浅谈弹性金属塑料瓦的应用

　　推力轴承是水轮发电机组的关键部件之一，其工作状况直接影响机组的安全运行。广西合面狮水力发电厂共装4台水轮发电机组，1^# 、2^#机组分别于1975年、1974年投产运行，3^#、4^#机组于1976年投产运行，原装机容量4×17MW。水轮机型号为ZZ₅₈₇-LJ-330，发电机型号为TS550/80-28。1988年～1996年期间，先后对2^#、4^#、3^#、1^#机组进行了增容改造，总装机容量增至4×20MW。原4台机组的推力轴瓦都是传统的巴氏合金瓦。3^#、2^#机组分别在1995年10月及1998年12月机组扩大性大修时将推力轴瓦改用弹性金属塑料瓦。实践证明，使用弹性金属塑料瓦具有许多优越性，同时也存在一些不足，现分述如下。
　　1　温度比较
　　长期以来，推力轴瓦的温度一直是机电技术人员特别关注的问题。因为推力轴瓦的温度偏高，困扰着机组的安全运行。查1997年2^#机组的运行日志，在推力油槽冷却系统正常使用的情况下，推力轴瓦的温度如表1所示。因厂温度控制系统整定65℃发报警信号。70℃事故停机。因此，2^#机组推力轴瓦温度报警信号经常发出，中控室及机组机旁盘上的“机组水力机械故障”光字牌经常亮着，当本台机组再有其它故障信号发出时，中控室的电气值班人员不知，机械值班人员也不易发现，由此容易引发机组事故；另一方面，温度继电器长时间带电，容易烧坏。针对进一问题，过去采取的措施是：将2^#机组推力轴瓦温度整定值调整为：70℃报警发讯，75℃事故停机，要求运行值班人员加强监视。大家都知道，这并不是解决问题的根本方法。
　　1995年12月，我厂首次在3^#机组使用弹性金属塑料瓦。其推力轴瓦的温度情况可从表1得知。此外，从表1还可以了解到：在额定负荷为20MW，推力油槽冷却系统使用情况相同的条件下，弹性金属塑料瓦的Z高温度值比巴氏合金瓦的Z高温度值低约12℃～18℃。

表1 两种推力轴瓦温度比较表 ℃

注：1.推力轴瓦共设8个测点，表中温度值为Z高值；2.两台机组所带负荷均为增容后的额定负荷20MW。

 　　使用弹性金属塑料瓦，机组推力轴瓦温度偏高的问题得到了彻底解决，有效地提高了机组运行的可靠性。
　　2　弹性金属塑料瓦摩擦系数低
　　据有关资料得知：巴氏合金瓦与金属的干摩擦系数为0.15-0.20，而弹性金属塑料瓦与金属的干摩擦系数仅有0.05～0.08。这使得弹性金属塑料瓦的机组起动变得容易，而且机组在长时间停机后，不象使用巴氏合金瓦的机组那样，定期空转机组或顶转子，使推力轴瓦与镜板之间形成良好的油膜，而是可以直接起动机组。这样，不仅可以减少运行值班人员的工作量，还缩短了机组启动的时间，减少耗水。
　　弹性金属塑料瓦摩擦系数低对机组也存在负面影响。由于本电站是70年代投产，机组至今已运行了20多年，机组增容改造，水轮机部分没有改动，所以导水机构少量漏水不可避免，由此导致使用弹性金属塑料瓦的3^#机组与2^#机组在停机后容易自转，采取的措施是停机后仍投入制动风闸，须要开机时，先解除制动风闸后再开机。
　　3　减少检修工作量
　　弹性金属塑料瓦在安装和检修时，不需要进行研刮或其它加工，机组盘车时，也不需在推力瓦与镜板之间涂抹猪油，与巴氏合金瓦相比，大大减少了安装检修的工作量，有利于缩短安装检修工期。
　　4　弹性金属塑料瓦的寿命不长
　　我厂3^#机组1995年12月起使用上海某厂生产的弹性金属塑料瓦，运行至1998年10月机组再次扩大性大修时，拆下推力轴瓦，发现8块弹性金属塑料瓦都存在塑料层开裂现象，裂纹深度直到青铜丝，使得全套瓦退出运行。我厂将原备用的一套钢质瓦体运到厂家，制好塑料层后再运回本厂，这样3^#机组才能得以使用。
　　弹性金属塑料瓦存在裂纹后，没有任何修补措施，就此退出运行，这样看来，弹性金属塑料瓦是一次性的，而且，运行的时间并不长，正如我厂3^#机组，一套弹性金属塑料瓦也只运行了3年。
　　5　弹性金属塑料瓦的温度控制
　　由于弹性金属塑料瓦比巴氏合金瓦的温度低得多，并且在同一天，弹性金属塑料瓦的温度随负荷变化极小；全年内，瓦温变化的幅度也不大。所以，我厂的2^#机组与3^#机组的巴氏合金瓦更换成弹性金属塑料瓦后，报警温度整定值仍为巴氏合金瓦时的整定值，这是不合理的。弹性金属塑料瓦的瓦温，是控制瓦是否正常运行的重要参数，瓦温本身的高低并不起决定作用，主要问题是监视瓦温的变化幅度，如果瓦温发生突变，就是不正常的讯号，应采取相应的措施处理。建议弹性金属塑料瓦的报警温度综合考虑全年瓦温的变化并留一定裕量来整定为宜。
　　弹性金属塑料瓦是一种新型的推力轴瓦，它在承载，耐温、绝缘性能好，摩擦系数小等方面获得广泛认可，但也许由于加工工艺的技术问题影响产品质量，使得弹性金属塑料瓦在实际应用中寿命不长。如果克服这点不足，弹性金属塑料瓦的应用一定会有更广阔的前景。