水轮发电机组推力外循环系统启动异常情况分析

某水电站发电机组推力轴瓦采用油冷却,推力油槽中的油再通过推力外循环系统进行水冷却。机组运行过程中多次出现推力外循环系统启动异常,推力外循环系统启动异常有可能导致机组推力瓦温度持续上升,造成机组跳机。现对机组推力外循环系统投入失败原因进行分析,结合分析结果,提出对推力外循环系统启动异常的处理措施及建议,从而彻底解决了推力外循环系统启动异常的情况。经试验及长时间运行验证,采取的处理措施效果良好,可供其他机组发生此类情况时参考。     

大型立式泵机组电机两种推力轴承比较

介绍了大型立式泵机组电机刚性支撑和弹性支撑两种滑动推力轴承的结构,比较分析了两种推力轴承的性能。结果表明,弹性支撑推力轴承具有推力瓦间受力均匀、瓦面受力均匀、抗冲击性能好、安装维修简便等优点,可以推广应用。     

基于CFD的水轮发电机组推力轴承油膜温度研究

为研究某水轮发电机组推力轴承的油膜润滑及冷却情况,建立推力轴承数值模拟计算模型,分析轴承温度和压力分布,基于流固耦合方法计算轴瓦变形情况。结果表明：该推力轴承轴瓦变形量极小,可以忽略其对轴承安全运行的影响;但该推力轴承在轴瓦外径处最大温度已超出安全运行范围,而且高温区域面积较大,影响轴承安全运行。基于正交试验方法,分析主要运行参数对推力轴承温度的影响程度。结果表明：进油压力对轴承温度影响最大,其次是进油温度,镜板转速对轴承温度的影响很小;随着润滑油进油压力和进油温度增加,推力轴瓦温度会随之上升,而随着镜板转速的增加,推力轴瓦温升减小。通过极差分析得到推力轴承最优工况组合,对于水轮发电机组的安全稳定运行有着一定的指导意义。     

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。     

单波纹弹簧油箱制造工艺研究

弹性支撑结构是水轮发电机推力部分经常采用的支撑结构,为提高水轮发电机弹性支撑结构的稳定性,从提高单波纹弹簧油箱的产品质量做起,通过对单波纹弹簧油箱的加工、焊接等工艺的研究,有效提高弹簧油箱的单件加工、装配、焊接等各环节质量,促进弹性支撑结构在大中小型机组及蓄能机组上的普遍应用。     

船舶可倾瓦推力轴承工况参数对润滑特性的影响

为研究船舶工况参数对可倾瓦推力轴承稳态和瞬态润滑特性的影响,利用Matlab建立船舶可倾瓦推力轴承热弹流体动压润滑计算模型,考虑轴瓦的热弹性变形,联立黏温方程、能量方程、油膜刚度和阻尼系数方程求解模型,研究热弹性变形以及不同载荷和转速情况下船舶可倾瓦推力轴承的润滑特性。结果表明：考虑热弹性变形时,最小油膜厚度增大,最大油膜压力和最高油膜温度降低;在正常运行工况条件下,轴瓦的热弹性变形有利于改善推力轴承的润滑性能,轴承设计时应考虑材料的抗压性和耐热性;在转速不变时随着载荷的增大,最小油膜厚度降低,最大油膜压力、温度、油膜刚度和阻尼均增加,需要特别注意重载工况下轴承的动压润滑状况;在载荷相同的情况下,随着转速的提高,油膜厚度和油膜温度增大,油膜压力变化不明显,油膜刚度和阻尼随转速增大而降低,在转速较低时下降较为明显。研究结果为优化轴承设计、提高轴承运行的可靠性和稳定性提供参考。     

水轮发电机组推力外循环油泵电机动力电缆烧毁事故分析

就×××水电站水轮发电机组推力轴承外循环系统运行中出现的推力外循环油泵电机动力电源电缆烧毁事件进行了全面分析,并提出了优化改进意见。     

600MW机组锅炉给水泵前置泵轴承结构优化设计

针对600MW机组锅炉给水泵前置泵运行工况频繁变化、长时间在小流量工况运行等情况以及在小流量工况运行时存在轴承振动、发热等问题，对前置泵非传动端的轴承结构进行了优化设计。改进后的轴承更适应电厂的实际运行情况。     

水电站机组推力轴承结构特点及安装工艺

推力轴承是水电站机组的核心零配件之一,是水电站机组平稳运行的重要保障。推力轴承的安装质量将会直接影响水电站机组的运行质量,因此需要充分认识到推力轴承的安装质量,并在现有安装工艺上不断研究与创新,逐步提高推力轴承安装质量,保障水电站机组运行。文章主要分为三个部分阐述,首先对推力轴承相关概念内容进行阐述,其次分析水电站机组推力轴承结构特点,最后阐述水电站机组推力轴承安装工艺。     

主泵推力轴承失电惰转失效分析及改进研究

主泵失电惰转对核电站的安全、可靠运行至关重要。文中介绍了轴封型主泵推力轴承的结构特点及工作原理,分析了主泵失电惰转工况推力轴承失效的故障原因和机理,基于轴承故障原因及滑动轴承Stribeck特性曲线,提出了提高推力轴承失电惰转工况运行可靠性的改进措施。综合比较后选择轴承结构设计优化方案进行了试验验证,结果表明改进后的推力轴承满足主泵失电惰转要求。     

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。     

浅析混流式水电机组推力轴承瓦的研刮

水力发电机组在盘车过程中高压顶起转动部分时,推力轴承瓦与镜板之间的间隙值达不到设计规定要求,造成盘车困难,经过对高压顶起液压系统的分析及结合液压理论进行探讨,并根据液压理论计算得出的结果,对推力瓦研刮的油室加以扩展,问题得到了解决,盘车顺利进行。     

3D Two-way coupled TEHD analysis on the lubricating characteristics of thrust bearings in pump-turbine units by combining CFD and FEA

The thermal elastic hydro dynamic(TEHD) lubrication analysis for the thrust bearing is usually conducted by combining Reynolds equation with finite element analysis(FEA). But it is still a problem to conduct the computation by combining computational fluid dynamics(CFD) and FEA which can simulate the TEHD more accurately. In this paper, by using both direct and separate coupled solutions together, steady TEHD lubrication considering the viscosity-temperature effect for a bidirectional thrust bearing in a pump-turbine unit is simulated combining a 3D CFD model for the oil film with a 3D FEA model for the pad and mirror plate. Cyclic symmetry condition is used in the oil film flow as more reasonable boundary conditions which avoids the oil temperature assumption at the leading and trailing edge. Deformations of the pad and mirror plate are predicted and discussed as well as the distributions of oil film thickness, pressure, temperature. The predicted temperature shows good agreement with measurements, while the pressure shows a reasonable distribution comparing with previous studies. Further analysis of the three-coupled-field reveals the reason of the high pressure and high temperature generated in the film. Finally, the influence of rotational speed of the mirror plate on the lubrication characteristics is illustrated which shows the thrust load should be balanced against the oil film temperature and pressure in optimized designs. This research proposes a thrust bearing computation method by combining CFD and FEA which can do the TEHD analysis more accurately.     

基于永磁悬推力轴承的磁力泵轴向力平衡方法

针对磁力泵在运行过程中产生的轴向力平衡问题,通过对磁力泵轴向力的分析,提出了采用永磁悬浮推力轴承来替代普通推力轴承的方法,彻底解决了磁力泵工作现场推力轴承磨损与破裂的问题,实现了磁力泵无接触传动,降低了噪声和功率损失,提高了磁力泵的工作效率和使用寿命。     

A method of reducing windage power loss of a high-Speed motor using a viscous vacuum pump

A new structure for reducing the windage power loss of a high-speed rotor using a spiral grooved viscous vacuum pump combined with an aerodynamic step thrust bearing is proposed. The proposed structure can pump out the air from within the sealed space of the motor housing by using the pumping effect of the spiral grooves and thereby reduce the windage power loss of the rotor. In addition, a small gap was automatically formed between the rotor and the viscous vacuum pump by using the force balance between the aerodynamic step thrust bearing and the elastic material supporting the flat plate of the vacuum pump. It was numerically shown that the proposed structure could reduce the pressure in the sealed space of the motor housing to 0.02 MPa at 30,000 rpm at a gap of 10 μm. In addition, the calculated results at 10,000 rpm were compared with the experimental results and showed good agreement and the proposed structure was very useful in reducing the windage power loss of a high-speed motor.     

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。     

可倾瓦推力轴承的线性和非线性动特性研究

建立可倾瓦推力轴承中油膜对镜板的作用力和油膜作用下可倾瓦的力矩的准静态线性和非线性动力学模型,并且通过对油膜压力进行二阶泰勒级数展开推导出４０个油膜对镜板的作用力和油膜作用于可倾瓦的力矩的线性和非线性刚度及阻尼系数,为以后进一步研究推力轴承的稳定性和动特性奠定了基础。     

可倾瓦推力轴承系统的稳定性研究

在可倾瓦推力轴承系统中,利用薄膜压力和薄膜厚度的Taylor级数展开式,对瞬态雷诺方程进行了求解,求出了薄膜力和瓦块所受力矩的Taylor级数展开式,建立了镜板和可倾瓦自由振动时的微分方程及其特征方程,以出口处与入口处薄膜厚度的比值,外载荷、瓦块倾角、镜板速度和薄膜动力粘度等为变量,经判断霍尔维茨行列式的值大于零时,表明可倾瓦推力轴承系统具有稳定性。一旦瓦块的支点确定后,出口处入口处薄膜厚度的比值即可确定,而与其它参数无关。镜板和瓦块的运动微分方程可进行解耦合求解。     

抽水蓄能机组推力头的强度与寿命分析

在抽水蓄能机组运行过程中推力头承受着交变应力,容易出现疲劳磨损从而影响机组正常运行。以江西洪屏抽水蓄能电站的推力头模型为研究对象,基于流固耦合理论并运用CFD技术,分析机组转速、油膜厚度对油膜压力分布的影响,研究推力头在不同转速和不同油膜厚度下的应变和疲劳寿命。结果表明:随着机组转速的升高,油膜压力也随之升高;随着油膜厚度的增加,油膜压力先增加后减小;推力头形变量随着转速的升高不断增加,然而形变量相比较推力头的尺寸仍属于小变形范围;在转速一定和不同油膜厚度下,推力头的最大形变均大于油膜厚度进而影响了油膜的均匀分布;推力头的应力循环次数随着转速升高,在应力集中处不断降低;随着油膜厚度的增加,应力循环次数先减小后增加。因此,为延长推力头寿命,应考虑对推力头应力集中处进行表面强化或改善其结构,同时为保证机组安全稳定运行,油膜厚度和推力头最大形变应尽量接近。