摘要：本文簡(jiǎn)要回顧總結(jié)了富春江水電廠推力軸承彈性金屬塑料瓦的應(yīng)用情況，闡述了塑料瓦的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出了一些建議。 關(guān)鍵詞：塑料瓦　應(yīng)用 1　引言 我廠是上世紀(jì)50年代后期由我國(guó)自行設(shè)計(jì)和建設(shè)的低水頭河床式電站，裝有5臺(tái)單機(jī)60MW的軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量300MW，1968年12月臺(tái)機(jī)組發(fā)電，至1977年4月5臺(tái)機(jī)組全部投產(chǎn)。電廠的多年平均發(fā)電量為9.23億度，年利用小時(shí)數(shù)3100小時(shí)，主要擔(dān)負(fù)華東電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻及事故備用任務(wù)。由于歷史的原因，我廠的機(jī)組來(lái)自三國(guó)四方，也即三個(gè)國(guó)家四個(gè)制造廠，因此機(jī)組的形式不同，發(fā)電機(jī)推力軸承的結(jié)構(gòu)也不一樣。但當(dāng)時(shí)所用的推力瓦全部為巴氏合金瓦，即鎢金瓦。從1995年4月至1997年1月，我廠陸續(xù)將5臺(tái)機(jī)推力軸承的鎢金瓦改成了彈性金屬塑料瓦（以下簡(jiǎn)稱塑料瓦），塑料瓦在我廠運(yùn)行時(shí)間Z長(zhǎng)的已快10年，Z短的也有7年。實(shí)踐證明，塑料瓦在我廠的應(yīng)用總體上是成功的，值得回顧總結(jié)。 2　發(fā)電機(jī)及推力軸承主要技術(shù)規(guī)范及說(shuō)明 4、5號(hào)發(fā)電機(jī)特傘式指推力軸承位于水輪機(jī)內(nèi)頂蓋之上。1號(hào)發(fā)電機(jī)的推力軸承和發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子分別在1986年和2001至2002年進(jìn)行了技術(shù)改造，改造承包單位為哈爾濱電機(jī)廠。其中推力軸承改造的原因是原蘇聯(lián)制造的彈性油箱破裂漏油，改造后彈性油箱支撐型式由抗重螺絲支柱式改為了平面環(huán)型支撐內(nèi)設(shè)抗重螺絲的支撐型式，實(shí)際新的推力抗重螺絲從未使用。 3　塑料瓦的使用情況 3.1　鎢金瓦使用情況的簡(jiǎn)要回顧 我廠為承擔(dān)調(diào)峰、調(diào)頻及事故備用的任務(wù)，需要機(jī)組頻繁地開機(jī)、停機(jī)，鎢金瓦在開停機(jī)過(guò)程中經(jīng)常處于干磨或半干磨的狀態(tài)，瓦面極易磨損。同時(shí)，面對(duì)地處南方夏季高溫、洪水季節(jié)河道垃圾經(jīng)常堵塞冷卻系統(tǒng)管路致使冷卻水量不足甚至中斷的情況，鎢金瓦的運(yùn)行溫度總是偏高，有時(shí)不得不使機(jī)組限負(fù)荷運(yùn)行甚至停機(jī)，鎢金瓦燒瓦的現(xiàn)象也曾有發(fā)生。如1976年7月，5號(hào)機(jī)的法國(guó)原產(chǎn)鎢金瓦因冷卻器效果差，瓦溫偏高而將全部10塊瓦的3mm厚的巴氏合金幾乎全部燒損。1981年，4、5號(hào)機(jī)的鎢金瓦由法國(guó)產(chǎn)改為國(guó)產(chǎn)，運(yùn)行情況有所好轉(zhuǎn)，但瓦溫偏高的問(wèn)題一直存在。1993年2月13日，5號(hào)機(jī)在運(yùn)行中，由于在推力循環(huán)油管刷油漆的民工誤將循環(huán)油管的閥門關(guān)閉，也導(dǎo)致了10塊鎢金瓦不同程度的燒損，油槽油漆變色，鏡板拉毛。即使在正常運(yùn)行，并且5臺(tái)機(jī)都配有高壓油頂起裝置的情況下，瓦面的磨損也要求在機(jī)組每年的檢修中對(duì)鎢金瓦進(jìn)行一次修刮。 3.2　塑料瓦的應(yīng)用 為了解決鎢金瓦存在的一系列問(wèn)題，提高推力軸承長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，根據(jù)塑料瓦在我國(guó)部分水電廠成功應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，我廠從1995年起，先后對(duì)5臺(tái)機(jī)的鎢金瓦推力軸承進(jìn)行了技術(shù)改造，采用了由不同國(guó)家及制造廠生產(chǎn)的塑料瓦，使用情況如表二： 注①塑料瓦的運(yùn)行小時(shí)是指塑料瓦投用后至2003年9月30日的統(tǒng)計(jì)時(shí)間，機(jī)組的開停機(jī)次數(shù)也指這一時(shí)段而言； 注②表中所列瓦溫油溫是指正常情況而言； 注③塑料瓦的磨損量指機(jī)組Z近一次檢修時(shí)抽瓦檢查所測(cè)的瓦平均厚度與新瓦時(shí)的平均厚度之差。 表中瓦溫用BTS-180感溫頭測(cè)量，由于不同機(jī)組瓦的測(cè)溫位置有所不同，鎢金瓦與塑料瓦的導(dǎo)熱性能有差別，這些溫度值不能作為精確比較的依據(jù)，但足以定性反映出使用塑料瓦后的效果。從瓦面磨損量看，4、5號(hào)機(jī)俄羅斯產(chǎn)塑料瓦的磨損比其它機(jī)嚴(yán)重。每年4、5號(hào)機(jī)檢修打開推力軸承油槽時(shí)，均可發(fā)現(xiàn)油槽內(nèi)有因瓦面磨損而生成的白色粉沫，5號(hào)機(jī)尤為嚴(yán)重，這與俄產(chǎn)塑料瓦的用料、工藝及瓦面積減小太多，單位壓力大大提高有關(guān)。按照電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T622-1997立式水輪發(fā)電機(jī)彈性金屬塑料推力軸瓦技術(shù)條件規(guī)定，瓦面的單位壓力不應(yīng)超過(guò)6.5Mpa。此外，5號(hào)機(jī)在使用鎢金瓦時(shí)曾因瓦燒損而引起鏡板表面光潔度不夠，特別在塑料瓦使用的前幾年由于推力冷卻系統(tǒng)的經(jīng)常堵塞，也一度導(dǎo)致塑料瓦在夏季時(shí)溫度偏高，瓦面磨損加劇的現(xiàn)象。如1996年11月，5號(hào)機(jī)抽瓦檢查就已發(fā)現(xiàn)外圓4個(gè)刻度圈有3圈磨光，內(nèi)圓4刻度圈2圈磨光。到1998年2月抽瓦檢查，瓦面所有4個(gè)刻度圈已全部磨光，磨損量達(dá)0.3mm。 3.3　使用塑料瓦后的優(yōu)缺點(diǎn) 塑料瓦具有耐磨、耐熱、抗裂、絕緣性能好、摩擦系數(shù)小、承載能力大的特點(diǎn)。我廠5臺(tái)機(jī)雖然用了3個(gè)產(chǎn)地的塑料瓦，但使用效果均比較理想，從2003年9月份之前的情況看，塑料瓦的應(yīng)用顯示出了以下特有的優(yōu)點(diǎn)：（1）推力瓦運(yùn)行溫度大幅降低，降幅達(dá)到10℃以上，機(jī)組即使在夏季高溫也不必限負(fù)荷運(yùn)行，提高了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。（2）允許推力軸承在短時(shí)冷卻水量不足甚至中斷的情況下運(yùn)行，我廠低水頭河床式的性質(zhì)決定了汛期江里垃圾大量入庫(kù)，冷卻器堵塞的情況時(shí)時(shí)發(fā)生，但因此而限負(fù)荷的情況幾乎從未發(fā)生。如1號(hào)機(jī)，由于安裝位子位于水庫(kù)的左端，汛期的回水Z易將該機(jī)的冷卻系統(tǒng)堵塞，在1995年至1998年的汛期中，曾屢次發(fā)生冷卻器堵塞的情況，致使推力油溫上升，但機(jī)組仍安全穩(wěn)定運(yùn)行渡過(guò)了汛期，運(yùn)行瓦溫保持在48℃以下。（3）降低了機(jī)組停機(jī)制動(dòng)的轉(zhuǎn)速，更換為塑料瓦后，機(jī)組制動(dòng)轉(zhuǎn)速由35%額定轉(zhuǎn)速調(diào)整為25%額定轉(zhuǎn)速，從而減輕了轉(zhuǎn)子制動(dòng)環(huán)與風(fēng)閘閘板的磨損，減少了發(fā)電機(jī)內(nèi)部的粉塵污染。（4）減輕了檢修工作量，縮短了檢修工期。塑料瓦不必象鎢金瓦那樣刮瓦，以往使用鎢金瓦時(shí)每年需將全部瓦抽出，進(jìn)行刮瓦破大點(diǎn)、排花，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且這一工作往往占用主線時(shí)間，特別我廠4、5號(hào)機(jī)，由于推力軸承結(jié)構(gòu)特殊，拆裝起來(lái)更為麻煩。使用塑料瓦后，我廠只需每年每臺(tái)機(jī)抽2塊瓦進(jìn)行檢查即可，這樣至少需要花10天進(jìn)行推力檢修的時(shí)間，現(xiàn)在3到4天就可解決。（5）簡(jiǎn)化了機(jī)組盤車測(cè)軸線擺度的工藝。以往機(jī)組進(jìn)行機(jī)械盤車測(cè)軸線擺度時(shí)，為減少橋機(jī)拉力，減輕鎢金瓦面的磨損，必須在瓦面涂抹豬油，工藝繁瑣，瓦、鏡板和推力油槽的清掃工作量大。更換成塑料瓦后，只要在瓦面抹上一層透平油即可進(jìn)行盤車測(cè)軸線擺度，而且橋機(jī)拉起來(lái)顯得十分輕巧。 塑料瓦的優(yōu)點(diǎn)是被人們談得較多的，但是，它的缺點(diǎn)也不應(yīng)回避。塑料瓦燒瓦的后果不一定比鎢金瓦燒瓦的后果輕。幾年前，筆者在葛洲壩水電廠就目睹了推力塑料瓦燒損并累及鏡板的場(chǎng)景，只是原因可能需進(jìn)一步研究。從我廠應(yīng)用的實(shí)際看，塑料瓦存在以下不足或發(fā)生了一些問(wèn)題：（1）機(jī)組盤車可以人工推動(dòng)的說(shuō)法未能做到。根據(jù)人們介紹，由于塑料瓦的摩擦系數(shù)很小，機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分用人工就可推動(dòng)，事實(shí)上，我廠5臺(tái)機(jī)的人工盤車都沒(méi)成功。這對(duì)1、2、3號(hào)機(jī)影響不大，而對(duì)4、5號(hào)機(jī)就十分不利。因?yàn)榍罢甙l(fā)電機(jī)定子為固定式結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)有進(jìn)行機(jī)械盤車的功能，而后者定子為浮動(dòng)式結(jié)構(gòu)，沒(méi)有機(jī)械盤車的功能。如果機(jī)組檢修需要盤車，4、5號(hào)機(jī)在用鎢金瓦時(shí)，是靠高壓油頂起裝置啟動(dòng)，再進(jìn)行人工盤車的方法。如今，塑料瓦無(wú)高壓油頂起裝置，給盤車帶來(lái)了一定困難。（2）塑料瓦應(yīng)用至今已有多年，5臺(tái)機(jī)各個(gè)廠家生產(chǎn)的塑料瓦磨損量不同，瓦的成分、澆鑄工藝存在差異，而且塑料本身可能會(huì)有老化的趨勢(shì)，等等現(xiàn)象或原因表明，塑料瓦的使用有一個(gè)壽命的問(wèn)題，但目前塑料瓦壽命評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)還不十分明確，就是塑料瓦用到什么樣的程度應(yīng)該報(bào)廢還沒(méi)有定量的概念，如果等塑料瓦出現(xiàn)裂紋、脫殼、銅絲外露時(shí)再予更換，則將直接影響機(jī)組的安全運(yùn)行，可見塑料瓦的壽命確認(rèn)，需要兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性的原則。（3）塑料瓦不一定耐高溫。我廠5號(hào)機(jī)在2003年9月的大修中發(fā)現(xiàn)其中的一塊瓦已出現(xiàn)一條細(xì)小的裂紋和局部脫殼的現(xiàn)象，用備品瓦進(jìn)行了更換。次更換的1號(hào)備品瓦沒(méi)有成功，在機(jī)組大修后次連續(xù)帶負(fù)荷運(yùn)行達(dá)8小時(shí)時(shí)，該單塊瓦的溫度異常升高，測(cè)量溫度在72.7℃（由于塑料的絕熱性，此時(shí)瓦面與鏡板之間的實(shí)際溫度遠(yuǎn)大于此）時(shí)被迫停機(jī)，抽瓦檢查發(fā)現(xiàn)1號(hào)備品已燒損，瓦面銅網(wǎng)全部露出，發(fā)黑發(fā)亮。換的該塊備品瓦由于厚度大于已使用的瓦，對(duì)其做了瓦面和瓦背雙面磨薄處理，但處理后的厚度仍大于左右相鄰?fù)叩暮穸?.215、0.202mm，比總共10塊瓦的平均厚度高0.15mm。5號(hào)機(jī)的彈性油箱是單波紋鼓形平面支撐式的，不便進(jìn)行受力調(diào)整，對(duì)各瓦的厚度要求較高，同時(shí)多年存放的備品和已使用多年的塑料瓦之間的性能或許不同，這正是1號(hào)備品瓦燒損的主要原因。第二次更換的2號(hào)備品瓦，我們采用僅研磨瓦背的方法將其厚度加工成和原瓦相等，和相鄰?fù)叩暮穸纫恢潞?，投運(yùn)成功。 4　幾點(diǎn)建議 4.1　盡快出臺(tái)塑料瓦壽命評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) 我國(guó)于上世紀(jì)90年代初從俄羅斯引進(jìn)塑料瓦，并著手自行研制生產(chǎn)，很多電廠應(yīng)用至今已普遍有10年左右的時(shí)間，瓦的壽命是共同面臨的問(wèn)題。建議從瓦的使用時(shí)間、磨損量、外觀檢查，以及用必要的儀器檢測(cè)等方面來(lái)確定塑料瓦的壽命，以確保電廠的安全發(fā)供電。 4.2　抓緊研制具有高壓油頂起功能的塑料瓦 我廠曾委托某單位試驗(yàn)研制具有高壓油頂起功能的塑料瓦，試圖恢復(fù)4、5號(hào)機(jī)的高壓油頂起功能。這種瓦需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是在瓦中間配裝高壓油噴嘴，在技術(shù)上要求噴嘴與瓦體可靠連接，并不得使高壓油滲至金屬網(wǎng)內(nèi)引起塑料層脫殼。由于試驗(yàn)設(shè)備的限制，所要求的帶噴嘴的樣品瓦試驗(yàn)壓力為35Mpa時(shí)瓦面產(chǎn)生泄油，實(shí)際只達(dá)到8.5Mpa時(shí)瓦面產(chǎn)生泄油，因此，沒(méi)有投入正式生產(chǎn)。 4.3　塑料瓦的溫度整定值應(yīng)該降低 受塑料瓦可以承受高溫信息的影響，我廠機(jī)組推力瓦在更換成塑料瓦后，瓦溫報(bào)警值和事故停機(jī)值都相應(yīng)提高了5℃，如4、5號(hào)機(jī)從鎢金瓦的65℃報(bào)警、70℃事故停機(jī)到塑料瓦的70℃報(bào)警、75℃事故停機(jī)，事實(shí)證明是不正確的，必須對(duì)瓦溫整定值重新設(shè)定，設(shè)定值不能高于鎢金瓦。 5　結(jié)語(yǔ) 塑料瓦的應(yīng)用利多弊少，提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性，縮短了檢修工期，減輕了檢修強(qiáng)度，但對(duì)它的性能特點(diǎn)要不斷總結(jié)了解、深入研究提高，只有認(rèn)識(shí)到位了，產(chǎn)品質(zhì)量、性能提高了，塑料瓦才能更好地為電力生產(chǎn)服務(wù)。