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摘 要：桃源水电站安装9台套灯泡贯流式水轮发电机组，额定容量20MW，机组尺寸大、重量重、检修工艺复杂是本电站设备的一大特点。组合轴承作为机组主要部件之一，它由发导轴承、正推力轴承、反推力轴承、轴承支架等部件组成，其作用是支撑机组发电机并承受运行过程中的水推力。一旦组合轴承出现问题，一般情况下需要将组合轴承整体吊至安装间进行处理，此种检修方法工程量大、工期长、成本高。本文结合桃源水电站灯泡贯流式水轮发电机组特点，对组合轴承机组内部的检修方法进行阐述和归纳总结，其方法可供同类型机组组合轴承检修时借鉴。
主题词：灯泡贯流式机组;组合轴承;转轮；机组内部；检修方法
1 前言
桃源水电站为湖南沅水最末一级，电站安装9台单机容量为20MW的灯泡贯流式水轮发电机组。2019年1月10日开始，电站进行了投产以来首次A级检修工作。组合轴承作为本次A修的重要检修项目，在检修前由于密封老化问题，导致推力轴承座各法兰面在运行过程中产生漏油现象。为彻底解决渗漏油有问题，并利用本次A修检查设备内部的运转情况，决定对组合轴承在机组内部进行解体处理。
2 设备结构及参数
2.1组合轴承剖面图
详见《图一：组合轴承剖面图》
2.2设备组成及参数
（1）组合轴承整体最大尺寸：Φ4200×2040mm
组合轴承最大重量：约40t
（2）轴承支架最大尺寸：Φ4200×660mm
（3）推力轴承座最大尺寸：Φ2420×1380mm
（4）推力轴承镜板最大尺寸：Φ1880×648mm
3 组合轴承检修方案分析与选择
3.1检修前现场施工条件
（1）组合轴承检修前其它设备状态：转轮室已拆除、转轮返厂修复、导水机构进行导叶外轴承座拆除检查与检修、水导轴承未拆除、受油器已拆除、发电机定转子未进行A修活动、灯泡头与流道盖板未拆除。
（2）检修工期方面：机组整体检修工期控制在2019年4月15日，转轮主机厂内修复后到电厂时间预计在3月15日，转轮具备吊装条件计划3月25日，组合轴承修复总时间20天。
3.2 检修方案分析
对于灯泡贯流式机组组合轴承解体检修，在条件允许的情况下，整体吊装后安装间内检修是最佳选择。但是组合轴承的吊装工作，需要拆除主机部件中除导水机构的所有设备，在特定的条件下工期保证和经济性较差。选择在机组内部检修的方法，可在不拆除其它主要设备的情况下进行，此方法可大大缩短工期和检修成本。桃源水电站由于在检修前期已经确定发电机部分不进行A修工作，所以组合轴承的检修工作只能在机组内部进行。因工期限制，产生了两种检修方法：其一，转轮挂装前进行组合轴承检修；其二，转轮挂装后进行组合轴承的检修。
（1）工期分析对比
图二《计划对比分析图》中方案1表示在转轮挂装前进行组合轴承检修，方案2表示转轮挂装后进行组合轴承检修。方案1明显较方案2在工期上有保障。
（2）施工条件分析对比
桃源水电站组合轴承尺寸大、重量大、翻身和拆解工序复杂、空间狭小是影响组合轴承机组内部检修的最大问题。在对比方案1、2时，主要影响因素是转轮的挂装问题。按照一般检修方法，在进行组合轴承检修时主轴两侧的设备均要挂装到位，以此来保证机组两边的平衡，有利于机组的顶起和变形控制。而方案2虽然能够保证投产时间不受影响，但是主轴下游侧转轮未挂装到位，机组整体顶起时的位移控制和变形控制较困难。
3.3 检修方案选择与控制
因方案2工期滞后对后续生产产生的影响无法把控，且沅水流域已经进入汛期来水充沛。综合考虑后选定方案1进行施工，方案2作为备选方案。在进行方案1施工时，为控制主轴转轮侧未悬挂转轮而产生的可能影响，需要在主轴顶起时对主轴和水导轴承进行位移监测，一旦监测数据较大时将停止作业，待转轮悬挂后在进行组合轴承的后续施工。
4 处理措施
4.1 检修流程
排油及管路附件拆除→主轴顶起工具（轨道）安装→推力轴承座拆除及密封更换→推力镜板拆除→反推力轴承、发导轴承拆除及密封更换→各部位回装→轴承充油试验→运转试验
4.2 排油及管路附件拆除
（1）拆除组合轴承各部位进、出油管，主轴密封进、排水管，空气围带进气管等。
（2）拆除测温电阻、探头等附件。
（3）拆除管型座上部竖井爬梯、平台。
（4）拆除大轴护罩、检修踏板等并吊运至安装间。
（5）用塑料塞对轴承各部拆除后孔洞进行封堵。
4.3 主轴顶起工具安装
（1）检查主轴顶起工具是否完好，数量符合要求。
（2）按照要求在管型座内壳体内架设轨道，调整其高度、水平、间距符合要求，并对轨道强度进行加固。
（3）安装推力轴承座移动工具，对其进行试行走，检查与推力轴承座的贴合度和行走平稳性。
4.4 推力轴承座拆除、更换密封
（1）拆除推力轴承座与轴承支架之间的连接螺栓和定位销钉，编号、登记后妥善存放。
（2）调整推力轴承座移动工具与推力轴承座之间距离，使之能够刚好将轴承座托起。
（3）用两台5t手拉葫芦在下游侧将推力轴承座与移动工具一起向下游移动。
（4）在管型座内壳体内部焊接吊耳，利用手拉葫芦分瓣解体推力轴承座，对老化密封进行更换。
（5）检查推力镜板和推力瓦面，对损伤部位进行修复和测量。
4.5 推力轴承镜板拆除
（1）推力镜板、推力瓦面、主轴轴颈等工作表面涂抹润滑油，用橡胶板保护镜板、推力瓦等重要部件。
（2）拆除推力镜板轴向保护钢板，镜板下部支顶起工具，拆除镜板连接螺栓、销钉，并编号、登记妥善保存。
（3）将镜板上瓣吊出机组至安装间妥善保存。
4.6 反推力轴承座及发导轴承拆除
（1）在镜板安装位置底部架设油压千斤顶和顶起工具，将主轴顶起0.3-0.4mm。监测水导轴承轴向变形情况为3.0mm，变形情况可控且不会对设备造成损伤。顶起工具见图三《主轴顶起工具》。
（2）拆除反推力轴承座连接螺栓，用顶丝将反推力轴承座向下游移动。
（3）检查瓦面情况，更换反推力轴承座与轴承支架之间密封。
4.7 各部位回装
按照拆除时的反向顺序，将轴承各部进行回装。
4.8轴承充油试验
运转轴承润滑油系统，检查各合缝面密封无渗油情况。
4.9运转试验
按照灯泡贯流式机组开机试验大纲，机组空转情况下运行4小时对各部位瓦温进行监测，带负荷后再连续监测24小时，各部瓦温正常、温升平稳。
5 结语
桃源水电站灯泡贯流式机组，在市场上属于应用较广泛的类型。组合轴承的检修在未悬挂转轮的情况下顺利完成，其最终各项控制数据正常，同时工期得到保证，大大增加了经济效益。然而在机组内部进行检修时，由于空间狭小、操作困难、施工环境差等因素，加之桃源水电站组合轴承尺寸较大、重量较重的特殊因素影响，在检修过程中要特别主要对设备的保护和人员安全的保护，加强施工区域用火、用电、清洗剂使用管理，同时应配备足够的消防设施。
参考文献：
[1]刘国选 灯泡贯流式机组运行与检修[M] 中国水利水电出版社，2006
[2] GB 8564-88 水轮发电机组安装技术规范[S]
[3] DL/T5038—94 灯泡贯流式水轮发电机组安装工艺导则[S]
论文作者:徐毅
论文发表刊物:《科技新时代》2019年9期
论文发表时间:2019/11/20
标签：轴承论文; 组合论文; 推力论文; 机组论文; 顶起论文; 转轮论文; 主轴论文; 《科技新时代》2019年9期论文;