西北口3号机组推力轴承的安装及检测方法的探讨

宜昌市西北口电厂设计装机容量3×6300KW立轴混流式水轮发电机组。期工程装机2台，于1992年投产发电。第二期工程2000年12月开始安装3号水轮发电机组，于2001年6月投入运行。

　　西北口电厂3号机组推力轴承与1、2号机组不同，推力瓦采用氟塑瓦。因氟塑瓦不需研刮，轴瓦出厂时就有很高的加工精度，故轴承座采用刚性结构的不可调节的推力盘，推力瓦与推力盘之间采用橡胶垫来传递机组转动部分的重量和轴向水推力。这样既简化了推力轴承的结构，又减少了安装检修时调整的工作量。然而，在3号机组安装过程中，由于没有充分了解该轴承的结构特点，安装工作一度受到影响。

　　一、出现问题

　　西北口电厂3号机组从尾水管、座环、蜗壳、下机架、发电机定子、机组转动部分，到上机架的安装，均严格按照“机组安装规范”和“机组监理实施细则”进行，每个部件的安装均达到规范的质量标准。

　　安装推力轴承时，先将橡胶垫按厚度均衡的原则布置在推力瓦与推力盘之间，装上镜板，调整上机架使镜板水平度符合要求后，套上推力头，在镜板和推力头之间加入已经刮削好的绝缘垫，均匀紧固推力头和镜板的连接螺栓。发电机盘车、机组总盘车时，主轴各处的摆度均符合规范要求。

　　就在机组总盘车后例行检查时，出现了“困惑”的现象：发电机气隙值在+Y和－Y方向相差6.3mm，即发电机定子轴线与主轴偏差3.15mm；转轮下冠上端面比底环上端面在+Y方向低0.35mm，而－Y方向则高出0.35mm。进一步检查发现推力盘向-Y方向移动了约4mm，如图1所示。

　　二、分析及处理

　　初看现象，似乎是发电机定子向-Y方向偏移了，水轮机座环向-Y方向倾斜了。但从机组的安装过程看，座环和发电机定子的安装精度是毋容置疑的。剩下的只有一个疑问，即机组主轴可能是倾斜的。

　　为了查明问题的实质，检测机组主轴的铅直度发现，主轴的确向+Y方向倾斜，其值为0.625mm/m。疑问得到了证实。

　　仔细分析该机组推力轴承的结构后，发现轴瓦与推力盘之间的橡胶垫是问题的关键。由于橡胶垫的厚度和密度难以保证均衡，安装时检测的镜板水平度值不能反映镜板在机组转动部分重压下真实的水平度。因此，在机组总盘车后，橡胶垫受重压后变形不均衡，镜板倾向+Y方向。同时转轮受到底环的限制不能摆向-Y方向，机组主轴上部的转子和推力头只能向+Y方向偏移，就出现了上述“困惑”的现象，如图2所示。

　　以水轮机主轴下端为基点，由主轴倾斜度0.625mm/m推算，到发电机上部气隙处转子偏移（0.625mm/m×5.0m）3.125mm，到镜板处偏移（0.625mm/m×6.0m）3.75mm,到转轮的上冠处偏移（0.625mm/m×转轮半径0.6m）0.375mm，推算值与检测值吻合。

　　原因找到后，以主轴的铅直度达到0.02mm/m为准，重新调整上机架的水平，上述“现象”即消失，发电机气隙符合规范要求，问题得到解决。

　　三、结束语

　　氟塑瓦以其摩擦阻力小、免顶转子的停机时间长、不需研刮的优点，因而在中小水轮发电机组上得到应用。但在安装时，笔者认为应重视橡胶垫的筛选，以及橡胶垫与轴瓦在厚度上的匹配；机组总盘车时，在机组主轴各处的摆度值符合规范质量要求的前提下，应以主轴的铅直度来检测校核镜板的水平度。