摘要：潘家口水電廠1號機推力瓦現(xiàn)為巴氏合金瓦，由于該種瓦承載能力低，合金熔點低，導(dǎo)致機組瓦溫偏高，機組限負(fù)荷運行，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。本文將對兩種瓦的性能優(yōu)劣，以及推力瓦更換前后機組在進(jìn)行狀態(tài)下各項數(shù)據(jù)比較，說明彈性金屬塑料瓦的優(yōu)越性能。

     關(guān)鍵詞：水電廠  機組  改造

    1 一號機推力瓦（即巴氏合金瓦）的現(xiàn)狀及存在的問題

    潘家口水電廠1號機組是東方電機廠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，合金熔點低等缺點，因此容易發(fā)生瓦溫過高，甚至事故停機，直至燒瓦的事故。而在我廠，推力瓦設(shè)計的單位承載能力為4.31MPa，但實際上在額定水頭下推力瓦的單位最大負(fù)荷達(dá)到4.56MPa，已超過設(shè)計的單位承載能力的5.8％。因此機組在近幾年運行中，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)常在報警溫度65℃以上運行，最高達(dá)到69.2℃，并且有逐年上升的趨勢。而巴氏合金瓦設(shè)置的停機溫度為70℃，已經(jīng)非常接近。所以1號機組不得不限負(fù)荷地運行，不僅嚴(yán)重危及機組正常、安全運行，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介：彈性金屬塑料瓦又名彈性金屬氟塑料瓦（簡稱EMP），是我國近年研制成功的（也有俄羅斯制造的），設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)新穎的新一代產(chǎn)品，具有自動較正與補償推力瓦型面的作用，在溫度場和壓力場作用下，始終維持楔形油膜的存在，確保軸承始終在流體動壓潤滑狀態(tài)下正常工作，同時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)國內(nèi)多家電站大型機組的數(shù)年連續(xù)運行證實，各項性能指標(biāo)均優(yōu)于傳統(tǒng)的巴氏合金瓦，達(dá)到國際先進(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、運行中可以波動的青銅絲網(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自潤滑性能好，摩擦系數(shù)0.04～0.08。

②不需高壓油頂起，可隨時冷熱啟動，開機靈活方便。

③停機時制動轉(zhuǎn)速可下降到額定轉(zhuǎn)速10～15%，減少風(fēng)閘磨損，解決了電機制動環(huán)磨損開裂和石棉粉污染活塞的情況。

④承載能力強，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，低速滑行時、甩各種負(fù)荷時，超額115%運轉(zhuǎn)時、以及短時間漏水或斷水時，其瓦溫仍正常，運轉(zhuǎn)可靠性好。

⑥檢修無須刮瓦，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)電機推力軸承彈性金屬塑料瓦技術(shù)條件》。

②安裝時不用改變現(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原有的電阻型測溫孔的數(shù)量不變，同時增加瓦面測溫點一個，增加測油膜厚度點一個，相應(yīng)在計算機上增加測量點。

⑤5000小時瓦面磨損量不超過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，它可以降低機組的推力瓦溫，使機組不再限負(fù)荷使用，在保證安全的的情況下充分發(fā)揮出1號機組的最大效能，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，且至今仍然無任何異常。通過以上廠家的實際使用證明：推力瓦使用彈性金屬塑料瓦在我國無論是研制開發(fā)還是生產(chǎn)都已經(jīng)是一項十分成熟的、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組的運行。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，更換工作相對容易些。因此將我廠的1號機組推力瓦更換為彈性金屬塑料瓦是可行的。

    5 更換后的試驗工作

    5.1 空載運行2小時，至瓦溫穩(wěn)定，測量各部擺度、振動及瓦溫、油溫。
    5.2 在25％，50％，75％，100％的額定出力下測量瓦溫、擺度、振動。
    5.3 正常停機（30％ne時制動）。
    5.4 熱啟動機組（停機5分鐘后啟動）。
    5.5 惰性停機（不加閘停機）。
    5.6 關(guān)閉推力軸承冷卻水運行，記錄機組運行時間，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。
    5.8 帶負(fù)荷運行72小時。
    5.9 長時間停機直接起動試驗：停機30天，在不頂轉(zhuǎn)子情況下機組直接起動升至額定負(fù)荷或不超過額定負(fù)荷的最大負(fù)荷。

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

    7 結(jié)束語

    潘家口水電廠1號機推力瓦于2004年12月更換為彈性金屬塑料瓦后，當(dāng)時帶93MW最大負(fù)荷72小時試運行，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號機由于推力瓦溫高，被迫限負(fù)荷運行的難題，提高了機組運行的安全可靠性，使機組能夠發(fā)揮最大經(jīng)濟(jì)效益。并且減少了運行時的繁瑣操作，減輕了大修時的檢修工作量。時至今天，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1號機的推力瓦更換工作取得圓滿成功。

參考文獻(xiàn)：

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