25MW汽轮机推力瓦温度高的原因探讨与处理

某公司1#汽轮发电机组在运行过程中先后出现了个别推力瓦温高问题,为了控制工作瓦温度不超允许值,不得限制负荷运行。随后通过多次试验,经过认真分析,发现推力轴承工作瓦块温度偏高的主要原因是推力瓦块本身的摇摆度不够、推力轴承自位性较差。     

三峡电站700MW机组推力轴承状态监视系统

在三峡电站ALSTOM机组推力油槽上设置油品在线监测系统,与现有的推力瓦受力测量系统及推力瓦油膜厚度实时监测系统组成了一套推力轴承状态监视系统。该系统可实时监测润滑油液状态、推力瓦油膜厚度、推力瓦受力状况、有功功率和转速,实现推力轴承多参数状态监测信息的融合,为保障水轮机组的运行安全提供了科学依据。     

平衡梁结构对水润滑可倾瓦推力轴承启停过程的影响

建立了带平衡梁结构的水润滑可倾瓦推力轴承启停过程瞬态模型,在该模型中考虑了界面滑移、挤压作用和支点变形的影响。采用该模型分析了相同运行条件下平衡梁结构与非平衡梁结构的可倾瓦推力轴承的启停过程。分析结果表明:随着瓦面高度误差的增加,轴承的启停转速增加。设计了一套水润滑可倾瓦推力轴承机理研究试验系统,包括平衡梁与非平衡梁结构的可倾瓦推力轴承,并对两种轴承的启停过程进行试验。试验结果表明:非平衡梁结构可倾瓦推力轴承各瓦之间的载荷误差达到90%,而平衡梁结构可倾瓦推力轴承各瓦之间的载荷误差小于4.6%。平衡梁结构可以降低轴承的启停转速,同时提高轴承加工及安装误差的最大许可范围。试验结果与理论分析结果取得较好的一致性。     

线支承扇形瓦推力轴承热动力润滑性能分析

建立了线支承扇形瓦推力轴承中油膜压力、油膜厚度、能量方程和粘温方程等的无量纲表达式，研究了各种刮瓦形式和支承线的倾斜度对推力轴承的油有膜厚度分布和温度分布的影响，研究表明，对于可倾瓦来说，各种刮瓦形式并不能有效降低润滑油的温升，不会明显改善推力轴承的润滑性能；推力轴承在经过长期运行后，推力瓦块支承线因受压缩将会向内倾斜，瓦块外半径处沿圆周方向上的油膜厚度显著减小，从而使润滑油温升大大提高，明显降低了推力轴承的润滑性能。     

水润滑推力轴承推力瓦应力场分析

水润滑推力轴承工作时,推力瓦和推力环端面间的高速相对运动会产生大量摩擦热,导致端面温升和热变形,使推力瓦产生局部高温和高应力,影响水对推力轴承的润滑效果、传递轴向推力效果、轴承寿命和安全性。基于ANSYS软件平台,建立水润滑推力轴承斜面平台固定推力瓦危险截面有限元分析模型,分析推力瓦危险界面的变形和应力场。结果表明:推力瓦的最大变形和最大Von Misses应力均出现在离推力瓦进水方向2/3瓦长处。     

大电机推力轴承研究

水轮发电机一股为大直径、低转速、立式的电机,由转动部分质量及水轮机水推力所产生的负荷需由推力轴承支撑,最大推力负荷达到4000吨以上。推力轴承是大型电机研发的关键技术之一影响着电站的安全稳定运行。所有现代大型推力轴承均设计为环型,由多块推力瓦组成．其支撑方法和结构有多种型式。本文分析的是弹簧支撑式大型推力轴承,采用弹簧簇为推力瓦提供分布式支撑,着重分析了弹簧支撑式推力轴承的设计原理、结构和性能。     

圆形可倾瓦推力轴承润滑的计算机仿真

针对大型设备中所应用的圆形可倾瓦推力轴承的润滑问题,采用计算机对圆形可倾瓦推力轴承的润滑性能进行了仿真,通过软件程序计算了单个圆形可倾瓦推力轴承瓦面的油膜形状分布情况、油膜压力分布规律及油膜温度分布规律、功率损耗大小、流量多少等参数。结果表明,通过该仿真程序可模拟出不同工况下圆形可倾瓦推力轴承润滑参数,进而提前实现对圆形可倾瓦推力轴承润滑特性的预测,为大型设备中所使用的圆形可倾瓦推力轴承的设计、润滑和实验提供基础数据。     

螺旋式叶轮及导叶的水力设计及性能试验研究

螺旋式叶轮是立式泵用大推力油轴承组件中的关键部件,叶轮运转时,驱动轴承的润滑油系统中的润滑油循环流动,为主推力瓦、副推力瓦与推力盘之间提供所需的润滑油,使其形成油膜,避免发生干摩擦而损坏轴承,同时带走轴承产生的热量以冷却轴承。通过叶轮及导叶的设计及试验研究,利用试验装置测试水力性能,并考虑不同温度下因黏度发生变化而对性能产生的影响。经过对试验结果的分析,证明水力特性满足推力轴承对润滑油系统的运行要求。     

刚性和弹性支撑可倾瓦推力轴承稳态特性分析

建立刚性球头支撑和弹性橡胶垫支撑可倾瓦推力轴承热弹流耦合模型；在弹性橡胶垫支撑可倾瓦推力轴承橡胶垫的弹性变形分析中采用了变形协调矩阵方法，以协调匹配橡胶垫变形和水膜厚度分布，同时在搜索稳态解的过程中引入模拟退火算法；基于变分原理求解Reynolds方程，得到了轴承水膜压力分布，并比较2种推力轴承在转子存在角不对中时的静特性。结果表明：理想工况下，刚、弹支可倾瓦推力轴承稳态特性没有明显区别；当转子存在不对中时，刚性球头支撑可倾瓦轴承在不同瓦块之间受力偏载严重，进而导致瓦面最小水膜厚度过小，瓦块容易出现磨损，而弹性支撑瓦不同瓦块之间水膜力分布更均匀，利于轴承的长期可靠运行。     

某水电站推力轴承粘滞泵泵瓦支撑座结构改造

某水电站机组在以往的检修过程中发现推力轴承粘滞泵存在卡涩现象,改造前的粘滞泵泵瓦支架与瓦支撑属于刚性接触,运行过程中会导致粘滞泵径向串动,造成瓦支架在瓦支撑内摩擦,甚至发生卡阻情况,为此对粘滞泵泵瓦支撑座结构进行了改造,在瓦支撑内部增加了铜套,形成一种推力轴承粘滞泵泵瓦支撑座自润滑铜套结构,可有效防止粘滞泵出现卡涩现象。     

弹性金属塑料瓦推力轴承起动过程试验研究

在国内外推力轴承试验研究的基础上．设计制造了弹性金属塑料瓦推力轴承试验装置，设计了基于PC机的数据采集卡组建的信号采集系统的硬件系统,使用LABVIEW开发基于虚拟仪器技术的弹性金属塑料瓦的数据采集软件系统。在该试验台上进行弹性金属塑料瓦推力轴承瞬态工况下的试验研究，分析了弹性金属塑料瓦推力轴承起动过程中的润滑性能变化。     

PTFE瓦与巴氏合金瓦推力轴承热弹流特性的对比分析

采用热弹流润滑模型对比分析PTFE瓦和巴氏合金瓦推力轴承的润滑特性。计算结果表明,采用PTFE瓦后,推力轴承中油膜的最高压力得到有效降低,油膜压力分布更加均匀,推力轴承中润滑油膜温升会提高;推力瓦瓦体的温度会大幅度下降,其整体热变形也会相应减小;适当加工推力瓦进、出油边的楔形面,可以有效提高最小润滑油膜厚度;油膜入口区域的回流现象将减弱甚至可能消失;必需润滑油量得以降低,轴承的润滑损耗减小。     

巨型水轮发电机塑料瓦推力轴承研究

分析1000 MW水轮发电机小支柱双层塑料瓦推力轴承的热弹性流体动力润滑性能,并对推力轴承性能的计算结果和测量结果进行对比分析。分析结果表明,计算结果和实测的结果吻合。小支柱双层塑料瓦可有效地控制瓦的热弹变形,提高推力轴承性能。在780 MW溪洛渡机组上的应用表明,塑料瓦推力轴承可用于巨型水轮发电机组。     

单级循环气压缩机支推轴承的设计

介绍了可倾瓦支撑轴承和可倾瓦推力轴承的工作原理及主要结构特点。论述了可倾瓦支撑轴承和推力轴承的设计方法、重要参数考核指标、润滑、材料选取等。     

新型推力瓦（EMP）轴承的数学模型和型面分析

本文描述了可倾式弹性金属氟塑料（ＥＭＰ）瓦推力轴承的热弹流数学模型并对推力瓦型面进行分析。根据ＥＭＰ瓦实际运行工况，作者提出了ＥＭＰ瓦表面存在滑移的假设，对Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程引进了滑移边界条件。     

三峡5F机组镜板修复工艺及分析

三峡Alstom5F机组运行过程中发生了多次推力轴承瓦温度过高事故停机。文中对其进行结构优化并进行修复工作,分析了事故原因并提供了修复方案,对今后大型水轮发电机的推力轴承部分结构的优化和运行维护有着积极的意义。     

核主泵无顶油惰转推力轴承磨损研究

本文介绍了核主泵在无高压油顶起推力轴承推力瓦的工况下,惰转停机过程推力轴承的磨损规律研究。基于雷诺方程分析,推力轴承流体动压润滑的油膜压力及油膜厚度变化规律,惰转停机过程分为流体动压润滑阶段、不连续流体动压润滑阶段和边界润滑阶段。核电厂全厂断电(SBO)工况下,核主泵无高压油轴承顶起系统对于选用传统的金属材料摩擦副推力轴承会有较大磨损概率,因此应采取必要措施确保核电站的运行经济性和可靠性。本文提出了轴封式核主泵用油润滑双向推力轴承所采用的新型自润滑复合材料摩擦副,从根本上解决SBO工况下推力轴承摩擦副的磨损,停机后可以再次启动核主泵并稳定运行。     

利用边界层理论确定弹性金属塑料瓦油膜能量方程的进油温度边界条件

针对推力轴承的基本结构，利用边界层理论确定弹性金属塑料瓦（EMP瓦）油膜能量方程的进油温度边界条件，结合“三峡推力轴承方案”中EMP瓦推力轴承数据，分析考虑热边界层对进油温度影响时，EMP瓦推力轴承润滑性能的变化情况。计算结果表明：考虑热边界层对进油温度的影响时，进油平均温度和最高油膜温度均有所升高，最大压力也有所增加，最小油膜厚度、流量及功耗都有所下降，说明热边界层对推力轴承的润滑性能产生了一定的影响。     

推力轴承支承方式及间隙影响研究

研究了推力轴承支承方式及油膜间隙对推力轴承性能的影响,利用Newton-Raphson法编制差分计算程序,求得了推力轴承Reynolds方程和二维能量方程的数值解,得到了不同支撑方式下瓦块的油膜厚度、压力分布和温度分布。计算结果表明,点支承扇形瓦推力轴承的热力学性能要好于线支承扇形瓦推力轴承,同时支承处的油膜厚度对瓦块的承载能力影响很大。可以通过控制每个瓦块支承处的油膜厚度,避免推力轴承内部偏载的发生,降低推力瓦块的最大温升。     

可倾瓦推力轴承的分形表面形貌润滑性能研究

提出一种考虑表面形貌时可倾瓦推力轴承润滑特性的数值计算方法,采用分形函数重构了轴承润滑表面轮廓,并将表面轮廓参数整合到可倾瓦推力轴承润滑油膜的数值计算中,探索表面形貌变化对润滑特性影响.结果 表明,随着尺度系数或分形维数增大,楔形油膜的厚度逐渐变小并且油膜的最大压力逐渐增大,油膜的压力分布波动越剧烈;当尺度系数改变时,油膜厚度和油压分布幅值变化,但分布趋势保持一致,分形维数则对其幅值和分布趋势都有影响;当分形参数变化时,轴承整体的承载能力和摩擦力出现波动,但波动很小.轴承表面形貌误差会对整个轴承的油膜的稳定性造成影响,因此在可倾瓦轴承的设计制造中要控制润滑表面的加工精度,保障可倾瓦推力轴承运行稳定.