楊佳佳

（中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司機(jī)電安裝事業(yè)部，云南 昆明 650032）

1 引言

廣東陽(yáng)江抽水蓄能電站位于廣東省陽(yáng)春市與電白縣交界處的八甲山區(qū)，地理位置處于廣州～湛江粵西片的中部，直線距廣州市230 km，距陽(yáng)春市50 km，距陽(yáng)江市60 km。電站建成后，將服務(wù)廣東電網(wǎng)，承擔(dān)電力系統(tǒng)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相及緊急事故備用。電站規(guī)劃裝機(jī)規(guī)模2 400 MW，分近、遠(yuǎn)兩期建設(shè)，均安裝3臺(tái)單級(jí)立軸單轉(zhuǎn)速混流可逆式水泵水輪機(jī)-發(fā)電電動(dòng)機(jī)機(jī)組，為國(guó)內(nèi)首臺(tái)單機(jī)容量最大、轉(zhuǎn)速最高的國(guó)產(chǎn)蓄能電站機(jī)組。中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司負(fù)責(zé)機(jī)組安裝。

2 陽(yáng)蓄電站發(fā)電電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)

陽(yáng)蓄電站發(fā)電電動(dòng)機(jī)為三相豎軸空冷懸吊式可逆式同步電機(jī)，主要參數(shù)如表1所示。

表1 陽(yáng)蓄電站發(fā)電電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)

3 陽(yáng)蓄電站推力軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

陽(yáng)蓄電站推力軸承位于轉(zhuǎn)子上方，安裝在上機(jī)架中心體上方的油槽內(nèi)，采用分體結(jié)構(gòu)。發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)三維示意圖如圖1所示。

圖1 發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)三維示意圖

推力軸承主要由推力頭、鏡板、彈性油箱、推力油槽、推力瓦等組成。推力軸承共12塊瓦，采用可以互換、便于運(yùn)行維護(hù)的雙層結(jié)構(gòu)，薄瓦瓦面材料為巴氏合金瓦。推力軸承采用單波紋彈簧油箱支撐結(jié)構(gòu)，見圖 2所示，彈性油箱具有安裝調(diào)整方便、機(jī)組運(yùn)行過程中自動(dòng)平衡瓦間負(fù)荷的能力，保證各塊瓦的負(fù)荷均勻度不大于3%、瓦的傾斜靈活，并能較好地控制瓦的變形。冷卻方式為外加泵外循環(huán)冷卻；機(jī)組配置高壓油頂起裝置，便于機(jī)組啟動(dòng)及停機(jī)過程形成可靠的潤(rùn)滑油膜；油槽蓋采用接觸式油擋，油擋頂部設(shè)有毛刷，進(jìn)一步防止油霧逸出。推力軸承結(jié)構(gòu)三維示意圖如圖 3所示。

圖2 單波紋彈性油箱結(jié)構(gòu)三維示意圖

圖3 推力軸承結(jié)構(gòu)三維示意圖

表2 推力軸承參數(shù)

4 推力軸承瓦溫偏高分析及處理

4.1 推力軸承瓦溫情況

陽(yáng)蓄1號(hào)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)工況推力油槽熱油溫度33℃，推力瓦溫66.5℃～76.1℃，抽水工況推力油槽熱油溫度32.4℃，推力瓦溫69℃～74.7℃。推力瓦型面為平面。

陽(yáng)蓄2號(hào)機(jī)組安裝時(shí)現(xiàn)場(chǎng)處理推力瓦型面，發(fā)電工況推力油槽熱油溫度31.8℃，推力瓦溫50.7℃～58.9℃；在啟機(jī)過程中最高瓦溫達(dá)65℃；抽水工況推力油槽熱油溫度33.1℃，推力瓦溫63.3℃～72.8℃，在啟機(jī)過程中最高瓦溫達(dá)78℃，進(jìn)行工況轉(zhuǎn)換試驗(yàn)時(shí)，最高瓦溫達(dá)80℃。

4.2 推力瓦溫偏高原因分析

從1號(hào)機(jī)組各項(xiàng)數(shù)據(jù)看出，即使油溫較低，但瓦溫卻較高，而且各瓦溫差較大。對(duì)造成推力瓦溫差較大進(jìn)行分析，確定可能有以下原因：

（1）推力瓦間導(dǎo)流板間隙過小致使導(dǎo)流板卡澀，導(dǎo)致推力瓦無(wú)法進(jìn)行自調(diào)節(jié)使瓦溫升高，導(dǎo)流板示意圖如圖4所示；

圖4 推力瓦間導(dǎo)流板

（2）瓦托限位銷間隙較小使推力瓦調(diào)節(jié)范圍小導(dǎo)致瓦溫較高，瓦托限位銷示意圖如圖5所示；

圖 5 瓦托限位銷

（3）彈性油箱高度偏差較大，導(dǎo)致推力瓦溫差較大；

（4）溫度計(jì)測(cè)點(diǎn)位置偏差較大，導(dǎo)致所測(cè)的各推力瓦溫度數(shù)據(jù)偏差較大；

（5）推力瓦型面導(dǎo)致進(jìn)出油不順暢，導(dǎo)致推力瓦未形成最佳油膜使瓦溫升高，推力瓦型面如圖6所示。

圖6 推力瓦型面示意圖

4.3 推力瓦溫偏高處理

（1）處理前檢查

1）檢查各導(dǎo)流板與相應(yīng)推力瓦間隙是否靈活無(wú)卡滯，并測(cè)量導(dǎo)流板與瓦托槽實(shí)際間隙；

2）檢查各瓦托在徑向、周向是否有活動(dòng)余量，并測(cè)量瓦托與限位銷實(shí)際間隙；

3）測(cè)量計(jì)算彈性油箱各個(gè)支撐面高差；

4）溫度計(jì)取出前檢查溫度計(jì)深入推力瓦尺寸；

5）推力瓦取出后測(cè)量各薄瓦厚度。

（2）檢查情況

1）12塊導(dǎo)流板與推力瓦托均可以自由滑動(dòng)無(wú)卡滯現(xiàn)象，且實(shí)際測(cè)量間隙數(shù)據(jù)不低于設(shè)計(jì)尺寸；

2）12塊瓦托在徑向、軸向均有活動(dòng)余量，活動(dòng)量符合設(shè)計(jì)安裝要求；

3）彈性油箱支撐面及推力瓦面高差低于0.05 mm，整體平面度符合要求；

4）溫度計(jì)上自身加工止口，即深入推力瓦尺寸一致；

5）推力瓦取出后厚度測(cè)量數(shù)據(jù)偏差較低、符合設(shè)計(jì)安裝要求。

（3）處理方案

根據(jù)瓦溫?cái)?shù)據(jù)及檢查數(shù)據(jù)分析，制定以下處理方案：

1）取出導(dǎo)流板進(jìn)行打磨以增加其與瓦托槽間隙，提高瓦托自調(diào)節(jié)程度；

2）對(duì)1號(hào)機(jī)組薄瓦型面進(jìn)出油邊進(jìn)行打磨處理，瓦面兩側(cè)進(jìn)出油邊為楔形過渡，以合理分布載荷及控制瓦溫、溫差，打磨尺寸按圖7進(jìn)行；

圖7 推力軸承瓦進(jìn)出油邊處理尺寸

3）對(duì)2號(hào)機(jī)組使用已對(duì)進(jìn)出油邊進(jìn)行加工處理的備品瓦進(jìn)行更換，更換前對(duì)備品瓦厚度進(jìn)行測(cè)量，保證更換后推力瓦上平面整體平面度不超過0.05 mm。

5 處理結(jié)果

1號(hào)、2號(hào)機(jī)組通過對(duì)導(dǎo)流板機(jī)推力瓦型面進(jìn)出油邊處理后，推力瓦溫度得到明顯有效的降低，且各瓦溫差也相應(yīng)減小。1號(hào)機(jī)組最高瓦溫為63.3℃；2號(hào)機(jī)組最高瓦溫為51.5℃。機(jī)組振動(dòng)、擺度、油溫、瓦溫等一切正常。

陽(yáng)蓄電站1號(hào)、2號(hào)機(jī)組推力瓦處理后瓦溫對(duì)比見表3。

表3 推力瓦處理后瓦溫

根據(jù)處理前后1號(hào)、2號(hào)機(jī)組推力軸承瓦溫分析，確定導(dǎo)流板與推力軸承瓦托槽間隙較小和推力瓦型面進(jìn)出油邊無(wú)楔形過渡、過渡較小是造成瓦溫較高的原因，認(rèn)定推力瓦型面進(jìn)出油邊成型質(zhì)量是影響推力瓦溫的重要因素。

6 結(jié)語(yǔ)

陽(yáng)蓄電站1號(hào)、2號(hào)機(jī)組推力瓦溫較高的問題分析及處理結(jié)果表明，推力瓦自調(diào)節(jié)范圍和瓦型面進(jìn)出油邊型式是影響瓦溫的重要因素，改變推力瓦型面進(jìn)出油邊型式以及增加推力瓦托槽與導(dǎo)流板間隙、進(jìn)出油邊楔角，推力瓦溫都能得到較好的改善。因此需要重點(diǎn)考慮高水頭、高轉(zhuǎn)速、大容量機(jī)組推力軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)其溫度的影響，為后續(xù)此類型機(jī)組提供可靠的參考。