摘要：潘家口水電廠1號機推力瓦現為巴氏合金瓦，由于該種瓦承載能力低，合金熔點低，導致機組瓦溫偏高，機組限負荷運行，因此有必要將巴氏合金瓦更換為性能優越的彈性金屬塑料瓦。本文將對兩種瓦的性能優劣，以及推力瓦更換前后機組在進行狀態下各項數據比較，說明彈性金屬塑料瓦的優越性能。

     關鍵詞：水電廠  機組  改造

    1 一號機推力瓦（即巴氏合金瓦）的現狀及存在的問題

    潘家口水電廠1號機組是東方電機廠1979年的產品，于1981年投產發電。原推力軸承使用巴氏合金扇形瓦，由于巴氏合金瓦存在著承載能力低，合金熔點低等缺點，因此容易發生瓦溫過高，甚至事故停機，直至燒瓦的事故。而在我廠，推力瓦設計的單位承載能力為4.31MPa，但實際上在額定水頭下推力瓦的單位最大負荷達到4.56MPa，已超過設計的單位承載能力的5.8％。因此機組在近幾年運行中，一直存在著瓦溫偏高的現象：春季瓦溫一般穩定在60℃以上，夏季一般在62℃以上，經常在報警溫度65℃以上運行，最高達到69.2℃，并且有逐年上升的趨勢。而巴氏合金瓦設置的停機溫度為70℃，已經非常接近。所以1號機組不得不限負荷地運行，不僅嚴重危及機組正常、安全運行，而且影響經濟效益的正常發揮。

    2 彈性金屬塑料瓦的結構和性能

    2.1 彈性金屬塑料瓦的簡介：彈性金屬塑料瓦又名彈性金屬氟塑料瓦（簡稱EMP），是我國近年研制成功的（也有俄羅斯制造的），設計合理、結構新穎的新一代產品，具有自動較正與補償推力瓦型面的作用，在溫度場和壓力場作用下，始終維持楔形油膜的存在，確保軸承始終在流體動壓潤滑狀態下正常工作，同時能防止聚四氟乙烯在空冷壓條件下的冷流，提高軸承能力，經國內多家電站大型機組的數年連續運行證實，各項性能指標均優于傳統的巴氏合金瓦，達到國際先進水平，是取代巴氏合金推力瓦的理想產品。

    2.2 彈性金屬塑料瓦的結構：塑料瓦是由摩擦系數很小、抗磨特性很高的聚四氟乙烯板為表面層，抗振性強、運行中可以波動的青銅絲網和氟塑料構造的彈性層為中間層，鋼質瓦基為底層所組成的新穎推力瓦材料。

    2.3 彈性金屬塑料瓦的性能：

①自潤滑性能好，摩擦系數0.04～0.08。

②不需高壓油頂起，可隨時冷熱啟動，開機靈活方便。

③停機時制動轉速可下降到額定轉速10～15%，減少風閘磨損，解決了電機制動環磨損開裂和石棉粉污染活塞的情況。

④承載能力強，平均工作比壓為6.5～7.0MPa。比巴氏合金瓦提高了60％～70％。

⑤綜合性能優異，能應付各種特殊的工況如飛逸時，低速滑行時、甩各種負荷時，超額115%運轉時、以及短時間漏水或斷水時，其瓦溫仍正常，運轉可靠性好。

⑥檢修無須刮瓦，安裝調試方便。

⑦使用壽命大于20年。

    2.4 彈性金屬塑料瓦的技術要求：

①產品完全符合JB/T10180—2000《水輪發電機推力軸承彈性金屬塑料瓦技術條件》。

②安裝時不用改變現有安裝尺寸。

③在四塊瓦的出油邊附近沿徑向加工3個同心環，環槽深度分別為0.05、0.10、0.20mm。

④原有的電阻型測溫孔的數量不變，同時增加瓦面測溫點一個，增加測油膜厚度點一個，相應在計算機上增加測量點。

⑤5000小時瓦面磨損量不超過0.05mm。  

    3 更換的必要性
    鑒于彈性金屬塑料瓦的以上特性，將我廠推力軸承的巴氏合金瓦更換為彈性金屬塑料瓦是十分必要的，它可以降低機組的推力瓦溫，使機組不再限負荷使用，在保證安全的的情況下充分發揮出1號機組的最大效能，創造最大的經濟效益。

     4 更換的可行性
    國內不少水電廠早在1991年就完成了將推力軸承的巴氏合金瓦更換為彈性金屬塑料瓦的工作，并取得了很好的效果，瓦溫普遍下降了10℃左右。比如：龍羊峽水電廠、安康水電廠、萬安水電廠以及丹江口水電廠，這些廠家在91年至94年間，都先后更換了推力瓦，瓦溫普遍下降，且至今仍然無任何異常。通過以上廠家的實際使用證明：推力瓦使用彈性金屬塑料瓦在我國無論是研制開發還是生產都已經是一項十分成熟的、先進的技術。它的優越性很適用于水電廠的各種大型機組的運行。施工中不用更改推力軸承的其它構造，只需將12塊巴氏合金瓦更換即可，更換工作相對容易些。因此將我廠的1號機組推力瓦更換為彈性金屬塑料瓦是可行的。

    5 更換后的試驗工作

    5.1 空載運行2小時，至瓦溫穩定，測量各部擺度、振動及瓦溫、油溫。
    5.2 在25％，50％，75％，100％的額定出力下測量瓦溫、擺度、振動。
    5.3 正常停機（30％ne時制動）。
    5.4 熱啟動機組（停機5分鐘后啟動）。
    5.5 惰性停機（不加閘停機）。
    5.6 關閉推力軸承冷卻水運行，記錄機組運行時間，瓦溫、油溫上升情況。
    5.7 在25％，50％，75％，100％的額定出力下甩負荷，記錄各部擺度、振動。
    5.8 帶負荷運行72小時。
    5.9 長時間停機直接起動試驗：停機30天，在不頂轉子情況下機組直接起動升至額定負荷或不超過額定負荷的最大負荷。

    6 試驗后的檢查
    各種試驗完成后，應抽出推力瓦進行認真、細致地檢查，主要測量每塊瓦的瓦面磨損情況，并做好記錄。

    7 結束語

    潘家口水電廠1號機推力瓦于2004年12月更換為彈性金屬塑料瓦后，當時帶93MW最大負荷72小時試運行，推力瓦最高瓦溫僅為31.8℃，較改造前的巴氏合金瓦69.2℃降低了37.4℃，降低了54.05%，徹底解決了1號機由于推力瓦溫高，被迫限負荷運行的難題，提高了機組運行的安全可靠性，使機組能夠發揮最大經濟效益。并且減少了運行時的繁瑣操作，減輕了大修時的檢修工作量。時至今天，彈性金屬塑料瓦更換已經三年了，最高瓦溫依然穩定在，因此可以說1號機的推力瓦更換工作取得圓滿成功。

參考文獻：

[1]王建忠，盧進玉.葛洲壩電廠水輪發電機組技術改造簡述[J].水力發電.2002(6).
.王保成，王威.水輪發電機使用彈性金屬塑料推力瓦應注意的問題[J].水力發電.2008.(06).