。

4.5 選用合適材質(zhì)閘板

對(duì)閘板磨損情況及時(shí)檢查，硬度必須保證在HB25～HB35，表面有燒蝕應(yīng)及時(shí)更換，根據(jù)各自選用閘板的具體情況，也可翻面再次使用。

4.6 提高檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)，提升維護(hù)質(zhì)量

制動(dòng)器回裝時(shí)，活塞進(jìn)氣口、密封槽、活塞環(huán)槽應(yīng)均勻涂抹潤(rùn)滑油（透平油），密封條、“O”形圈在安裝時(shí)，必須謹(jǐn)慎、細(xì)致，不能扭曲及損傷表面，活塞落入活塞缸時(shí)，涂抹潤(rùn)滑油，用銅棒輪換輕敲對(duì)稱4點(diǎn)，讓活塞緩慢下降落入活塞缸，防止用力過大，使活塞缸壁內(nèi)圓棱角刮傷“O”形圈或直接切除部分“O”形圈材料，使“O”形圈報(bào)廢，造成重新裝配，而如未及時(shí)發(fā)現(xiàn)損傷，將對(duì)制動(dòng)器的正常工作埋下隱患。

安裝就位后，通入工作氣壓做動(dòng)作試驗(yàn)，觀察活塞上升、下降情況，應(yīng)靈活、迅速，復(fù)位正確，如無(wú)異常，可作耐壓試驗(yàn)，氣壓提升至工作壓力1.25倍，30 min后壓力無(wú)明顯下降，各部接口無(wú)泄漏。

機(jī)組停機(jī)超過72 h，再次開機(jī)時(shí)，進(jìn)行頂轉(zhuǎn)子，使上導(dǎo)油槽內(nèi)的透平油進(jìn)入推力軸承瓦面，保持30 s，充分潤(rùn)滑推力軸承瓦面，使推力瓦與鏡板間重新建立油膜，建立良好可靠的運(yùn)行狀態(tài)。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，制動(dòng)器在電力生產(chǎn)中占有非常重要的地位，工作過程中一旦出現(xiàn)制動(dòng)不靈活的各類（卡澀、失靈、不動(dòng)作）情況，將對(duì)人身、設(shè)備產(chǎn)生危害，要引起全面重視，結(jié)合制動(dòng)器的各自特點(diǎn)，通過具體分析，完善檢修工藝及標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，有針對(duì)性地進(jìn)行檢查、維護(hù)，重點(diǎn)是設(shè)備日常的巡視檢查，通過具體的措施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常狀態(tài)，以保證杜絕制動(dòng)器各類問題，為電力生產(chǎn)奠定安全、堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。