推力轴承瓦温度计（精选5篇）
推力轴承瓦温度计 第1篇
关键词：推力轴承,弹性金属塑料瓦,监测,改进
1 传统的推力瓦保护
在立式的水轮发动机中, 推力轴承是机组的关键部件之一, 具有显著作用, 几乎承受了机组转动部分的全部重量 (包括水推力) , 它的运行状况直接关系着整个发电机的稳定, 对于整个运行机组的意义也是十分重要的。怎样可以使得推力轴承正常安全的运行, 受到了很多方面的原因困扰和制约。第一, 运行时受力要保持均匀;第二, 运行冷却介质要保持正常;第三, 运行润滑油干净、无杂质;第四, 需要有一套比较完善的保护和监测方法。其中完善的保护和监测方法是比较关键的部分。
1.1 保护方法
在对推力轴瓦的保护中, 通常是利用插入推力瓦的测量温度的电阻对于瓦体进行温度的测量, 这样就可以反应出推力瓦的运行状况, 而且还可以利用对称的两块瓦体温度进行温度的保护。
1.2 保护缺陷
由于高压油膜在被破坏之后会产生摩擦, 这种摩擦现象就会产生大量的热, 热量使得瓦面和瓦体的温度不断的升高, 随着油膜温度的升高导致瓦面的温度在测量的时候会有很多的困难。在传统的技术中, 往往是采用测量瓦面的温度去判断瓦体的, 这种温度并不能准确的反应瓦面的温度。但是, 塑料瓦面导热的性能是比较落后的, 在塑料层的隔热中, 烧瓦的瞬间局部就会产生高温, 这种高温被瓦体吸收之后就会形成较小的瓦体温升。对于瓦体的温度进行监测主要是为了保护, 在实际的监测中很难做到测量塑料瓦的真实温度, 这样就对塑料瓦的保护作用降低。在传统的推力瓦保护中, 范围是比较小的, 由于反应的故障不明显, 使得瓦体的温度变化趋势不明显, 这样就不能够很好的保护推力瓦。
2 推力轴承的常见故障
2.1 巴氏合金瓦故障及其特征
在运行的过程中, 冷却水和润滑油的循环出现中断, 这种情况下会使得推力瓦丧失冷却的功能, 瓦温度在丧失冷却功能之后迅速的上升, 但是, 温度上升时瓦的温度也是比较均匀的;润滑油劣化, 假如推力油槽内的油不足或者油中的杂质比较多, 这种的情况会使得油质出现乳化, 当油膜的强度不断的降低时, 这就会把推力瓦的冷却性降低, 随着摩擦的不断增加, 瓦的温度会不断升高, 当这种现象较为严重时会使得轴瓦磨损;推力瓦受力不均, 当推力瓦的受力不均匀时, 会出现部分推力瓦的温度过高, 压力的变形以及温度的变形就会增大, 与此同时, 还会使得瓦的压力过大, 瓦的温度升高, 会使得油膜破坏, 之后就会造成烧瓦的现象;单块瓦烧毁之后, 如果不及时更换就会出现普遍烧瓦的现象。
2.2 弹性金属塑料瓦故障及其特征
弹性金属塑料瓦推力轴承使用于瓦面平均比压P不超过6.5MPa, 轴向荷载一般不超过50MN, 相对线速度不超过40m/s的情况下, 由于它的抗干扰以及启动力强等优势, 我国对于弹性金属塑料瓦的应用十分广泛。弹性金属塑料瓦具有耐磨损、运行可靠、机动灵活等优点。塑料瓦与镜板的摩擦系数仅为巴氏合金的35%~50%, 允许停机30天内无需顶转子直接起动开机, 允许机组转速在额定转速的10%以下进行制动, 在使用的过程中, 很少出现故障, 但是, 主要故障与巴合金瓦的故障是很相似的。在润滑油中含有杂质, 由于塑料瓦比巴氏合金更容易受到损害, 所以, 润滑油杂质对于它的伤害很严重;塑料瓦的导热性能很差, 在它的面层中, 导热系数是很低的, 所以, 在瓦表面的热量不容易传递到瓦的内部, 当对电阻进行测量时, 在瓦体的厚度方面的温度影响就会更大。当一块瓦受到损坏后, 并不会使得出现普遍烧瓦的现象。但是, 如果瓦面的损坏很严重, 就会对于烧瓦造成影响。
3 推力瓦的保护改进
在推力瓦的温度保护中有着一系列的问题和缺点, 例如, 在对瓦的表面进行温度的测量时, 不可以进行直接的测量, 不可以保护一块瓦的损坏, 对于温度的变化规律不能直观的反应出来。对于推力瓦的常见故障, 我们主要从以下几个方面进行改进, 以便保证推力瓦可以正常的运行。
3.1 每块推力瓦都安装测温点
在推力瓦的使用过程中, 由于推力瓦的数量比较多, 并且易发生瓦烧毁的情况, 每一次的普遍性烧瓦都是从一块单瓦的烧毁开始的, 尤其是在一些金属塑料瓦的事故中, 当发生烧瓦的初期, 对于其他的瓦影响是比较小的, 当把测量点分布到每一个推力瓦上时, 就可以把回路进行适当的保护, 使得每一块瓦在发生事故时都可以有效的监测, 有效的保护了每一块瓦的运行。
3.2 油温度作为推力瓦故障的依据
在推力轴承的运行过程中, 在瓦的表面上, 高温使得油流被吸收之后带走, 假如瓦面的温度升高, 就会使得润滑油的温度也逐渐的升高, 由于塑料层的导热不好, 在出现故障时, 热油的温度要高于瓦体的温度, 所以, 把油的温度升高作为判断故障的依据也是比较准确的。在氟塑料瓦的瓦面上, 材料体积要小于瓦坯。在油边都有一定的距离, 可以通过这个位置沿相同的方向开槽, 把测温元件安装在里面, 这种做法可以更加容易的感受油流的温度, 这就可以更好的对于瓦温进行监测, 从而更好的保护推力瓦。在不同的定值进行设定时, 要区别开机以及负荷变化引起的瓦面变化, 通过对一定时间内的油温变化监测工作状态, 防止回路断线等问题的产生。
4 结束语
在不断的研究和探索过程中, 传统的推力瓦测温方法对于巴氏合金瓦起到了一定的效果, 但是, 对于弹性金属塑料瓦的作用不是十分明显, 对金属塑料瓦只能起到辅助检测的作用, 假使把传统的监测方法作为弹性金属塑料瓦的保护依据, 那么, 很容易出现故障和事故。
单块瓦的故障事故比较常见, 对于运行造成的危害也是比较大的, 所以, 必须对于每一块瓦都进行监测, 只有对于每一块瓦的温度都进行测量才可以使得推力瓦的保护更加的完整。在进行温度的测量时, 油温比瓦温更直接的反应推力瓦的运行, 所以, 油温是一种比较可靠的推力瓦故障保护依据。
参考文献
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推力轴承瓦温度计 第2篇
传统大型立式推力滑动轴承(以下简称推力轴承)主要由推力头、导轴承瓦、导轴承座、镜板、推力瓦、冷却器、承板等几大部分组成,采用液体润滑承载原理装配。润滑油膜的形成、各推力瓦受力均匀是决定轴承运转性能的关键因素,若不能满足二者要求,易使个别轴瓦温度升高,瓦面变形磨损增大,甚至出现烧瓦事故,影响机组安全运行。据资料分析,大型立式泵机组使用的传统推力轴承主要存在以下缺陷。
1.1 运行检修繁琐
根据流体动力润滑理论及承载理论,相对滑动的两平板间形成压力油膜的条件是:①相对运动的两表面必须形成油楔;②被油膜分开的两表面必须有一定的相对滑动速度,若将速度降低,则油膜各点的压力强度也会随之降低;③润滑油必须有一定的粘性。
机组在启、停机或轴承供油、密封系统出现问题时,不能满足上述的条件②,故在这些工况下液体润滑油膜不易形成或容易受到破坏,推力瓦处于半干摩擦或干摩擦状态,会发生严重的瓦面磨损或烧瓦事故。所以大的机组启动时,需用顶转子装置将电机转子顶起,使润滑油进入推力瓦与镜板之间,以形成油膜,减小启动力矩;为了防止推力瓦磨损、烧坏,避免机组长期低速旋转,需要在停机后电机转速降到30%额定转速时利用制动器刹车。
另外,为了改善润滑条件,安装或检修时需要研刮推力瓦,使推力瓦与镜板形成点接触,以减小发热量。这项工艺需要的工作量大、技术要求较高。
1.2 轴电流破坏油质
由于电机定子铁芯有合缝、定子与转子不圆或定子与转子空气间隙不均匀存在,机组运行时容易产生轴电流,继而在镜板和轴瓦间产生小电弧的侵蚀,使推力瓦合金逐渐粘吸到镜板上,破坏推力瓦的工作面,引起推力瓦过热甚至烧瓦事故。另外,其电解作用会使润滑油变黑,降低润滑性能,使轴承温度升高,无法正常工作。
1.3 刚性支撑的缺陷
国内泵站800～8 000 kW大中型立式水泵机组普遍采用刚性支撑推力轴承,刚性支撑形式结构简单,制造成本低,但是运行时各推力瓦难以均匀受力,且无法联动,烧瓦频发,只能在停机检修时进行人工受力调节。由于操作凭经验,随意性以及由此引起的误差较大,容易造成推力瓦静态时受力不均匀。
通过上述分析发现,研究新的轴承形式以克服传统立式推力轴承的缺陷,对于我国泵站更新改造是必要的。近年来,随着推力轴承制造工艺的不断进步和新型材料的推出,大型推力轴承有了长足的发展,主要体现在轴瓦材料、结构、支承形式等方面的技术创新和进步。下面将要研究分析一种新型推力滑动轴承。
2 新型推力滑动轴承的结构和工作原理
该新型推力滑动轴承(以下简称新型推力轴承)由湖南崇德工业技术有限公司研发,与传统推力轴承不同的是,推力瓦形状有所改变,每块推力瓦下均有一碟形弹簧(以下简称碟簧)协调受力;增加了由瓦调节螺栓构成的微调装置以及高于油位的绝缘装置,如图1、图4所示。
1- 推力头;2-导轴承瓦;3-卡板;4-导瓦调节螺栓;5-密封件;6-推力瓦;7-承板;8-导轴承座
新型推力轴承中,推力头为加工精度很高的旋转推力环,与镜板构成整体结构。导轴承瓦固定在导轴承座上,内圆与推力头外圆之间形成油膜,承受旋转机械的径向负载,其油隙大小靠安装在导轴承座上的导瓦调节螺栓调节。卡板的下平面开有泄油槽,其表面精度较高,可以和推力头表面形成油膜,承受旋转机械在起动、停机时瞬间出现的向上推力。导瓦调节螺栓(包括弹簧、刻度套等组件)安装在导轴承座上,用来支撑导轴承瓦,可根据刻度套上的刻度值方便地调节导轴承瓦与推力头之间的油隙。
新型推力轴承与传统立式推力轴承的工作原理相似,均由推力头和镜板承受轴向荷载,通过镜板与推力瓦间润滑油膜的承载将力传递给推力瓦,并由推力瓦承受整个机组转动部分的重量,同时靠油箱中冷却器的作用,使油温维持在适宜温度或不至于过高。
与传统推力轴承相比,新型推力轴承主要做了如下5个方面的改进。
2.1 采用碟簧支撑的圆形推力瓦
碟簧是一种几何尺寸小、承载能力强(传递载荷集中)、单位体积变形能大、缓冲减振性好的弹性元件。正确的尺寸设计,可获得高疲劳寿命和低加载损失及蠕变倾向。采用碟簧支撑的圆形推力瓦(碟簧被加工到同一高度上),主要优点有:
(1)利用碟簧的自适应能力及阻尼特性,使得每块推力瓦都具有自动调平功能,亦可抑制任何可能出现的荷载冲击。另外,由于油膜的刚度比碟簧的刚度大,推力瓦的压力分布是均匀的,不会出现瓦块超载的现象,从而提高了瓦块的承载力。
(2)采用圆形瓦面,消除了采用扇形瓦面时的边缘效应。此外,圆形瓦的热变形和弹性变形容易计算,这样就便于进行瓦块的优化设计,以选择更合理的瓦块直径与其厚度的比值。
(3)圆形推力瓦在运行中可以自动调整倾角,比传统的可倾瓦具有更好的调整效果,且其承载能力比可倾瓦大,同时制造成本较低。特别是圆形推力瓦降低了安装精度要求,很大程度上避免了由于安装原因引起的烧瓦、机械振动等故障,安装使用更加方便。
(4)采用碟簧支撑,允许的轴线倾摆角增大,如图2。轴线倾摆角X(弧度)按下式计算:
式中:FBmax为轴承的最大承受载荷,N;FB为轴承的实际工作载荷,N;Cges为碟簧的刚度系数,N/mm;CRD为单个碟簧的刚度系数,N/mm;Z为推力瓦的块数。
根据实际运用情况,一般精度的安装均能满足这种轴承的使用要求,安装过程不需要打偏摆,尤其是低速运行的电机,要求还可降低。
2.2 导瓦间隙微调装置
间隙微调装置采用带有刻度的调节螺杆(可精确到0.01 mm)来调整导瓦的位置,如图3。调节螺杆的尾部有一带刻度的台肩,在加工有螺纹的螺杆上套有弹簧,将调节螺杆拧入轴承的导瓦座或支架,使弹簧压缩在导瓦座与调节螺杆的刻度台肩之间,并使其尾部顶住导瓦,此时在弹簧的作用下螺纹的单边间隙被消除,故可根据调节螺杆的螺距及刻度来准确、方便地调整导瓦与推力头轴颈之间的间隙。
采用此微调装置后,机组的安装和调试方便有利。如调整导瓦与转轴的轴线对中,改变导瓦与推力头轴颈之间的径向间隙,这些对于改变导瓦运行性能及与之相关的临界转速均有帮助,使轴承始终处在最佳工作状态,机组安全、稳定运行。
2.3 防止轴电流侵袭的高位绝缘装置
机组运行中,如果在导瓦和推力瓦两轴承端或电机转轴与轴承间有轴电流存在,那么会使电机轴承的使用寿命大大缩短。轻微的,可缩短运行时数上千小时,给安全生产带来不可低估的直接和间接损失。
正常情况下,转轴轴颈与轴承轴瓦间有润滑油膜存在,能起到绝缘作用。对于较低的轴电压,这层润滑油膜仍能保持其绝缘性能,不会产生轴电流。但是,当轴电压增加到一定数值,尤其在电机启动时,轴承内的润滑油膜还未稳定形成,轴电压将击穿油膜而放电,构成回路,轴电流将从轴承与转轴的金属接触点通过,由于金属接触点小,电流密度大,会在瞬间产生高温,使轴承局部烧熔,通常表现出来的症状是轴承内表面被压出条状的电弧伤痕。
在工作现场一般能采取的防范措施有:①在轴端安装接地碳刷,使其可靠接地,以降低轴电位(保持为0电位),消除轴电流;②为防止磁拉力不平衡等原因引起的轴电流,在非轴伸端的轴承座和轴承支架处加绝缘板(或绝缘垫),以切断电流回路。但是,这些措施显得复杂、笨拙,使用起来也不方便,结构体积较大。
传统推力动轴承的绝缘垫片置于镜板与推力头之间,起到绝缘和调整轴线(刮削绝缘垫)的双重作用,而绝缘垫片无论工作与否始终都浸泡在油内,容易腐蚀和污染油质;同时为了调整轴线,绝缘垫片往往被刮削变薄以至残破,这些情况均会影响绝缘效果。
另外,机组在运行中,轴向负荷全部作用在推力轴承上,推力头、镜板及其中的绝缘垫片只有在彼此平行的平面上,才能满足面接触的要求。若推力头或镜板加工面的平面度不够或绝缘垫片刮削不均匀形成中凸现象,使3者之间连接后存在局部间隙,则极易造成绝缘垫片的腐蚀[6]。
新型推力轴承将绝缘装置埋置在推力头内,且采用高位安装,使绝缘装置高于油位而不受润滑油品质影响,避免了上述情况的发生,绝缘效果好。新型推力轴承的绝缘装置见图4。
1-推力头;2-油位;3-箱体;4-支板;5-连接板;6-电机转轴;7-导轴瓦;8-推力瓦;9-导瓦座;10-绝缘垫板;11-轴套;12-座套;13-绝缘环套;14-绝缘套层;15-垫圈;16-螺钉
2.4 推力头与转轴间的涨紧消隙装置
新型推力轴承采用了一种带消隙装置的推力头,如图5示。推力头与电机转轴之间采用间隙装配,并通过消隙装置消除装配间隙。
1-推力头;2-外锥涨环;3-光孔双面锥环;4-带螺纹孔的双面锥环;5-内锥涨环;6-调节螺钉;7-平键;8-电机转轴;9-半圆弧键
该涨紧消隙装置的工作原理是:在电机立式滑动轴承的推力头中开环形孔,在环形孔内装有外锥涨环、光孔双面锥环、带螺纹孔的双面锥形、内锥涨环等,通过调节螺钉将推力头与外锥涨环、带螺纹孔的双面锥环、内锥涨环连接在一起,当装好平键的电机转轴与推力头装配至可安装2个半圆弧键的位置时,拧紧调节螺钉使外锥涨环向外涨大,内锥环向内缩小,从而达到消除装配间隙的目的。
该涨紧消隙装置提高了推力头的装配效率,方便推力头的拆卸,减少了电机转轴及推力头内孔的擦伤。同时,采用该装置,可使推力头与轴系的联接方便而可靠;将轴承总成整体直接安装到主机上,大大简化了主机轴承安装的过程,提高了推力头工作的可靠性,克服了传统轴承采用过盈装配时的拆卸困难和麻烦。
2.5 其他技术措施
(1)对导轴承座、推力头及有关密封件结构进行合理的设计,使形成2条独立而清晰的油路,分别对导轴瓦和推力瓦起润滑作用,克服了以前扇形瓦推力轴承体积庞大、结构复杂的缺点。
(2)解决轴承漏油问题。新型推力滑动轴承利用上机架旋转的推力头,通过腔内液体和气流的相互作用,在上机架腔内形成一负压(略小于电机内部的大气压力),使得油雾不会外泄。另外,在电机轴与整个上机架的中间配合位置加装了迷宫式密封,阻止液体外流。即使有凝露的油,也不会通过该密封的迷宫。经过多年的实际运行检验,在停机检修时观察,甩油盘内几乎未见油滴。
3 在立式泵机组中的适用性分析
新型推力轴承的圆形推力瓦在设计工况下,受力均匀度控制在10%以内,油膜厚度差异仅为0.5%～1%,受载均匀,不会出现单瓦过载现象,且对其他关键部件(导瓦间隙微调装置、新型绝缘装置、推力头与转轴涨紧消隙装置)的分析可知,其在大型立式泵机组中有良好的适用性。
3.1 静态与动态特性
新型推力轴承在装配时不要求刮瓦,可直接使用。装配时,推力头镜面的水平通过加工的形位公差来保证,精度是0.02 mm/m。不过,由于采用弹性圆形支承的结构形式,精度可以适当放宽,具体可参照偏摆角计算公式。
新型推力轴承的圆形瓦倾角较传统扇形瓦小,因此稳定性较好,易于形成油膜和快速起动。推力瓦工作表面一般采用锡基(巴氏)合金,但在特殊运行工况下(如低速、重载或启动频繁时),其工作表面可采用弹性金属塑料瓦,此时轴承起动前无需顶转子、启动时摩擦系数低、盘车时不需涂润滑脂、制动时转速降低。但这些特性是相对于巴氏合金瓦而言的,其作用有限。现开发出的液体静压升举轴承可完全取代顶轴、刹车装置,有效降低了电机、水泵的整体投资,使系统的运行可靠性大大提高。
新型推力轴承的推力瓦在受力时,通过碟形弹簧的变形自动调节每块推力瓦的受力负荷,力求使各瓦块受力均匀。该碟簧支撑不但可以弥补轴承加工和组装中的高度差,还可弥补受力时邻近瓦块面的平面高度差[1]。但不足之处在于传递不平衡负载时,不能完全做到各瓦块负荷均匀,仍有些许差异。
由于新型推力轴承的瓦块是圆形的,支点在瓦块的中间位置,因此轴承对机组的正向、反向转动具有良好的适应性,这对采用虹吸断流方式的机组尤为适用[1]。虹吸断流机组停机时,在外江防洪闸来不及关闭的情况下会出现倒灌,机组反向转速可达1.8～2.0倍的额定转速。
轴承设计时,可以通过改变圆形推力瓦的块数来调节轴承负载量(比压)的大小,因此瓦块通用性好,其工厂标准化程度相对较高[1]。通过瓦块数及瓦块分布圆直径的调节,可方便机组结构的整体布置。
3.2 异常情况下的运转性能
由于推力瓦单位面积承载力(比压)与油膜厚度存在一定的反比关系,承载力(比压)越大,油膜越薄。如果推力瓦安全系数过低,当推力瓦的负载在非正常情况下明显增加时,容易发生烧瓦事故[4]。经对圆形推力瓦和扇形推力瓦在最高压力、最高油温、最小膜厚下的性能试验比较可知,在相同的最小膜厚下,圆形瓦较扇形瓦有较高的承载能力,且压力分布较均匀[3]。
在载荷一定的情况下,碟簧刚度越大,均载性能越差;碟簧刚度越小,均载性能越好[5]。当机组负载突然变化时,通过水泵的水流会使加在转轮上的水推力发生显著变化,进而导致机组转子倾斜甚至跳动。碟簧在加了一定的预紧力后,便不会引起跳动的加强,从而降低了轴瓦损坏的可能性。
4 结 语
新型推力轴承采用了碟形弹簧支撑的圆形推力瓦、导瓦间隙微调装置、高位绝缘装置、涨紧消隙装置,其中推力头、导轴承座等零部件对加工精度要求比较高。系统的理论研究和试验已证明其在安装、维修等方面优于传统轴承,可以节约投资、降低维护费用,同时可提高系统工作的可靠性。
摘要：目前我国大型立式泵机组几乎都采用刚性支撑的扇形可倾瓦推力滑动轴承,它们在开停机、正常和异常工况下的运转性能、检修维护等方面都存在诸多弊病,易出现烧瓦事故等。本文详细介绍了一种碟形弹簧支撑圆形瓦的新型推力滑动轴承,它来自目前世界上最著名的德国RENK公司技术,经引进、消化、吸收和再创新后得到。分析了这种轴承的结构、工作原理及其关键部件,如碟形弹簧、圆形推力瓦、导瓦间隙微调装置、新型绝缘装置、推力头与转轴涨紧消隙装置等。静态和动态性能分析表明,这种轴承运行时均载性好,抗冲击、吸振性能好;安装调试和维修方便,运行可靠性高,适合在我国大中型立式水泵机组中推广采用。
关键词：推力滑动轴承,蝶形弹簧,圆形瓦,微调装置,涨紧消隙
参考文献
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推力轴承瓦温度计 第3篇
关键词：上导轴承,推力轴承,瓦温,冷却,轴承密封盖
0 引言
天堂抽水蓄能电站位于湖北省罗田县大别山天堂湖风景区, 装机容量为2×35 MW, 机组为伞式两导结构, 可利用水能进行发电, 当上游库区水位到下限时, 可利用机组吸收电网有功将下游库区水抽至上游库区。
两台机组为克瓦纳杭州发电设备厂生产, 于1999年投产发电, 2009年10月由黄龙滩电厂检修公司负责1号机组的A级检修, 检修前上导瓦温检测最高54 ℃, 推力瓦温最高59 ℃, 而对于立式机组正常瓦温, 上导不应超过45 ℃, 推力不应超过50 ℃。
天堂抽水蓄能电站运行人员反映, 因机组瓦温过高, 风洞内产生的油雾较多, 每季度需定期组织人员到转子上下和下机架上清理油雾。
表1是天堂抽水蓄能电站1号机组推力轴承在两种工况下的运行数据。
单位:℃
综上所述, 推力、上导瓦温过高, 冷却效果较差是该机组主要先天缺陷, 严重影响机组的安全稳定运行和该厂的经济效益。每到夏季时, 机组都不敢连续满负荷运行, 需1、2号机组交替运行, 并组织人员进入风洞内清理油雾, 检查各部分传感元器件是否工作正常。
1 上导、推力轴承瓦温过高的危害
(1) 上导瓦温过高可降低瓦面耐磨强度, 瓦面破损后将使轴承间隙变大, 超出其设计间隙, 导致机组摆度、振动增大。
(2) 瓦面金属层被磨损后的金属粉末混入润滑油中, 将导致润滑油变质发黑, 降低其润滑性能。
(3) 瓦温过高可能导致烧瓦事故。
(4) 油槽内润滑油温度过高, 会使油槽内的油和空气体积膨胀, 再加上旋转件的搅动以及油在离心力作用下的抛物线运动遇到阻碍而产生撞击等, 油槽上部将产生油雾, 油雾的不断积累会使油面压力逐渐增大, 当油槽内油雾的压力大于外部空气压力时, 油雾便从油槽盖板密封处逸出。
2 上导轴承温度过高处理措施
2.1 现状
上导轴承未设计安装油冷却器, 完全靠油自冷却和油槽壁将热量传导至上机架进行散热, 导致润滑油散热量不够, 上导瓦产生的热量不能被润滑油迅速冷却, 造成上导瓦温过高, 这是机组先天设计缺陷。
2.2 处理方案
在轴瓦支架外侧空间处加装环形冷却器, 冷却器大小可按空间位置大小而定。图1为改造前结构, 图2为改造后结构。通过加装冷却器, 将上导轴承产生的热量通过冷却器内的水流带走, 这样可大大降低上导油槽油温, 改善轴瓦工作环境, 从而降低瓦温。
2.3 工作原理
在机组旋转运行时, 由于上导轴领离心泵效应, 靠近轴领和上导瓦处的热油被甩向油槽外侧, 再由油槽外侧的冷却器将热油冷却, 被冷却的油又通过油槽下部的油道流向轴领处, 依此往复循环, 完成了冷热油的交换。
3 推力轴承温度过高处理措施
3.1 现状
现推力轴承油循环通过镜板泵效应, 利用镜板的旋转离心力将镜板和推力瓦处的润滑油甩向油槽外侧, 使油槽内侧和外侧形成压差, 油槽内的隔油板阻止了冷热油在油槽内自循环, 外侧的油通过管路流向外部冷却器, 被冷却后的油再经过油滤芯流向回油管路, 冷却油回到推力油槽内的喷油管, 冷油被喷向镜板面, 然后再利用镜板的旋转离心力将镜板和推力瓦处的润滑油甩向油槽外侧, 依此循环往复, 完成了冷热油的交换。
3.2 现状缺陷
由于镜板泵效率较低, 再加上出油管和回油管管线较长, 冷热油压差损失较大, 润滑油流过冷却器和油滤芯时会受到阻力, 产生压降, 从而使循环油路受阻, 大大降低了冷却效果, 这是导致推力轴承轴瓦温度过高的主要原因。
3.3 处理方案
在回油管段上加装油泵, 强迫油循环, 这样可提高循环油路的循环效率, 以克服循环油路阻力, 防止油路滞流现象;同时将现冷油器容量加大, 以消除现冷油器容量偏小的缺陷。
4 上导、推力密封盖改造
4.1 现状缺陷
上导、推力密封盖间隙过大, 用1.5 mm塞尺划一周均能通过 (正常机组密封盖间隙应不大于0.5 mm, 且不小于导轴瓦设计间隙, 密封槽内装有软密封时, 可接触密封) 。密封盖靠近轴领处有两道密封凹形槽, 其中一道凹形槽内塞有羊毛毡条, 羊毛毡条与轴领脱离, 其间隙为1.5 mm, 起不到密封油雾的效果, 当油槽内外存在压差时, 油雾便从密封盖缝隙中逸出, 污染发电机内部设备, 给机组的安全稳定运行带来隐患, 同时也增加了检修和维护的工作量。
4.2 处理方案
在密封盖凹形槽内加装弹簧片, 弹簧片由螺丝固定牢靠, 以防脱落, 且在内环凹槽内均匀布置, 弹簧片应低于内环表面5 mm, 若凹槽深度不够, 可上车床将凹槽加深。再在弹簧片外侧均匀塞上羊毛毡, 羊毛毡应高出凹槽口3 mm, 密封盖安装好后, 羊毛毡与轴领应紧密接触, 在底部弹簧片作用下, 使羊毛毡与轴领接触有一定的预紧量, 并有一定的自动补偿作用, 从而保证密封效果。同时在密封盖上设计呼吸器, 用于防止油雾形成正压, 防止油雾逸出。
5 结语
通过以上对上导、推力轴承油冷却方式的改造处理, 可大大降低上导轴承和推力轴承的油温, 防止油雾产生;通过对密封盖的改造可防止油雾逸出, 从而避免油雾对机组的污染, 降低机组故障概率, 提高设备健康水平, 增加机组发电量。此改造方案类同机组可适当借鉴。
参考文献
[1]于兰阶.水轮发电机组的安装与检修[M].北京:中国水利水电出版社, 1995.
[2]GB/T8564—2003水轮发电机组安装技术规范[S].
推力轴承瓦温度计 第4篇
大坝发电有限责任公司二期磨煤机润滑油站采用PLC控制。设计有润滑油压力低、润滑油温度、推力瓦温度高等保护。系统中推力瓦温测点安装的是一支双支的PT100热电阻,两路信号都送到了油站程控柜中,其中一路信号进入PLC,经PLC程序判断,当推力瓦温度信号小于50℃,是磨组“润滑油条件满足”信号的条件之一;当推力瓦温大于60℃时,发报警信号;当推力瓦温度信号大于69℃时,发“润滑油条件不满足”信号到BMS系统跳闸磨组。另一路信号作为油站程控柜门上的温度表显示。润滑油压采用两只压力控制器,当润滑油压>0.13MPa,是磨组“润滑油条件满足”信号的条件之一;当油压<0.09MPa,发润滑油系统故障信号,停止磨煤机。
2 原系统存在的问题
在运行过程中,发生过由于推力瓦温度元件接线松动信号漂移、元件故障导致保护误动作的事故。同时也存在压力控制器接线松动、元件故障发生保护误动的隐患。为解决上述问题,对PLC程序进行逻辑修改。
3 修改方案
3.1 推力瓦温度保护修改
将原送柜门的推力瓦温度元件引入PLC,在PLC内再进行判断,当两只元件温度均达大于69度,发出润滑油系统故障信号。当两只温度元件偏差大于5度时,在柜门上发出报警信号。柜门的温度表采用DAS系统的温度元件信号。
当两只推力瓦温偏差小于5度,PC卡件(002)状态灯低8位显示较大的瓦温,高8位显示油池油温;当推力瓦温偏差大于5度,PC卡件(002)状态灯高8位显示瓦温1,低8位显示瓦温2。
逻辑图如下:
在控制柜内增加继电器,由PC输出口103驱动,当瓦温偏差大于5度时,继电器吸合,接点送柜门点亮报警灯;同时偏差信号送润滑油条件满足回路,偏差大时,“润滑条件满足”信号消失。详见附录一。
将两支温度元件信号引入油条件满足逻辑:两支瓦温元件任一支小于60度,(两支元件相“或”),做为油条件满足的瓦温信号。
3.2 润滑压低保护逻辑修改
将润滑油压>0.13MPa信号取反后与润滑油压<0.09MPa相与后发出润滑条件不满足的信号。
3.3 PC机I/O口分配、卡件设置及程序
此次修改增加一PC机输出口,用于偏差大报警输出,地址00103卡件TS101通过跳线设置为四通道全部使用;(现设置为使用通道一、通道二,为避免卡件断线报警,通道四接一固定电阻);程序除上述逻辑改动外,在油条件满足条件中增加通道三(新增瓦温,即瓦温二)断线检查。
程序梯形图详见附录二。
附录一:磨煤机油站控制原理图
附录二:磨煤机油站推力瓦温控制程序梯形图
4 结束语
修改后的磨煤机油站推力瓦温度、润滑油压低保护逻辑更加完善,可靠性高,减少了检修人员的消缺维护量,误操作及设备误动几乎为0。而且,现场信号的传输和判断准确快速,能够及时准确的发现故障,从而进行各种连锁和保护等。
摘要：针对大坝发电有限责任公司一期磨煤机润滑油站推力瓦温度、润滑油压低保护逻辑存在的问题作了简要的分析,并提出切实可行的修改方案。
推力轴承瓦温度计 第5篇
平顶山发电分公司汽动给水泵主泵采用上海电力修造总厂有限公司 (SPEM) 生产的HPT400-390-6S卧式多级离心泵, 该泵采用引进技术生产, 主泵的泵芯为直接进口产品 (苏尔寿) 。
本机组所采用的G22-0.8型给水泵驱动汽轮机是东方电气集团东方汽轮机有限公司从西屋公司引进技术, 为与1000MW等级汽轮机2×50%容量锅炉给水泵配套而设计和制造的驱动汽轮机。该汽轮机在额定工况下提供1 000MW等级汽轮机给水循环的50%负荷, 最大工况下可提供大机给水循环的60%负荷。给水泵与汽轮机的传动装置采用挠性联轴器连接。
2 出现的问题
在设备正常运行的过程中, A泵由于外侧推力瓦温度急剧上升, 随后出现轴瓦剧烈振动。系统隔离后, 对小汽轮机及泵轴瓦进行检查, 发现汽动给水泵推力盘以及非工作推力瓦损坏。随后更换备用芯包, 并返厂进行检修, 增加非工作面温度测点、平衡水入口压力表。
该泵更换备用芯包后, 在运行过程中, 推力瓦外侧温度 (非工作面) 仍然高于内侧 (工作面) 。同时, 对其它几台给水泵进行比对, 发现其它2台也均存在这种推力瓦非工作面高于工作面的现象。在机组带满负荷1 000MW时, 汽泵推力轴承外侧 (非工作面) 温度最高上升至83.75℃ (处于轴承温度高报警状态) 。
我们对现场3台给水泵具体测量数据进行对比, 如下表所示。
通过对比现场实际采集的数据, 发现A、C泵非工作面的温度均高于工作面, 其平衡室压力均低于入口压力, 而B泵平衡室压力高于入口压力, 推力瓦工作面温度略高于非工作面温度, 属于正常工作状态。
3 原因分析
3.1 轴向推力产生的原因及方向
轴向推力:卧式多级离心泵叶轮, 由于其外形在轴向方向不对称, 所以在工作时叶轮两侧所承受的压力不同, 从而产生轴向不平衡力。一般行业认为, 轴向推力由泵的出口高压侧指向入口低压侧, 并以此来确定泵的推力瓦工作面和非工作面, HPT400-390-6S型汽动给水泵也适合采用此种确定方法。
HPT400-390-6S型汽动给水泵的平衡装置为单平衡鼓装置配合推力轴承形成的平衡机构。平衡鼓装在轴的末级叶轮后面, 推力轴承采用大容量双向轴承, 可以承受非设计工况下的附加推力和反向推力。平衡鼓吸收了由旋转组件产生的大部分轴承推力, 推力轴承吸收剩余的轴向推力。整套平衡装置能防止主泵在任何工况下, 转子轴向窜动。
3.2 平衡鼓的工作原理
它是一个鼓型轮盘, 装在多级泵最后一级叶轮的后面, 与轴一起转动。平衡鼓与泵体上的平衡圈之间有一径向间隙, 高压液体通过该间隙泄露到平衡室, 压力由叶轮后的P2降低到平衡室的P4, 并使其稍大于泵的入口压力。平衡室与泵的入口用管道相连, 我们称之为平衡管。平衡鼓两侧的压力差使转子达到轴向平衡。
由此我们可以看到, 离心泵产生的轴向推力是朝向叶轮的进口方向的, 也就是泵的吸入端。即泵在正常工作时, 由于轴向推力的作用, 整个转子朝向泵的吸入端运动, 而通过平衡装置 (平衡鼓, 平衡管, 推力轴承) 的联合作用, 轴向推力达到平衡, 确保泵正常运行, 此时整个转子的残余轴向推力由推力轴承的工作瓦块承受。而在启动与停运的瞬间, 由于平衡室压力尚未建立, 叶轮入口侧压力高于出口侧压力, 压力差使转子朝向出口侧运动, 其推力由推力轴承的非工作瓦块承受。
4 结论
由以上数据对比发现, 该型给水泵的推力瓦工作面、非工作面温度的高低与平衡管压力的高低有直接的关系。当平衡管压力高于泵的吸入口压力时, 推力瓦工作面处于承受轴向推力的工作状态;当平衡管压力低于泵的吸入口压力时, 推力瓦非工作面处于承受轴向推力的状态。
平衡装置的作用就是节流降压, 使叶轮两侧的压力达到或接近相等, 从而保证转子在静子中的相对位置, 这一位置靠推力间隙调整并确定。而平衡室压力的大小直接反应泵组整套平衡装置的作用效果。因此, 对平衡室的压力进行调整, 就可以达到调整转子运行位置的目的。通过前面表格中所列数据, 可以进一步验证这一结论。
5 解决方案
5.1 平衡室压力的高低由两个因素决定
(1) 平衡鼓与平衡圈之间的径向间隙b1的漏流量。
(2) 平衡管的泄漏量。
5.2 调整方法
(1) 调整平衡管的泄漏量, 使P5的压力发生变化, 有使用节流孔板和安装调节阀两种方法。
(2) 扩大平衡鼓与平衡圈之间的径向间隙b1, 增加泄流量, 使平衡室压力P4升高。
使用节流孔板的方法和可能出现的问题:节流孔板可以安装在平衡管与泵体连接的法兰处, 需要经过计算得出孔板的尺寸。该方法简单易行, 并可避免误操作, 安全可靠。但由于平衡鼓与平衡圈之间泄流量的不确定性, 以及通过平衡管给水的流速等因素, 计算很难一次得出正确的结果。如果盲目地安装节流孔板, 可能会导致节流量过大或不足, 使平衡室压力难以达到理想的结果, 从而使调节失败。因此该方法目前实施有一定的困难, 我们可以通过在平衡管路上安装调节阀, 经过试验来确定节流量的大小, 来达到调节转子位移的目的。
5.3 调节阀的安装位置和注意事项
平衡室压力水由泵体自由端两侧引出, 由Φ57变更为Φ108, 经15.5m层楼板后接入7.5m层上方汽泵入口管道。此位置可安装调节阀, 并在阀门前安装压力表用于监视平衡室压力。试运时, 首先将调节阀全开, 同时监测推力轴承内外侧温度并记录。然后依次关闭调节阀10%, 稳定一段时间后观察推力轴承两侧温度变化, 直至推力轴承内侧温度接近或稍高于外侧为止, 此时即推力轴承工作面受力, 调整结束。
此种方式有一定的风险, 因为调整门在设备正常运行状态下很难保证100%的可靠。一旦出现断压缩空气等问题, 就会直接导致平衡室压力过高或者过低, 造成转子轴向位移增加, 烧毁推力轴承, 引起泵组事故。
5.4
扩大平衡鼓与平衡圈之间的径向间隙, 增加泄漏量, 使平衡室压力升高给水泵芯苞返厂检修时, 通过与厂家进行沟通, 对平衡鼓进行车削加工。在平衡套未更换的情况下, 将平衡鼓的直径车小0.06mm, 使平衡鼓与平衡套圆周间隙b1由原来的0.23mm增加为0.26mm, 从而增大了漏流量, 使P4压力升高到略高于泵的入口压力。
6 修后效果
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