摘要：潘家口水電廠1號(hào)機(jī)推力瓦現(xiàn)為巴氏合金瓦，由于該種瓦承載能力低，合金熔點(diǎn)低，導(dǎo)致機(jī)組瓦溫偏高，機(jī)組限負(fù)荷運(yùn)行，因此有必要將巴氏合金瓦更換為性能優(yōu)越的彈性金屬塑料瓦。本文將對(duì)兩種瓦的性能優(yōu)劣，以及推力瓦更換前后機(jī)組在進(jìn)行狀態(tài)下各項(xiàng)數(shù)據(jù)比較，說(shuō)明彈性金屬塑料瓦的優(yōu)越性能。

     關(guān)鍵詞：水電廠  機(jī)組  改造

    1 一號(hào)機(jī)推力瓦（即巴氏合金瓦）的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

    潘家口水電廠1號(hào)機(jī)組是東方電機(jī)廠1979年的產(chǎn)品，于1981年投產(chǎn)發(fā)電。原推力軸承使用巴氏合金扇形瓦，由于巴氏合金瓦存在著承載能力低，合金熔點(diǎn)低等缺點(diǎn)，因此容易發(fā)生瓦溫過(guò)高，甚至事故停機(jī)，直至燒瓦的事故。而在我廠，推力瓦設(shè)計(jì)的單位承載能力為4.31MPa，但實(shí)際上在額定水頭下推力瓦的單位最大負(fù)荷達(dá)到4.56MPa，已超過(guò)設(shè)計(jì)的單位承載能力的5.8％。因此機(jī)組在近幾年運(yùn)行中，一直存在著瓦溫偏高的現(xiàn)象：春季瓦溫一般穩(wěn)定在60℃以上，夏季一般在62℃以上，經(jīng)常在報(bào)警溫度65℃以上運(yùn)行，最高達(dá)到69.2℃，并且有逐年上升的趨勢(shì)。而巴氏合金瓦設(shè)置的停機(jī)溫度為70℃，已經(jīng)非常接近。所以1號(hào)機(jī)組不得不限負(fù)荷地運(yùn)行，不僅嚴(yán)重危及機(jī)組正常、安全運(yùn)行，而且影響經(jīng)濟(jì)效益的正常發(fā)揮。

    2 彈性金屬塑料瓦的結(jié)構(gòu)和性能

    2.1 彈性金屬塑料瓦的簡(jiǎn)介：彈性金屬塑料瓦又名彈性金屬氟塑料瓦（簡(jiǎn)稱(chēng)EMP），是我國(guó)近年研制成功的（也有俄羅斯制造的），設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)新穎的新一代產(chǎn)品，具有自動(dòng)較正與補(bǔ)償推力瓦型面的作用，在溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)作用下，始終維持楔形油膜的存在，確保軸承始終在流體動(dòng)壓潤(rùn)滑狀態(tài)下正常工作，同時(shí)能防止聚四氟乙烯在空冷壓條件下的冷流，提高軸承能力，經(jīng)國(guó)內(nèi)多家電站大型機(jī)組的數(shù)年連續(xù)運(yùn)行證實(shí)，各項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu)于傳統(tǒng)的巴氏合金瓦，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，是取代巴氏合金推力瓦的理想產(chǎn)品。

    2.2 彈性金屬塑料瓦的結(jié)構(gòu)：塑料瓦是由摩擦系數(shù)很小、抗磨特性很高的聚四氟乙烯板為表面層，抗振性強(qiáng)、運(yùn)行中可以波動(dòng)的青銅絲網(wǎng)和氟塑料構(gòu)造的彈性層為中間層，鋼質(zhì)瓦基為底層所組成的新穎推力瓦材料。

    2.3 彈性金屬塑料瓦的性能：

①自潤(rùn)滑性能好，摩擦系數(shù)0.04～0.08。

②不需高壓油頂起，可隨時(shí)冷熱啟動(dòng)，開(kāi)機(jī)靈活方便。

③停機(jī)時(shí)制動(dòng)轉(zhuǎn)速可下降到額定轉(zhuǎn)速10～15%，減少風(fēng)閘磨損，解決了電機(jī)制動(dòng)環(huán)磨損開(kāi)裂和石棉粉污染活塞的情況。

④承載能力強(qiáng)，平均工作比壓為6.5～7.0MPa。比巴氏合金瓦提高了60％～70％。

⑤綜合性能優(yōu)異，能應(yīng)付各種特殊的工況如飛逸時(shí)，低速滑行時(shí)、甩各種負(fù)荷時(shí)，超額115%運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)、以及短時(shí)間漏水或斷水時(shí)，其瓦溫仍正常，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性好。

⑥檢修無(wú)須刮瓦，安裝調(diào)試方便。

⑦使用壽命大于20年。

    2.4 彈性金屬塑料瓦的技術(shù)要求：

①產(chǎn)品完全符合JB/T10180—2000《水輪發(fā)電機(jī)推力軸承彈性金屬塑料瓦技術(shù)條件》。

②安裝時(shí)不用改變現(xiàn)有安裝尺寸。

③在四塊瓦的出油邊附近沿徑向加工3個(gè)同心環(huán)，環(huán)槽深度分別為0.05、0.10、0.20mm。

④原有的電阻型測(cè)溫孔的數(shù)量不變，同時(shí)增加瓦面測(cè)溫點(diǎn)一個(gè)，增加測(cè)油膜厚度點(diǎn)一個(gè)，相應(yīng)在計(jì)算機(jī)上增加測(cè)量點(diǎn)。

⑤5000小時(shí)瓦面磨損量不超過(guò)0.05mm。  

    3 更換的必要性
    鑒于彈性金屬塑料瓦的以上特性，將我廠推力軸承的巴氏合金瓦更換為彈性金屬塑料瓦是十分必要的，它可以降低機(jī)組的推力瓦溫，使機(jī)組不再限負(fù)荷使用，在保證安全的的情況下充分發(fā)揮出1號(hào)機(jī)組的最大效能，創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益。

     4 更換的可行性
    國(guó)內(nèi)不少水電廠早在1991年就完成了將推力軸承的巴氏合金瓦更換為彈性金屬塑料瓦的工作，并取得了很好的效果，瓦溫普遍下降了10℃左右。比如：龍羊峽水電廠、安康水電廠、萬(wàn)安水電廠以及丹江口水電廠，這些廠家在91年至94年間，都先后更換了推力瓦，瓦溫普遍下降，且至今仍然無(wú)任何異常。通過(guò)以上廠家的實(shí)際使用證明：推力瓦使用彈性金屬塑料瓦在我國(guó)無(wú)論是研制開(kāi)發(fā)還是生產(chǎn)都已經(jīng)是一項(xiàng)十分成熟的、先進(jìn)的技術(shù)。它的優(yōu)越性很適用于水電廠的各種大型機(jī)組的運(yùn)行。施工中不用更改推力軸承的其它構(gòu)造，只需將12塊巴氏合金瓦更換即可，更換工作相對(duì)容易些。因此將我廠的1號(hào)機(jī)組推力瓦更換為彈性金屬塑料瓦是可行的。

    5 更換后的試驗(yàn)工作

    5.1 空載運(yùn)行2小時(shí)，至瓦溫穩(wěn)定，測(cè)量各部擺度、振動(dòng)及瓦溫、油溫。
    5.2 在25％，50％，75％，100％的額定出力下測(cè)量瓦溫、擺度、振動(dòng)。
    5.3 正常停機(jī)（30％ne時(shí)制動(dòng)）。
    5.4 熱啟動(dòng)機(jī)組（停機(jī)5分鐘后啟動(dòng)）。
    5.5 惰性停機(jī)（不加閘停機(jī)）。
    5.6 關(guān)閉推力軸承冷卻水運(yùn)行，記錄機(jī)組運(yùn)行時(shí)間，瓦溫、油溫上升情況。
    5.7 在25％，50％，75％，100％的額定出力下甩負(fù)荷，記錄各部擺度、振動(dòng)。
    5.8 帶負(fù)荷運(yùn)行72小時(shí)。
    5.9 長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)直接起動(dòng)試驗(yàn)：停機(jī)30天，在不頂轉(zhuǎn)子情況下機(jī)組直接起動(dòng)升至額定負(fù)荷或不超過(guò)額定負(fù)荷的最大負(fù)荷。

    6 試驗(yàn)后的檢查
    各種試驗(yàn)完成后，應(yīng)抽出推力瓦進(jìn)行認(rèn)真、細(xì)致地檢查，主要測(cè)量每塊瓦的瓦面磨損情況，并做好記錄。

    7 結(jié)束語(yǔ)

    潘家口水電廠1號(hào)機(jī)推力瓦于2004年12月更換為彈性金屬塑料瓦后，當(dāng)時(shí)帶93MW最大負(fù)荷72小時(shí)試運(yùn)行，推力瓦最高瓦溫僅為31.8℃，較改造前的巴氏合金瓦69.2℃降低了37.4℃，降低了54.05%，徹底解決了1號(hào)機(jī)由于推力瓦溫高，被迫限負(fù)荷運(yùn)行的難題，提高了機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性，使機(jī)組能夠發(fā)揮最大經(jīng)濟(jì)效益。并且減少了運(yùn)行時(shí)的繁瑣操作，減輕了大修時(shí)的檢修工作量。時(shí)至今天，彈性金屬塑料瓦更換已經(jīng)三年了，最高瓦溫依然穩(wěn)定在，因此可以說(shuō)1號(hào)機(jī)的推力瓦更換工作取得圓滿成功。

參考文獻(xiàn)：

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