弹性金属塑料瓦

#立式水轮发电机弹性金属塑料推力轴瓦技术条件Technicalspecificationsofelasticmetal-plasticsegmentforthrustbearingsofvertical-shafthydrogeneratorsDL/T622-1997中华人民共和国电力行业标准立式水轮发电机弹性金属塑料推力轴瓦技术条件DL/T622—1997Technicalspecificationsofelasticmetal-plasticsegmentforthrustbearingsofvertical-shafthydrogenerators中华人民共和国电力工业部1997-09-29批准1997-12-01实施、，-、•前言本标准是根据90年代以来引进国外水轮发电机推力轴承弹性金属塑料推力轴瓦的安装、试验、运行的实践和各使用单位在引进时技术谈判与合同条件的内容，结合国内各水电设备制造和研究部门在研制、应用国产弹性金属塑料推力轴瓦方面的经验和成果而制定的其编写规则符合DL/T600—1996《电力标准编写的基本规定》。本标准作为设计、制造、设备采购或引进时对弹性金属塑料推力轴瓦的基本要求包括以下主要内容：基本技术要求；现场试验、验收；供货范围、技术文件、现场服务；技术保证和罚款；包装、运输、标志。为了统一因弹性金属塑料推力轴瓦的应用而出现的各种技术名称和术语，本标准给出有关名称、术语的定义，并规定了标准的适用范围。本标准可以作为择优采购弹性金属塑料推力轴瓦时技术谈判的依据，也是运行、使用塑料轴瓦时应遵循的技术准则。本标准由青海省电力工业局提出。本标准由电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会归口。本标准起草单位：中国水利水电工程总公司、青海省电力工业局、龙羊峡水电厂。本标准主要起草人：付元初、张俊才、刘品一、盖炳霞、许松林。本标准委托电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会负责解释。1范围本标准规定了水轮发电机推力轴承弹性金属塑料推力轴瓦的使用条件、技术性能、试验、验收、供货服务、包装运输及厂家保证。本标准适用于单机容量大于15MVA或推力负荷大于1000kN的立式水轮发电机的推力轴承。本标准不适用于卧式水轮发电机的推力轴承、推力导轴承及立式水轮发电机的导轴承。本标准的规定不排斥新材料、新工艺在推力轴瓦上的进一步采用。本标准未给出的事项要求应符合设备制造厂家的规定。引用标准下列标准的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB11120—89L-TSA汽轮机油术语和定义弹性金属塑料复合层由弹性金属丝（一般为青铜丝）与氟塑料在一定温度条件和高压力下压制而成的具有一定弹性模量的复合材料，其弹性金属丝已部分镶嵌在氟塑料之中。弹性金属塑料覆盖层通过加压钎焊方式，将弹性金属塑料复合层焊接在推力轴瓦的钢制瓦坯上，该复合层称为弹性金属塑料覆盖层。弹性金属塑料推力轴瓦（可简称塑料瓦）具有弹性金属塑料覆盖层的钢制推力轴瓦，称为弹性金属塑料推力轴瓦，其覆盖层外表面的纯氟塑料层厚度一般为1.5mm〜2.5mm。3.4推力轴瓦进油边推力瓦面顺镜板转动方向的迎合面边界，称为推力轴瓦进油边。推力轴瓦出油边推力瓦面顺镜板转动方向的离合面边界，称为推力轴瓦出油边。油膜旋转的镜板与推力瓦面之间形成的一层有压力的油隔离层，称为油膜。油膜厚度推力瓦面某一点的油隔离层厚度。它与镜板、推力瓦间的相对运动速度、油的粘度、瓦面平均比压等因素有关，单位为umo油膜压力镜板与推力瓦面间油隔离层的压力。它与油膜厚度和推力负荷等因素有关，亦称动压油膜压力。静压油膜压力单独由高压油顶起装置所形成的镜板与推力瓦面间油隔离层的内压力，此时镜板与推力瓦间无相对运动。油膜温度用摄氏度（C）来表示的推力瓦面某一点的油隔离层温度，其温度变化用开尔文（K）表示。瓦体温度用摄氏度（C）来表示的推力瓦钢制瓦坯上相应测点的温度，其温度变化用开尔文（K）表示。3.12瓦面平均比压P总推力负荷平均分配在每一块推力轴瓦有效面积上的单位压力（压强），单位为MPa。3.13相对线速度V在推力轴瓦径向平均半径上的相对圆周速度，单位为m/sopv值表征推力轴瓦运行性能的重要参数，是平均比压P与相对线速度v之乘积，单位为MPa•m/so周向偏心距推力轴瓦支承中心与瓦面有效面积的几何中心在圆周方向的距离（弧长），单位为mm。周向偏心率周向偏心距与通过轴瓦支承中心的周向有效长度之比，为无量纲量。基本技术要求4.1使用条件弹性金属塑料推力轴瓦应能在下列使用条件下连续安全可靠运行：a）符合水电站所在海拔高程；b）适用于推力轴承的不同支承方式和不同润滑油循环冷却方式；c）轴承润滑油牌号为L-TSA32或L-TSA46汽轮机油；d）推力轴承油槽水冷却器或外循环水冷却器进水温度不超过28°C（对我国北方地区，可不超过25C）。装有弹性金属塑料推力轴瓦的推力轴承不应再设置高压油顶起装置和瓦体水冷却系统，也不必设置防止轴电流的轴承绝缘系统。塑料瓦应适用于推力轴承镜板的下列工况条件：a）镜板工作面的粗糙度不大于Ra0.4,背面不大于Ral.6。b）镜板工作表面的平面度：1）对于刚性支承的推力轴承不大于0.04mm；2）对于液压支承的推力轴承不大于0.06mm。c）镜板两平面平行度不大于0.05mm。d）镜板硬度（HB值）不低于200,其硬度差值小于30。塑料瓦应适用于推力轴承的下列工况条件：a）刚性支承的推力轴承，轴瓦间荷载分布的均匀度在20%之内；b）液压支承的推力轴承，其弹性油箱静态压缩量偏差不大于0.3mm；c）轴瓦装置的周向偏心率为6%〜9%；d）轴承油槽润滑油的清洁度应符合有关规定。4.2参数和性能要求弹性金属塑料推力轴瓦在4.1规定的范围内应能长期连续运行，其技术性能应满足下列要求：a）推力轴承的瓦面平均比压P不超过6.5MPa,轴向荷载一般不超过50MN；b）推力油槽内热油温度不超过50C；c）推力瓦瓦体温度不超过55C，机组运行中电阻温度计报警和停机整定值可分别比正常运行温度高10K〜15K和15K〜20K；d）相对线速度不超过40m/s；e）允许停机30天内无需顶转子，可直接起动开机；f）允许在油槽油温为5C及以上时起动；允许机组停机后立即进行热起动；g）允许机组转速在额定转速的10%以下进行制动，机组运行中的停机制动转速可另行规定；h）在导水叶不漏水条件下，允许不施加制动进行惰性停机，但此种停机一年之内不宜超过3次。4.2.2弹性金属塑料推力轴瓦允许在飞逸工况下运行5min而不发生损坏；在轴向荷载超过额定荷载110%的工况下应能正常运行。安装在轴流转桨式水轮发电机组上的弹性金属塑料推力轴瓦，应能承受机组空载工况下或负荷突变引起的抬机冲击而不致损坏。当机组每次盘车不超过10圈时，弹性金属塑料推力轴瓦不应磨损，但必须在瓦面上涂抹清洁的汽轮机油。弹性金属塑料推力轴瓦在油槽冷却器漏水不超过总油量5%的情况下，仍可允许短时运行，但运行时间不得超过4ho4.2.6当推力轴承油冷却器的冷却水中断时，若瓦体温度不超过55°C、推力油槽的热油温度不超过50C，塑料瓦应仍能继续运行，其允许运行时间由制造厂确定。轴瓦塑料表面的磨损，可通过在推力瓦出油边沿径向均匀布置的刻有同心圆环槽的标记来检定（一般沿径向布置2〜4个同心圆环槽）。初期运行3000h的磨损量不超过0.10mm,以后每5年不超过0.10mm。弹性金属塑料推力轴瓦的设计，应考虑在正常或事故工况下运行时，不会对镜板工作表面造成损害。在每年运行时间5000h以上和开停机1200次以下的情况下，弹性金属塑料推力轴瓦的使用年限不少于25年。4.3质量一般要求制造厂应根据经用户审查的水轮发电机组及其推力轴承的各项技术参数及结构尺寸，按照专门的工艺技术和生产条件加工。弹性金属塑料复合层所用的氟塑料必须整块压制，不允许采用拼接方式；其纯氟塑料层厚度一般为1.5mm〜2.5mm,外观检查塑料层内不应有夹渣、分层、表面裂纹和明显气孔；若采用漆加剂时，瓦面颜色和光泽应均匀一致。弹性金属塑料复合层与推力轴瓦的钢制瓦坯的结合应密实、牢固，允许的局部空洞、脱壳和结合不良缺陷不应超过表1的规定；但复合层与瓦坯的四周不允许有脱壳和缺损，断面切割应光滑、平整。瓦面形状应符合设计要求，并在制造厂内加工完成，用户在安装、检修维护时不进行修刮。检查塑料瓦瓦面形状和各部厚度尺寸应符合制造厂设计规定。轴瓦更换已运行的水轮发电机组，要将其推力轴瓦更换为弹性金属塑料推力瓦时，其轴承结构尺寸一般不作改变。当必须作局部变动时，由供方与买方协商决定，并在合同的技术条件中明确规定。表1塑料瓦面结合质量标准瓦面积瓦面积cm2容许单个缺陷最大面积cm2允许缺陷总个数容许缺陷总面积占瓦面积的百分数%500及以下W162W4>500〜1000W252W4>1000〜1500W253W4>1500〜2000W364W4>2000〜3000W365W4>3000W366W3测温元件弹性金属塑料推力轴瓦应在每块瓦内装设1个电阻型温度计，整套轴瓦至少应装2〜4个带电触点或开关量输出的电阻温度计。所埋设的测温元件应能测出运行工况时最热区域内的瓦体温度。在油槽内应装有分别测量冷油和热油温度的电阻型温度计，其中测量热油的温度计不应少于2个。现场试验、验收5.1试验约定塑料瓦的现场试验分为一般性验收试验和现场型式试验。当用户有要求时，可对首次投用的弹性金属塑料推力轴瓦进行现场型式试验。现场型式试验应在供方的专家指导下进行，试验设备由供方提供。试验内容和双方责任应在定货技术合同中加以明确。5.2试验目的现场一般性验收试验是确定塑料瓦的可使用性。现场型式试验是监测水轮发电机组在各种运行工况下，塑料瓦瓦面油膜厚度、油膜压力、油膜温度、推力油槽油温度的变化过程，确定额定工况下瓦面油膜厚度、油膜压力、油膜温度的分布状态，正确评价塑料瓦的运行性能，检查轴瓦的磨损情况，并为以后机组运行、维护管理提供依据。5.3试验条件按照5.1约定的弹性金属塑料推力轴瓦的现场试验，除另有规定者外，均应在机组安装地点进行。5.3.2试验工况a）空载试验2h〜4h；b）带25%、50%、75%、100%额定负荷工况下各运行2h；c）带额定负荷72h连续运行；d）冷态起动（起动时油槽油温大于等于5°C并小于10°C）2次；e）热态起动（起动间隔时间为5min〜10min）2次；f）机组在115%额定转速的工况下运行10min；g）机组惰性停机1次；h）推力轴承油冷却器断水试验：断水时间以油槽油温及轴瓦瓦体温度不超过规定值为限；i）甩负荷试验两次，分别甩额定负荷的50%和100%。试验项目现场一般性验收试验按5.3.2规定的各种工况进行，测量瓦体温度、油槽油温的变化和稳定情况。现场型式试验项目按5.1规定并根据现场条件和机组运行情况确定，一般可以包括如下内容：a）塑料瓦瓦面油膜厚度测定；b）塑料瓦瓦面油膜压力测定；c）塑料瓦瓦面油膜温度测定；d）塑料瓦瓦体温度的测定；e）塑料瓦瓦面磨损量测定；f）塑料瓦推力轴承摩擦损耗测定。试验完成后，用于试验的装有各种传感器的试验瓦应更换为永久塑料瓦。验收弹性金属塑料推力轴瓦的验收分为制造厂出厂验收和现场试验验收，现场试验验收应符合5.1〜5.4的规定。制造厂出厂验收内容包括：a）依据设计文件，弹性金属塑料推力轴瓦在制造厂出厂时应检查结构尺寸及钢瓦坯材质化验合格证；b）检查弹性金属塑料复合层及其与钢制瓦坯钎焊结合质量，应符合4.3的规定；c）检查瓦面形状和加工粗糙度，其应符合设计要求，制造厂应向用户驻厂验收人员提供瓦面形状、厂内试验、检验记录，必要时用户驻厂验收人员可以抽查检验。最终的出厂验收，应在电站现场开箱检查后完成。依据定货技术合同和第4章基本技术要求，由制造厂与用户之间商定现场验收试验大纲，逐项进行试验。现场试验合格并经一段时间运行后，可进行塑料瓦瓦面初期磨损量检查测定。现场试验期间，由于设备故障而使试验中断，在处理完毕后应重新恢复试验，直至合格。在弹性金属塑料推力轴瓦按技术要求做完所有试验，并经制造厂和用户共同签署验收交接证书后即可正式投入商业运行。供货范围、技术文件、现场服务制造厂依据合同要求的技术条件提供整套弹性金属塑料推力轴瓦。若用户需要备品及试验用塑料瓦时在定货合同中应明确注明。每块瓦应配备测量瓦体温度用的电阻型温度计，用户对测温有特殊要求时在定货合同中应明确注明。试验塑料瓦应带有测定油膜厚度的传感器、测定油膜压力的传感器和测定油膜温度的传感器，试验瓦数量由合同具体规定。试验用的仪器、仪表、电缆、设备均由制造厂提供。具体试验方案应在制造厂专家到达工地后和用户共同商定。制造厂应提供以下图纸和资料：弹性金属塑料推力轴瓦设计结构图、产品性能说明书、安装说明书、运行维护说明书及设备装箱清单。以上图纸资料应提供一式三份。主要的图纸和资料应经用户方代表审查同意。国外厂商提供图纸资料均以英文为准，如不属英语国家则必须有英译文件。制造厂应提供现场安装指导服务，保证弹性金属塑料推力轴瓦安装质量，直至投入正常商业运行。若进行现场型式试验，制造厂应负责现场试验瓦的标定、试验接线的安装布置、试验数据的测试及整理，用户应配合制造厂进行试验。制造厂应负责培训用户派出的安装检修人员，使其熟悉和掌握弹性金属塑料推力轴瓦运行、检修和维护的技能。技术保证和罚款制造厂应按定货合同规定向用户提供合格的弹性金属塑料推力轴瓦，在正确保管、安装、使用和维护的情况下，在其使用期限内应有符合本标准要求的性能。除定货合同另有规定外，在安装和现场试验过程中以及设备保证期内，对设计不完善、工艺或材料的缺陷而造成的损坏或故障，制造厂应负全部责任。为保证设备的满意运行，用户在发现设备缺陷后应迅速通知制造厂，制造厂在接到用户通知后，应及时对有缺陷的设备或部件进行必要的调整和替换，用户不承担费用（包括制造厂在现场工作的专家费用）。7.3弹性金属塑料推力轴瓦保证期限为投入商业运行后2年（或累计运行8000h）。但从设备运达现场之日算起不超过3年。在此期间，如因制造质量原因而损坏或不能正常工作，制造厂应无偿为用户更换，相应的保证期重新计算。制造厂延期供货、不按期提供规定的图纸或现场服务和设备达不到技术要求，按违约处理，违约及罚款在合同协议中由供需双方另行商定。包装、运输、标志8.1若订货合同中有规定，弹性金属塑料推力轴瓦包括供货范围内的所有零部件、备品备件必须经买方代表或指定的技术负责人验收合格签证后才能进行包装运输。包装应当坚固结实，具备保护轴瓦设备安全和数量完整的良好性能，并根据不同地区和要求，应能防潮、防震、防雨、防腐、防冻、防盐雾、防锈蚀、防碰撞等。包装箱的尺寸和重量应满足用户提出的要求，还应适应于运输、装卸、储存等条件。在包装箱中，应附有轴瓦出厂合格证书、技术文件、出厂试验合格证书以及有关图纸和装箱清单。包装标志要简明清晰，文字简练，图案清楚，并为国际上通用，标志的文字字母及数字号码大小要适当，并符合一般机电设备运输的规定。货物发运之前，制造厂应在每个包装箱的侧面用擦洗不掉的油漆以醒目的中文或英文写上下列标志：a）收货人；b）合同号；c）运输标志；d）收货人代号；e）目的港（包括水电站名称）；f）货物名称和项目号、箱号；g）毛重/净重（kg）；h）体积（长X宽X高）（mXmXm）。制造厂随货物所提供的技术文件，其包装表面和内部应有如下标志：a）货物名称；b）合同号；c）受货人；d）目的港（包括水电站名称）；e）技术文件清单（目录）等。在每批轴瓦发出后的一周内，制造厂应用书面方式通知用户并指明：a）设备名称；b）件数、件号和重量；c）合同号；d）轴瓦的合同价值；e）货运单号码；f）设备发出或装运日期。轴瓦的保管按国家有关的标准执行，进口塑料瓦应按供买双方国家的标准执行，包装的有效保管期不少于12个月。桓仁电站1号机推力轴承更换弹性金属塑料瓦的试验总结一、更换弹性金属塑料瓦的必要性和可行性桓仁电站1号水轮发电机组于1968年投产发电，自投产到现在，已运行了近30年。传统的钨金瓦检修工艺要求高，工艺复杂，摩擦系数比氟塑料大。推力轴承在运行中瓦温一直偏高，夏季瓦温经常在60°C以上，最高时接近报警温度。弹性金属塑料瓦与钨金瓦相比，具有摩擦系数小、运行瓦温低、运行工况灵活，检修时不需刮瓦，工艺要求简单等优点，因此，有必要将钨金瓦更换为弹性金属塑料瓦。九十年代以来，我国几个大型水电厂，先后引进了俄罗斯的弹性金属塑料瓦，对传统的水轮发电机推力轴承进行了改进，并获得成功。近几年来，我国自己制造的弹性金属塑料瓦也相继问世，经过在几座大型电站中运行实践的考验和测试，各项技术指标和性能都不低于俄罗斯生产的弹性金属塑料瓦。我厂回龙电站的两台机组先后更换了国产的弹性金属塑料瓦，实践证明运行情况良好，这就为桓仁1号机选用国产弹性金属塑料瓦提供了技术保证。二、订购弹性金属塑料瓦的技术要求及改造后的运行试验我厂于96年7月与大连三环复合材料技术开发公司签订了购货合同，利用原巴氏合金推改制成弹性金属塑料瓦。96年11月至97年1月，利用机组扩大性大修的机会，将其更换上，并按技术要求进行了试验，取得了圆满的成功，现将试验的情况做如下总结：（一）、机组的主要参数1、水轮机主要参数水轮机型号：JF2005—LJ—410设计水头：53.2m实用最大水头：60.0m实用最小水头：47.1设计流量：118m3/s额定出力：150r/s飞逸转速：280r/s吸出高度：+1.5m2、发电机主要参数发电机型号：TS854/156—40额定容量：85300KVA额定电压：13.8KV额定电流：3570A额定功率因数：0.875转动惯量：》11000t.m转子额定电流：1150A3、推力轴承主要参数项目钨金瓦塑料瓦推力负荷66016551瓦块数10块10块单瓦面积1848.74cm21759.99cm2单位压力35.7kg/cm237.2kg/cm2支撑形式托盘支柱螺栓式托盘支柱螺栓式（二）、弹性金属塑料瓦的结构及技术要求1、塑料瓦的结构弹性金属塑料瓦的结构与原钨金瓦基本一样，由于是利用原有机组的钨金瓦改制成的，瓦基与原钨金瓦基相同，塑料层面积是1759.99cm2,比原钨金层减小了88.75cm2。转轮重量由原来的4Ot减少到35t，所以单位压力由原来的3.57MPa增至3.72MPa。弹性层由绕制的青铜丝与加填料的聚四氟乙烯塑料粉压制成形烧结而成，塑料面为灰黑色。2、订购弹性金属塑料瓦的技术协议1）、协议的主要内容与适用范围（1）、本协议规定了弹性金属塑料瓦的技术标准。（2）、本协议规定了弹性金属塑料瓦的出厂质量标准和其它的有关事项。（3）、本协议适用于桓仁发电厂用旧巴氏合金推力瓦改制的弹性金属塑料瓦。2）、产品标准（1）、摩擦磨损系数摩擦系数磨损系数<0.05<6.6X10-10试验条件：滴油润滑8—10次/分钟、M2000摩擦磨损试验机。2）、不同负荷下的变形和弹性模量负荷MPa2.04.06.08.010.012.0变形mm0.0150.030.0450.0590.0740.089弹性模里mm±1.83X103MPa（3）、瓦面允许温度W110°C（4）、冷却器允许断水运行时间45min3）、质量标准

（1）、产品的几何尺寸符合甲方图纸要求，其中推力瓦正、反面波浪度（平面度）应小于0.03mm2）、推力瓦的塑料表面应光滑，不允许出现裂纹、气泡、缩孔、坑点、铜丝头裸露和划痕

等缺陷；（3）、塑料与铜丝、铜丝与瓦基的结合应牢固；（4）、推力瓦塑料表面层（耐磨层）厚度应在2.0—3.5mm范围内。4）、其它事项（1）、巴氏合金旧瓦基由甲方提供，瓦基厚度尺寸加工至102±0.2mm，平行度：〈0.12mm；（2）、乙方提供的推力瓦在运行时，允许惰性停机和热启动；允许盘车时不抹猪油而用透平油（3）、弹性推力瓦安装后，在适当时间双方共同进行下列项目试验：a、断水试验b、惰性停机试验c、热启动试验d、温升试验（三）、试验情况

此次试验采用原推力轴瓦的常规电阻温度计测量瓦温和油温。1、空载温升试验开机前平均瓦温33°C，油温39°C。开机后空载运行2.15小时，瓦温稳定在28—30°C，平均温度28.8C，进水温度1.65°C，水压0.38MPa，冷油温度19.41C，热油温度20.26C。2、负荷温升试验上游水位293.59m，机组并网后，分别带导叶最大开度下负荷的60%、100%两个工况点进行

试验。a.带导叶最大开度下负荷的60%（35MW），运行1小时后，进水温度1.78°C，水压0.30MPa,冷油温度18.93C，热油温度19.61C，机组运行情况良好，瓦温基本稳定在27—29C，平均温度27.85C；b.带导叶最大开度下负荷的100%(59MW),运行1小时零40分钟后，进水温度1.99°C，水压0.3MPa,冷油温度21.27C，热油温度21.86C，机组运行情况良好，瓦温稳定在30—33C左右，平均瓦温31.01C。3、热启动试验热启动试验是在带100%负荷、瓦温稳定的情况下停机，再启动。启动间隔不超过10分钟，热启动2次。热启动过程中，没有发现瓦温有异常现象，开机时平均温度为29.49C。4、正常停机试验

停机时，当转速下降至额定转速的35%时，加闸制动。