彈性金屬塑料軸瓦在臥式水輪機上的應(yīng)用

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波水電站位于湖南省資興市波水鄉(xiāng),是資興市地方電網(wǎng)的主力骨干電站,在電網(wǎng)中起調(diào)頻、調(diào)峰作用。電站原裝機3×2000kW(水輪機型號:HL160-WJ-60,發(fā)電機型號:SFW2000-6/1430)為臥式水輪發(fā)電機組。電站于1993年12月相繼投入運行。三臺機組軸瓦采用傳統(tǒng)的巴氏合金瓦。由于制造廠家在機組設(shè)計、制造工藝上的缺陷,導(dǎo)致機組運行軸瓦溫度過高,特別是2號和3號機組尤為突出,為此不得不長期低負(fù)荷運行。同時在正常運行時,特別是在電網(wǎng)事故甩負(fù)荷情況下,常發(fā)生機組燒瓦事故(瓦溫表指示59℃時)。在投運幾年來(1993~1999年),由于燒瓦事故造成的檢修次數(shù)為1~2次/月,從而造成電站檢修成本過高,檢修工期過長,嚴(yán)重影響電站的安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行。
    為了改變這種被動檢修的局面,1998年電站更換了不能運行(由于軸溫過高)的2號機組軸瓦,并對存在同樣情況的3號機組進行了技術(shù)改造。同時對三臺機組軸瓦冷卻器技術(shù)供水系統(tǒng)進行了改造。但改造后,三臺機組軸瓦瓦溫過高的問題仍未得到解決,特別是在夏季高溫天氣,機組常常以50%的低出力運行。
    為了解決這一問題,電站通過技術(shù)咨詢和考察,于1999年11月20日首先對3號機組進行軸瓦改造。
    1 彈性金屬塑料軸瓦的更換
    該站的三臺臥式水輪機組,發(fā)電機推力瓦為10塊,前軸徑瓦和推力瓦同在一個油槽共用一套冷卻系統(tǒng)。為了安全、可靠的換瓦,電站提供了機組的推力瓦、前軸徑瓦的結(jié)構(gòu)圖和有關(guān)資料。彈性金屬塑料軸瓦由哈爾濱伊高光電技術(shù)有限公司制造安裝。該公司與電站雙方技術(shù)人員密切配合進行了換瓦工作。
    (1) 為了保證機組的中心不變,必須保證推力瓦與推力盤、前軸徑瓦與大軸的間隙不變,因此,在吊拆前軸徑瓦、推力瓦時對各瓦的間隙進行了測量記錄。前軸徑瓦、推力瓦吊拆后,軸承支座不解體。
    (2) 前軸徑瓦、推力瓦的更換:根據(jù)測量記錄,按原有間隙將推力瓦、前軸徑瓦整體更換。為了確保機組換瓦后的安全運行,在換瓦過程中,對機組的安裝軸線進行了調(diào)整。
    2 試運行
    (1) 空載試驗:空載試運行2h后,前軸徑瓦、推力瓦瓦溫基本穩(wěn)定,前軸徑瓦、推力瓦瓦溫分別為41℃、40.5℃。
    (2) 帶負(fù)荷試運行:將機組并入系統(tǒng),帶1150kW負(fù)荷運行3h后,前軸徑瓦、推力瓦瓦溫基本穩(wěn)定,此時溫度分別為48℃、46.5℃接著帶滿負(fù)荷2000kW運行38h,瓦溫穩(wěn)定在46℃、44℃以下。
    (3) 不同環(huán)境溫度下前軸徑瓦、推力瓦瓦溫:更換該塑料瓦后,1999年11月正式投運至2000年5月其運行溫度在環(huán)境溫度時,均分別保持在47℃和45℃以下(詳見表1)。
    表1 不同環(huán)境溫度下前軸徑瓦、推力瓦瓦溫的比較
    時間 環(huán)境溫度(℃) 運行工況(kW) 前軸徑瓦溫(℃) 推力瓦溫(℃)
    2000/01/31 18 1950 39.0 36.0
    2000/02/23 18 1900 40.0 38.0
    2000/04/29 23.5 1900 47.0 45.0
    2000/05/06 27 1800 47.0 45.0
    (4) 1、2號機前軸徑瓦、推力瓦的更換:通過3號機換瓦后的運行情況,表明該塑料瓦更換是成功的可行的,于是在2000年7月,電站對1、2號機組前軸徑瓦、推力瓦也進行了更換,運行1年(2000年7月~2001年7月)來,運行瓦溫變化情況與3號機組瓦溫變化情況一致。
    3 結(jié)束語
    波水電站三臺機組的前軸徑瓦、推力瓦更換為彈性金屬塑料瓦(聚四氟乙烯塑料瓦)后,電站燒瓦停機事故下降為零,影響電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的機組軸瓦瓦溫過高,容易造成機組燒瓦事故的缺陷得到了徹底解決。
    從更換后的運行情況看,彈性金屬塑料瓦的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
    (1) 在相同的工況下運行時,瓦溫比原來降低約10℃。這樣使得軸瓦事故率大為下降。
    (2) 該塑料瓦與鏡板的摩擦系數(shù)僅為巴氏合金的35%~50%,這不僅使盤車省事、省力,而且降低了推力軸承的磨損速度。
    (3) 該塑料瓦不需研刮,從而減輕了勞動強度,縮短了檢修工期。
    總而言之,波水電站三臺機組軸瓦的成功改造,提高了機組的健康水平,特別是對臥式機組應(yīng)用彈性金屬塑料瓦改造傳統(tǒng)的巴氏合金軸瓦提供了成功經(jīng)驗。