引言

 

水电作为一种清洁能源，在保障社会生产和生活用电的同时，在减少碳排放、建设生态文明方面发挥着重要作用。水轮发电机组的正常运行对电网的稳定至关重要。一旦故障导致事故停止，可能导致电网频率波动，也可能造成巨大的经济损失。推力瓦作为水轮发电机组的重要组成部分之一，在实际运行过程中，受各种因素影响，容易导致推力瓦温度升高，推力瓦温度升高必然导致其他连锁反应，导致整个水轮发电机无法使用，对安全生产和生产效率起负面作用。因此，本文结合实际工程案例，对水轮发电机组推力瓦燃烧现象进行了分析和总结。

 

1水轮发电机组推力瓦烧瓦诱因

 

推力瓦是水轮发电机组不可缺少的关键部件之一，通过水轮发电机组的运行、使用和维护总结可以看出。推力瓦产品生产制造技术缺陷因素、设备安装环节等质量问题、设备自然磨损、运行环境恶劣、管理水平因素通常是导致推力瓦燃烧损坏的原因。

 

在水轮发电机组的具体运行过程中，推力瓦与镜板之间通常应充满一定厚度的均匀油膜油脂等物质。一旦某个特定位置的油膜厚度受损变化，通常会导致瓦面与镜板面在接触过程中无法得到充分的润滑保护，进而导致干摩擦或半液摩擦。之后，推力瓦的实际温度会迅速升高，油膜的粘度会持续下降。因此，水轮发电机组设备的运行条件也会显著恶化[1]。一旦推力瓦实际处于温度材料熔点，推力瓦组件就会开始燃烧，热量就会通过连续旋件燃烧，进而产生更严重的后果。

 

2工程概况

 

推力轴承作为水轮发电机的核心部件之一，主要承受机组旋转部分的重量和水流产生的所有推力，负荷往往相对较大，其工作性能直接影响水轮发电机的长期、安全、可靠运行，推力轴承油循环冷却系统是确保推力轴承安全可靠运行的关键。油循环冷却系统较差，会直接导致推力瓦温度过高，甚至可能导致烧瓦。为了保证机组的安全可靠运行，通常根据机组的特点进行有针对性的分析，并采取有效措施降低推力瓦的温度。

 

某水电站承担电力系统调峰、填谷、调频、调相、紧急事故备用。电站规划装机规模2400mw，分近期和长期施工。安装了3台单轴单速混流可逆泵水轮机-发电电动机组，是中国第一台容量最大、转速最高的国产蓄能电站机组。

 

水电站推力轴承位于转子上方，安装在机架中心体上方的油箱内，采用分体结构。推力轴承主要由推力头、镜板、弹性油箱、推力油箱、推力瓦等组成。推力轴承共12块瓦，采用可交换、易于运行和维护的双层结构，薄瓦瓦面材料为巴氏合金瓦。推力轴承采用单波纹弹簧油箱支撑结构，安装调整方便，机组运行时能自动平衡瓦间负荷，保证每块瓦的负荷均匀性不超过3%、瓷砖倾斜灵活，能更好地控制瓷砖的变形[2]。冷却方式为泵外循环冷却；机组配备高压油顶装置，便于机组启停过程形成可靠的润滑膜；油槽盖采用接触式油挡，油挡顶部设有刷子，进一步防止油雾逸出。

 

3水轮发电机组推力瓦温偏高分析及处理

 

3.1推力轴承瓦温情况

 

水电站1号机组运行时，发电机工况推力油槽热油温度为33℃，推力瓦温度为66.5℃~76.1℃，抽水工况推力油槽热油温度为32.4℃，推力瓦温度为69℃~74.7℃。推力瓦型面为平面。2号机组安装时，推力瓦型面现场处理，发电工况推力油槽热油温度为31.8℃，推力瓦温度为50.7℃~58.9℃；在启机过程中，最高瓦温达65℃；抽水条件推力油槽热油温度为33.1℃，推力瓦温度为63.3℃~72.8℃，启动过程中最高瓦温为78℃，最高瓦温为80℃[3]。

 

3.2推力瓦温偏高原因分析

 

根据1号机组的数据，即使油温较低，瓦温也较高，每瓦温差较大。分析推力瓦温差较大的原因，确定可能有以下原因：

 

(1)推力瓦间导流板间隙过小导致导流板卡涩，导致推力瓦无法自调，使瓦温升高。

 

(2)瓦托限位销间隙小，使推力瓦调节范围小，导致瓦温高。

 

（3）弹性油箱高度偏差大，导致推力瓦温差大；

 

(4)温度计测点位置偏差较大，导致各推力瓦温度数据偏差较大；

 

(5)推力瓦表面导致进出油不畅，导致推力瓦未形成最佳油膜，使瓦温升高。

 

3.3推力瓦温偏高处理

 

3.3.1处理前检查

 

（1）检查各导流板与相应推力瓦之间的间隙是否灵活，测量导流板与瓦托槽之间的实际间隙；

 

（2）检查每个瓦托在径向和轴向上是否有活动余量，测量瓦托与限位销之间的实际间隙；

 

(3)测量计算弹性油箱各支撑面高差；

 

(4)取出温度计前，检查温度计深推力瓦尺寸；

 

(5)取出推力瓦后，测量各薄瓦的厚度。

 

3.3.2检查情况

 

（1）12块导流板和推力瓦托可自由滑动，无卡滞现象，实际测量间隙数据不低于设计尺寸；

 

（2）12块瓦托在径向、轴向上均有活动余量，活动量符合设计安装要求；

 

（3）弹性油箱支撑面与推力瓦面高差小于0.05mm，整体平面度符合要求；

 

(4)温度计上自己的加工止口，即深推力瓦尺寸一致；

 

(5)推力瓦取出后厚度测量数据偏差低，符合设计安装要求[4]。

 

3.3.3处理方案

 

根据瓦温数据和检查数据分析，制定以下处理方案：

 

(1)取出导流板进行打磨，以增加其与瓦托槽的间隙，提高瓦托自调节程度；

 

(2)对1号机组薄瓦型面进出油边进行打磨，瓦面两侧进出油边为楔形过渡，以合理分配载荷，控制瓦温和温差。

 

（3）更换进出油边加工的备品瓦，更换前测量备品瓦厚度，确保推力瓦上平面整体平面度不超过0.05mm。

 

4处理结果

 

1号、2号机组对导流板机推力瓦表面进出油边处理后，推力瓦温度明显有效降低，各瓦温差也相应降低。1号机组的最高瓦温为63.3℃；2号机组的最高瓦温为51.5℃。振动、摆度、油温、瓦温等一切正常。

 

根据处理前后1号、2号机组推力轴承瓦温分析，确定导流板与推力轴承瓦托槽间隙小，推力瓦进出油边无楔形过渡，过渡小是瓦温高的原因。确定推力瓦进出油边成型质量是影响推力瓦温度的重要因素。

 

结束语

 

综上所述，在水电站运行中，水轮机推力瓦温度在满负荷下难以控制在正常温度范围内。一旦超过报警温度，可能导致烧瓦，破坏发电机组结构，给电站带来巨大的经济损失。因此，有必要分析烧瓦的原因，并提出相应的处理措施，确保水轮发电机组的正常运行。