中國儲能網(wǎng)訊:推力軸承是抽水蓄能發(fā)電機組最核心的組成部件之一,其工作狀況直接影響機組的安全可靠運行。目前國內(nèi)外抽蓄電站推力軸瓦均采用巴士合金瓦材料,尚無應用非金屬復合材料推力軸承的案例。主要采用金屬推力瓦+高壓油頂起系統(tǒng),開機和停機過程中,必須運行高壓油頂起系統(tǒng)。
抽水蓄能彈性金屬塑料瓦是近幾年一直在研制新技術(shù),雖然到目前為止對抽水蓄能塑料瓦在彈性流體動壓潤滑理論、機械力學特性等方面還沒有比較深入的了解,但在國內(nèi)抽水蓄能電站尚沒有實際運行經(jīng)驗。它從常規(guī)機組運行的情況看確實有許多巴氏合金瓦無法比擬的優(yōu)點。下面介紹一下抽水蓄能彈性金屬塑料瓦面材料一些認識。
1. 金屬復合材料推力軸承歷史
(1)1969年生產(chǎn)了一臺銅粉塑料瓦。1974年11月,第一臺青銅絲彈性金屬塑料瓦,應用與列寧-伏爾加水電站
(2)1988年做出了第一臺DU型金屬塑料瓦,于1989年在福建船廠溪電站投運
(3)至1993年,先后在多個電站應用。如龍羊峽、葛洲壩、丹江、白山等電站均引進前蘇聯(lián)的彈性金屬塑料瓦;2000年后,如公伯峽、龍頭石、引子渡等電站機組均采用了彈性金屬塑料瓦,并取得了良好的效果。
2. 金屬復合材料推力軸承特性
(1)塑料瓦流體動壓潤滑特性是很特殊的,與巴氏合金瓦相比有很大的差別,塑料瓦面與巴氏合金瓦面對油膜的吸附能力有本質(zhì)的不同。
(2)塑料層的絕熱性大大降低了瓦體的溫度,抑制了較大的熱變形和機械變形。
(3)塑料層的彈性還可以部分地補償軸瓦和鏡板的殘余變形,進而,改善了油膜厚度分布。
(4)塑料瓦推力軸承的損耗與巴氏合金瓦的相比減少了。這是由于塑料瓦特殊的流體動壓潤滑特性可改善油膜厚度分布所致。
3. 金屬復合材料推力軸承難點
(1)靜摩擦力比較大,水泵工況啟動是難點。動摩擦系數(shù)小于靜摩擦系數(shù)。動摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)的大小受多種因素影響,如物體表面的粗糙程度、材料的種類、溫度等。
(2)抽水蓄能機組起停機頻繁,這就要求機組經(jīng)常惰性起機和惰性停機,存在推力軸承油膜無法完全建立甚至不能建立,此時全靠軸瓦瓦面材料支撐,處于磨損狀態(tài),對于軸承材料的耐磨性提出了很高的要求。需通過調(diào)整材料的配比,如添加碳纖維等,可提高材料的耐磨性。
4. 金屬復合材料推力軸承難點解決方案
(1)目前SFC初始扭矩一般設定大概在額定的40%,可以將初始設高,在機組開始轉(zhuǎn)動以后迅速降低電流,避免機組升速率過高。
(2) 除了增加SFC的電流,也可以提高勵磁電流,處于過激磁狀態(tài),也可以增大轉(zhuǎn)矩。比空載額定電流大一些,比如1.1倍這種。要么加轉(zhuǎn)子電流,要么加定子電流,都可以,不過轉(zhuǎn)子電流不宜太大。
(3)和分布式調(diào)相機有點類似,沒有頂軸油,靜摩擦力很大,初始電流必須加到很大才能轉(zhuǎn)起來,但是一轉(zhuǎn)起來阻力就小了
(4)進一步研究比先金屬復合材料推力軸承材料。