摘要：本文簡要回顧總結了富春江水電廠推力軸承彈性金屬塑料瓦的應用情況，闡述了塑料瓦的優缺點，并提出了一些建議。 關鍵詞：塑料瓦　應用 1　引言 我廠是上世紀50年代后期由我國自行設計和建設的低水頭河床式電站，裝有5臺單機60MW的軸流轉槳式水輪發電機組，總裝機容量300MW，1968年12月臺機組發電，至1977年4月5臺機組全部投產。電廠的多年平均發電量為9.23億度，年利用小時數3100小時，主要擔負華東電網的調峰、調頻及事故備用任務。由于歷史的原因，我廠的機組來自三國四方，也即三個國家四個制造廠，因此機組的形式不同，發電機推力軸承的結構也不一樣。但當時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，我廠陸續將5臺機推力軸承的鎢金瓦改成了彈性金屬塑料瓦（以下簡稱塑料瓦），塑料瓦在我廠運行時間Z長的已快10年，Z短的也有7年。實踐證明，塑料瓦在我廠的應用總體上是成功的，值得回顧總結。 2　發電機及推力軸承主要技術規范及說明 4、5號發電機特傘式指推力軸承位于水輪機內頂蓋之上。1號發電機的推力軸承和發電機定子、轉子分別在1986年和2001至2002年進行了技術改造，改造承包單位為哈爾濱電機廠。其中推力軸承改造的原因是原蘇聯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型支撐內設抗重螺絲的支撐型式，實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要回顧 我廠為承擔調峰、調頻及事故備用的任務，需要機組頻繁地開機、停機，鎢金瓦在開停機過程中經常處于干磨或半干磨的狀態，瓦面極易磨損。同時，面對地處南方夏季高溫、洪水季節河道垃圾經常堵塞冷卻系統管路致使冷卻水量不足甚至中斷的情況，鎢金瓦的運行溫度總是偏高，有時不得不使機組限負荷運行甚至停機，鎢金瓦燒瓦的現象也曾有發生。如1976年7月，5號機的法國原產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號機的鎢金瓦由法國產改為國產，運行情況有所好轉，但瓦溫偏高的問題一直存在。1993年2月13日，5號機在運行中，由于在推力循環油管刷油漆的民工誤將循環油管的閥門關閉，也導致了10塊鎢金瓦不同程度的燒損，油槽油漆變色，鏡板拉毛。即使在正常運行，并且5臺機都配有高壓油頂起裝置的情況下，瓦面的磨損也要求在機組每年的檢修中對鎢金瓦進行一次修刮。 3.2　塑料瓦的應用 為了解決鎢金瓦存在的一系列問題，提高推力軸承長期運行的穩定性和可靠性，根據塑料瓦在我國部分水電廠成功應用的經驗，我廠從1995年起，先后對5臺機的鎢金瓦推力軸承進行了技術改造，采用了由不同國家及制造廠生產的塑料瓦，使用情況如表二： 注①塑料瓦的運行小時是指塑料瓦投用后至2003年9月30日的統計時間，機組的開停機次數也指這一時段而言； 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組Z近一次檢修時抽瓦檢查所測的瓦平均厚度與新瓦時的平均厚度之差。 表中瓦溫用BTS-180感溫頭測量，由于不同機組瓦的測溫位置有所不同，鎢金瓦與塑料瓦的導熱性能有差別，這些溫度值不能作為精確比較的依據，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號機俄羅斯產塑料瓦的磨損比其它機嚴重。每年4、5號機檢修打開推力軸承油槽時，均可發現油槽內有因瓦面磨損而生成的白色粉沫，5號機尤為嚴重，這與俄產塑料瓦的用料、工藝及瓦面積減小太多，單位壓力大大提高有關。按照電力行業標準DL/T622-1997立式水輪發電機彈性金屬塑料推力軸瓦技術條件規定，瓦面的單位壓力不應超過6.5Mpa。此外，5號機在使用鎢金瓦時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的經常堵塞，也一度導致塑料瓦在夏季時溫度偏高，瓦面磨損加劇的現象。如1996年11月，5號機抽瓦檢查就已發現外圓4個刻度圈有3圈磨光，內圓4刻度圈2圈磨光。到1998年2月抽瓦檢查，瓦面所有4個刻度圈已全部磨光，磨損量達0.3mm。 3.3　使用塑料瓦后的優缺點 塑料瓦具有耐磨、耐熱、抗裂、絕緣性能好、摩擦系數小、承載能力大的特點。我廠5臺機雖然用了3個產地的塑料瓦，但使用效果均比較理想，從2003年9月份之前的情況看，塑料瓦的應用顯示出了以下特有的優點：（1）推力瓦運行溫度大幅降低，降幅達到10℃以上，機組即使在夏季高溫也不必限負荷運行，提高了機組運行的穩定性和可靠性。（2）允許推力軸承在短時冷卻水量不足甚至中斷的情況下運行，我廠低水頭河床式的性質決定了汛期江里垃圾大量入庫，冷卻器堵塞的情況時時發生，但因此而限負荷的情況幾乎從未發生。如1號機，由于安裝位子位于水庫的左端，汛期的回水Z易將該機的冷卻系統堵塞，在1995年至1998年的汛期中，曾屢次發生冷卻器堵塞的情況，致使推力油溫上升，但機組仍安全穩定運行渡過了汛期，運行瓦溫保持在48℃以下。（3）降低了機組停機制動的轉速，更換為塑料瓦后，機組制動轉速由35%額定轉速調整為25%額定轉速，從而減輕了轉子制動環與風閘閘板的磨損，減少了發電機內部的粉塵污染。（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，以往使用鎢金瓦時每年需將全部瓦抽出，進行刮瓦破大點、排花，費時費力，并且這一工作往往占用主線時間，特別我廠4、5號機，由于推力軸承結構特殊，拆裝起來更為麻煩。使用塑料瓦后，我廠只需每年每臺機抽2塊瓦進行檢查即可，這樣至少需要花10天進行推力檢修的時間，現在3到4天就可解決。（5）簡化了機組盤車測軸線擺度的工藝。以往機組進行機械盤車測軸線擺度時，為減少橋機拉力，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行盤車測軸線擺度，而且橋機拉起來顯得十分輕巧。 塑料瓦的優點是被人們談得較多的，但是，它的缺點也不應回避。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景，只是原因可能需進一步研究。從我廠應用的實際看，塑料瓦存在以下不足或發生了一些問題：（1）機組盤車可以人工推動的說法未能做到。根據人們介紹，由于塑料瓦的摩擦系數很小，機組轉動部分用人工就可推動，事實上，我廠5臺機的人工盤車都沒成功。這對1、2、3號機影響不大，而對4、5號機就十分不利。因為前者發電機定子為固定式結構，設計有進行機械盤車的功能，而后者定子為浮動式結構，沒有機械盤車的功能。如果機組檢修需要盤車，4、5號機在用鎢金瓦時，是靠高壓油頂起裝置啟動，再進行人工盤車的方法。如今，塑料瓦無高壓油頂起裝置，給盤車帶來了一定困難。（2）塑料瓦應用至今已有多年，5臺機各個廠家生產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有老化的趨勢，等等現象或原因表明，塑料瓦的使用有一個壽命的問題，但目前塑料瓦壽命評估標準還不十分明確，就是塑料瓦用到什么樣的程度應該報廢還沒有定量的概念，如果等塑料瓦出現裂紋、脫殼、銅絲外露時再予更換，則將直接影響機組的安全運行，可見塑料瓦的壽命確認，需要兼顧安全性和經濟性的原則。（3）塑料瓦不一定耐高溫。我廠5號機在2003年9月的大修中發現其中的一塊瓦已出現一條細小的裂紋和局部脫殼的現象，用備品瓦進行了更換。次更換的1號備品瓦沒有成功，在機組大修后次連續帶負荷運行達8小時時，該單塊瓦的溫度異常升高，測量溫度在72.7℃（由于塑料的絕熱性，此時瓦面與鏡板之間的實際溫度遠大于此）時被迫停機，抽瓦檢查發現1號備品已燒損，瓦面銅網全部露出，發黑發亮。換的該塊備品瓦由于厚度大于已使用的瓦，對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瓦的厚度0.215、0.202mm，比總共10塊瓦的平均厚度高0.15mm。5號機的彈性油箱是單波紋鼓形平面支撐式的，不便進行受力調整，對各瓦的厚度要求較高，同時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號備品瓦燒損的主要原因。第二次更換的2號備品瓦，我們采用僅研磨瓦背的方法將其厚度加工成和原瓦相等，和相鄰瓦的厚度一致后，投運成功。 4　幾點建議 4.1　盡快出臺塑料瓦壽命評估標準 我國于上世紀90年代初從俄羅斯引進塑料瓦，并著手自行研制生產，很多電廠應用至今已普遍有10年左右的時間，瓦的壽命是共同面臨的問題。建議從瓦的使用時間、磨損量、外觀檢查，以及用必要的儀器檢測等方面來確定塑料瓦的壽命，以確保電廠的安全發供電。 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研制具有高壓油頂起功能的塑料瓦，試圖恢復4、5號機的高壓油頂起功能。這種瓦需要解決的關鍵問題是在瓦中間配裝高壓油噴嘴，在技術上要求噴嘴與瓦體可靠連接，并不得使高壓油滲至金屬網內引起塑料層脫殼。由于試驗設備的限制，所要求的帶噴嘴的樣品瓦試驗壓力為35Mpa時瓦面產生泄油，實際只達到8.5Mpa時瓦面產生泄油，因此，沒有投入正式生產。 4.3　塑料瓦的溫度整定值應該降低 受塑料瓦可以承受高溫信息的影響，我廠機組推力瓦在更換成塑料瓦后，瓦溫報警值和事故停機值都相應提高了5℃，如4、5號機從鎢金瓦的65℃報警、70℃事故停機到塑料瓦的70℃報警、75℃事故停機，事實證明是不正確的，必須對瓦溫整定值重新設定，設定值不能高于鎢金瓦。 5　結語 塑料瓦的應用利多弊少，提高了機組運行的可靠性，縮短了檢修工期，減輕了檢修強度，但對它的性能特點要不斷總結了解、深入研究提高，只有認識到位了，產品質量、性能提高了，塑料瓦才能更好地為電力生產服務。