『DL T622-2012』立式水轮发电机弹性金属塑料推力轴瓦技术条件

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

Technical specifications of elastic metal-plastic segment for thrust bearings of vertical-shaft hydrogenerators
DL／T 622-2012
代替DL／T 622-1997
2012-01-04 发布 2012-03-01 实施
国家能源局 发布
前 言

本标准对DL／T 622-1997《立式水轮发电机弹性金属塑料推力轴瓦技术条件》进行修改的主要内容包括：
——对原标准的有关名词、术语作进一步补充和完善；
——明确本标准的适用范围对机组容量和推力负荷值不进行限制；
——对推力轴承保护的报警、停机整定值、机组盘车圈数、惰性停机及冷却水系统断水时间以及塑料推力轴瓦的磨损量和使用年限等作了修正和调整；
——对塑料推力轴瓦的设计、制造质量、安装、使用与验收作了更详细的规定等。
本标准由中国电力企业联合会提出。
本标准由电力行业水轮发电机及电气设备标准化技术委员会归口。
本标准起草单位：东方电气集团东方电机有限公司、中国水利水电建设股份有限公司。
本标准主要起草人：付元初、贺建华、钟海权、郑小康、陈锡芳、李红春、吴贵蓉。
本标准首次发布时间：1997年9月，本次为第一次修订，实施后代替DL/T 622-1997。
本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市白广路二条一号，100761)。

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、制造质量、安装与使用、试验、验收、供货范围、售后服务、包装运输储存及制造厂保证。
本标准适用于立式水轮发电机的推力轴承。
立式发电电动机的推力轴承、卧式水轮发电机的推力轴承及水轮发电机组的导轴承可参照本标准执行。
其他具有类似运行工况和使用条件的旋转机械的推力轴承、导轴承也可参照本标准执行。

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB／T 7596 电厂运行中汽轮机油质量
GB／T 7894 水轮发电机基本技术条件
GB／T 8564 水轮发电机组安装技术规范
GB 11120 L-TSA 汽轮机油
DL／T 507 水轮发电机组起动试验规程
JB／T 8660 水电机组包装、运输和保管规范

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。
3.1
弹性金属塑料复合层(简称弹性复合层) elastic metallic plastic compound layer
由绕簧状的金属丝层(一般为青铜丝)与塑料材料(一般为聚四氟乙烯)在一定工艺条件下压制而成的具有一定弹性模量的复合材料层，其绕簧状的金属丝已部分镶嵌在塑料层之中。
3.2
弹性金属塑料推力轴瓦 elastic metallic plastic thrust pad
按专用工艺技术规范，将弹性金属塑料复合层焊牢在推力轴瓦的金属瓦基上，经加工后其形状和几何尺寸符合要求的轴瓦称为弹性金属塑料推力轴瓦，简称塑料推力瓦或EMP推力瓦。
3.3
瓦面柔度 λ pad flexibility
在一定温度下，塑料推力瓦的瓦面承受单位压力作用下所产生的弹性压缩变形量，单位为μm／MPa。
3.4
推力轴瓦进油边 oil inlet of thrust pad
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。
3.5
推力轴瓦出油边 oil outlet of thrust pad
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。
3.6
油膜 oil film
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。
3.7
油膜厚度 oil film thickness
推力瓦面某一点的油隔离层厚度，它与镜板面和推力瓦面间的相对运动速度、油的黏度、瓦面比压等因素有关，单位为μm。
3.8
油膜压力 oil film pressure
推力瓦面某一点的油隔离层压力，它与镜板面和推力瓦面间的相对运动速度、油的黏度、瓦面比压等因素有关，也称为动压油膜压力，单位为MPa。
3.9
油膜温度 oil film temperature
镜板面与推力瓦面间油隔离层某一点的温度，用摄氏度(℃)表示，其温度变化用开尔文(K)表示。
3.10
瓦体温度(简称瓦温) pad temperature
用电阻型温度计测量得到的推力瓦金属瓦基上规定位置的温度，简称为RTD瓦温，用摄氏度(℃)表示，其温度变化用开尔文(K)表示。测点位置一般为：距离推力瓦面20mm～30mm的平面层上，至内缘的距离是瓦宽度的60％～80％，至进油边的夹角是瓦面夹角的60％～80％。
3.11
轴承比压Pm(单位平均压力) bearing mean specific load
总推力负荷与推力瓦有效承载面积之比，单位为MPa。
3.12
平均线速度υ_maverage velocity
在推力轴瓦平均半径上，镜板面与推力瓦面的相对周向线速度，单位为m／s。
3.13
Pυ 值
推力瓦面比压与平均线速度的乘积，单位为MPa·m／s。
3.14
周向偏心距 circumference offset of support center
推力轴瓦支撑(合力)中心与瓦面有效承载面积的几何中心在圆周方向的距离(弧长)，单位为mm。
3.15
周向偏心率 circumference offset ratio
周向偏心距与经过支撑(合力)中心的轴瓦周向有效长度之比，为无量纲量。
3.16
开焊 soldering crack
指弹性复合层与金属瓦基表面结合不牢而造成常温下弹性复合层与金属瓦基表面的分离。
3. 17
分层 delaminating
指弹性复合层内，金属丝与金属丝或塑料与塑料之间出现的分离现象。
3.18
脱壳 shelling
指弹性复合层内，金属丝与塑料层之间因镶嵌不牢固而产生的分离现象。
3.19
翻边 warping of edge
瓦面精加工后，因残余应力释放等影响，导致轴瓦四周边宽约10mm～15mm窄带局部厚度增大现象。

4 基本技术要求
4.1 使用条件

4.1.1 塑料推力瓦应能在下列使用条件下连续安全可靠运行：
a) 符合机组所处工作环境要求。
b) 适用于推力轴承瓦变形合适的各种支撑结构和不同的油循环冷却方式。
c) 轴承润滑油应为符合GB 11120要求的L-TSA汽轮机油或者性能相当的其他润滑油。
d) 推力轴承的油冷却器进水温度，一般不超过28℃、不低于5℃。
e) 平均线速度不超过40m／s、不低于4m／s。
f) 推力油槽内热油温度不超过50℃、不低于5℃。
g) 机组最大推力荷载对应的轴承比压不超过6.0MPa。
4.1.2 装有塑料推力瓦的推力轴承不应再设置高压油顶起装置，也不必设置防止轴电流的轴承绝缘系统。

4 基本技术要求
4.1 使用条件

4.1.1 塑料推力瓦应能在下列使用条件下连续安全可靠运行：
a) 符合机组所处工作环境要求。
b) 适用于推力轴承瓦变形合适的各种支撑结构和不同的油循环冷却方式。
c) 轴承润滑油应为符合GB 11120要求的L-TSA汽轮机油或者性能相当的其他润滑油。
d) 推力轴承的油冷却器进水温度，一般不超过28℃、不低于5℃。
e) 平均线速度不超过40m／s、不低于4m／s。
f) 推力油槽内热油温度不超过50℃、不低于5℃。
g) 机组最大推力荷载对应的轴承比压不超过6.0MPa。
4.1.2 装有塑料推力瓦的推力轴承不应再设置高压油顶起装置，也不必设置防止轴电流的轴承绝缘系统。

4.2 设计参数和性能要求

4.2.1 塑料推力瓦的设计应满足4.1规定的使用条件。对于原有轴承更换塑料推力瓦，一般不改变其安装尺寸。当必须作局部改动时，由制造厂与用户协商，并在专用技术协议中规定。
4.2.2 应在塑料推力瓦面进油边侧加工周向进油坡口，一般其宽度为8mm～15mm，最大深度为0.3mm～0.6mm。
4.2.3 塑料推力瓦应具有合适的柔度，塑料推力瓦面应具有与其柔度、荷载、支撑结构相适应的型面。
4.2.4 在油槽内热油温度为5℃及以上时，塑料推力瓦轴承应允许机组起动。
4.2.5 塑料瓦推力轴承按以下条件设定报警和停机值：
a) 如果在金属瓦基中埋置RTD，则当瓦体温度不超过55℃时，允许塑料推力瓦长期运行。瓦体温度达55℃时报警，达60℃时停机。
b) 当油槽热油温度不超过50℃时，允许塑料推力瓦长期运行。油槽热油温度达50℃时报警，达55℃时停机。
c) 当油槽热油温度不超过40℃时，瓦温的报警和停机整定值分别是比热油温度(稳定值)高出10℃～15℃和15℃～20℃，但不得高于a)项的规定值。
4.2.6 塑料推力瓦轴承应能承受机组过速、飞逸、甩负荷、调速器扰动等各种工况的考验，并能承受机组空载下或负载突变引起的抬机冲击，在推力荷载为额定荷载的110％工况下应能短时正常运行。
4.2.7 在油槽冷却器漏水量不超过总油量5％的情况下，可允许塑料推力瓦短时运行，但运行时间不得超过4h。
4.2.8 当塑料推力瓦轴承的油冷却系统冷却水中断后，若瓦体温度不超过55℃、油槽的热油温度不超过50℃，推力轴承应能继续运行，其允许运行时间由制造厂确定。对新设计的塑料瓦推力轴承，一般允许断水运行时间(不包括改造机组)不少于20min。
4.2.9 对采用外循环冷却的塑料推力瓦轴承，不允许断油运行。
4.2.10 塑料推力瓦允许机组转速降至平均线速度为1.8m／s～2.0m／s(对应转速在塑料推力瓦安装使用说明书中规定)时进行制动停机。
塑料推力瓦允许机组惰性停机，但为了减少瓦面材料的磨损，每年不加闸惰性停机次数不应超过3次，且转速下降到平均线速度为1.0m／s时的持续运行时间不超过15min。
4.2.11 塑料推力瓦面的磨损，可通过在推力瓦出油边附近沿径向布置的刻有同心圆环槽的标记来检定(一般沿径向布置2～3组同心圆环槽，每组加工2～4个圆环，环槽深度为0.05mm～0.20mm)，初期运行3000h的磨损量不超过0.10mm，以后每3年不超过0.10mm。当磨损总量超过0.5mm时，应更换塑料推力瓦。
4.2.12 塑料推力瓦的设计，应考虑机组正常运行时，不会对镜板工作表面造成损害。塑料推力瓦面材料可以添加或者不添加改性填充剂，添加的填充剂不得脱落或者划伤镜板工作表面。
4. 2.13 在每年运行时间5000h以上和开停机1200次以下的情况下，塑料推力瓦的使用年限不少于15年。

4.3 制造质量要求

4.3.1 制造现场应具备能保证塑料推力瓦质量的厂房和必要的加工设备。
4.3.2 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。
4.3.3 弹性金属塑料复合层必须整块压制，不允许拼接。
4.3.4 同套(台)推力瓦所用弹性金属塑料复合层的机械性能应基本相同，瓦面柔度值相差不超过50％。
4.3.5 塑料推力瓦面应满足以下要求：
a) 瓦面的粗糙度不大于1.6μm。
b) 外观检查塑料层表面应无金属丝裸露、分层、裂纹，同一套轴瓦的塑料层表面颜色和光泽应均匀。
c) 瓦面允许存在深度不大于0.05mm的间断状加工刀痕。
d) 在100mm×100mm的区域内，允许有总数不大于2个、直径不大于2mm、硬度不大于30HBS的非金属异物夹渣或气孔或斑点，但不允许有金属夹渣出现。
e) 深度不大于0.10mm、长度不超过瓦表面长度的1／4的划痕或深度不大于0.2mm、长度不大于25mm的划痕，每块瓦面上不允许超过3条。
f) 深度不大于1mm、宽度不大于1mm、长度不大于5mm或直径不大于3mm的碰伤或凹坑，每块瓦面上不允许多于3处。
注：上述d)、e)、f)缺陷不允许在同一块瓦中出现。
4.3.6 弹性复合层与金属瓦基、弹性金属丝层与塑料层之间的结合应牢固，周边不允许有开焊、分层、脱壳现象，断面切割应光滑、平整，不允许有翻边现象。
4.3.7 弹性复合层与金属瓦基的结合质量可采用超声波或其他有效检查手段检查，其允许的结合缺陷参见表1的规定。

4.3.8 塑料推力瓦的结构尺寸和瓦面型面应符合设计要求，并在制造厂内加工完成。

4.4 测温元件

塑料推力瓦和油槽内埋设温度计的位置和数量应符合GB／T 7894的规定，测温元件应能测出运行工况时最热区域内的瓦体温度，一般可按本标准3.10的规定布置。在油槽内应装有分别测量冷油和热油温度的电阻温度计，其中测量热油的温度计不应少于2个。

5 安装与使用

5.1 开箱后，应对塑料推力瓦进行全面清理，可用清洁软布加酒精(或汽油)清洗瓦面及瓦体，弹性复合层侧面用毛刷刷洗，清洗时应防止硬物(如砂粒、铁屑等)划伤塑料推力瓦面。金属瓦基上如有防锈漆(油脂)应彻底清除。
5.2 清理后应重点检查瓦面是否存在运输中受损、变形等缺陷，如发现质量问题，应与制造厂代表协商解决。
5.3 安装、检修时，不允许刮、研塑料推力瓦面，瓦背面也不需要另行加工，一般只处理毛刺、高点(如有)。如瓦面及瓦背面需要刮、研或加工，则应与制造厂协商。所有孔内应清理干净，经检查符合设计要求后方可进行安装。
5.4 用1000V绝缘电阻表检查单块塑料推力瓦面的绝缘电阻值应符合GB／T 7894的规定。
5.5 参照GB／T 8564有关推力轴承部分安装调整的规定，并结合本标准及制造厂的安装规范等技术文件，进行塑料推力瓦轴承及相关部件的安装。
5.6 装有塑料推力瓦的推力轴承在安装及受力调整时应符合下列要求：
a) 对刚性支柱螺钉支撑的推力轴承、起落转子，各轴瓦的载荷分布与平均值的偏差不超过±10％。
b) 对单支柱托盘支撑的推力轴承、起落转子，各托盘的变形值与平均变形值的偏差不超过±15％。
c) 对单波纹弹性油箱支撑的推力轴承、起落转子，各油箱外径侧静态压缩量与平均压缩量的偏差不超过±20％。
d) 对多波纹弹性油箱支撑的推力轴承、起落转子，各油箱外径侧静态压缩量的最大偏差不超过0.30mm。
e) 其他支撑方式的推力轴承按制造厂的安装技术规范要求进行。
f) 初调受力或首次落下转子时，应使单瓦瓦面承受的单位压力不超过10MPa。
5.7 可在塑料推力瓦面上涂抹清洁润滑油(其牌号与推力轴承正式用油相同)后进行盘车。盘车方向同机组运行方向，但一次盘车不得超过3圈，否则应重新顶起转子涂抹润滑油后再盘车。盘车力矩可按下式估算：

M=0.07FR (1)

式中：
M——盘车力矩，N·m；
F——机组转动部分重量，N；
R——推力轴承支撑(合力)中心与回转中心的距离，m。
5.8 封油槽之前，应彻底清理推力油槽、油冷却器、外循环油管道、滤油器等与油可能接触的所有部件，确认不存在可损伤瓦面的微小杂物，并在落转子前检查轴瓦能否灵活摆动、无任何卡阻，转子落下时轴瓦应完全复位，然后方可充油。
5. 9 应定期取油样化验油质，油质应符合GB／T 7596的规定。
5.10 塑料瓦推力轴承充油后机组首次起动前应先顶起转子，以后机组若每次停机时间超过5天～7天，起动前应先项起转子。

6 现场试验

6.1 试验分类
塑料推力瓦轴承的现场试验分为现场一般性验收试验和现场型式试验。
6.2 试验目的
现场一般性验收试验是确定塑料推力瓦的可使用性。
现场型式试验是监测水轮发电机组在各种运行工况下，塑料推力瓦瓦面油膜厚度、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，正确评价塑料推力瓦的运行性能，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。
6.3 试验条件
6.3.1 除另有规定，试验均应在机组安装地点进行。
6.3.2 试验工况参照DL／T 507确定，主要包括以下内容：
a) 空转试验2h～4h。
b) 带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(起动时油槽热油温度大于或等于5℃并小于10℃或对应当时最低热油温度)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(过速)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，断水时间以油槽热油温度及轴瓦瓦体温度不超过4.2.5、4.2.8的规定值为限。
i) 甩负荷试验2次，分别甩额定负荷的50％和100％。
6.4 试验项目
6.4.1 现场一般性验收试验
现场一般性验收试验按6.3.2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。现场一般性验收试验合格并经一段时间运行后，可进行塑料推力瓦瓦面初期磨损量检查测定。
6.4.2 现场型式试验
如用户有要求，可对首次投用的塑料推力瓦进行现场型式试验，其试验内容和双方责任应在专用技术协议中明确，并专门定购试验瓦。试验应在制造厂的试验工程师指导下进行，试验设备由制造厂提供。

7 验收

7.1 塑料推力瓦的验收分为出厂验收、到货验收和现场试验验收。
7.2 出厂验收，应在制造厂内加工完成、设备装箱前进行，其主要内容如下：
a) 依据设计文件检查几何尺寸。
b) 检查塑料推力瓦的制造质量，应符合4.3的规定。
c) 制造厂应向用户驻厂验收人员提供厂内试验、检验记录及金属瓦基材质化验合格证。必要时用户驻厂验收人员可以抽查检验。
7.3 到货验收，应在电站现场或制造厂与用户商定的地点开箱检查后完成，其主要内容如下：
a) 塑料推力瓦和附件的数量。
b) 随机文件。
c) 检查轴瓦几何尺寸及瓦面质量。
7.4 依据专用技术协议或者订货技术合同和第6章的要求，在电站现场进行一般性验收试验或者型式试验。逐项做完所有试验，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。

8 供货范围、售后服务和制造厂保证

8.1 制造厂应按合同规定向用户提供塑料推力瓦及测量元件、仪器、电缆等附件。
8.2 制造厂应提供塑料推力瓦的设计图样、安装维护使用说明书、产品合格证书以及合同中规定的其他技术文件和资料。
8.3 制造厂应提供现场安装指导服务。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。
8.4 制造厂负责培训用户派出的安装检修人员等，使其熟悉和掌握塑料推力瓦运行、检修和维护的技能。
8.5 按照本标准和相关技术规程的规定，在正确保管、安装和使用条件下，塑料推力瓦保证期为投入商业运行后2年(或累积运行8000h)，但从产品发运之日起不超过3年。保证期内如因设计制造质量引起的损坏或不能正常工作，制造厂应无偿修理或更换，相应的保证期重新计算。

9 包装、运输、储存

9.1 根据结构尺寸大小和重量，允许在一箱内包装多块塑料推力瓦或采取瓦面对瓦面重叠放置包装。应严加保护塑料推力瓦面。金属瓦基表面可涂防锈油脂防锈，不允许涂防锈漆。
9.2 包装应坚固结实，具备保护轴瓦及其他随箱物件的安全和数量完整的良好性能，并根据不同地区的要求，具有防雨、防震、防潮、防腐、防鼠、防冻、防碰撞、防锈蚀、防盐雾和预防瓦面碰伤、划伤的可靠措施，并符合JB／T 8660中的有关规定。
9.3 包装箱的尺寸和重量应满足用户所提的要求，还应适应于运输、装卸、储存等条件。
9.4 包装箱上应有明显的向上、防挤压、防潮、防雨标志。
9.5 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。
9.6 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。
9.7 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以下标志：
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×宽×高)(m×m×m)。
9.8 制造厂随货物所提供的技术文件，应单独密封包装，其包装表面和内部应有以下标志：
a) 货物名称。
b) 合同号。
c) 收货人。
d) 目的港(包括水电站名称)。
e) 随机技术文件清单(目录)等。
9.9 在每批轴瓦发出后的一周内，制造厂应以书面方式通知用户并指明以下项目：
a) 设备名称。
b) 件数、件号和重量。
c) 合同号。
d) 货运单号码。
e) 设备发出或装运日期。
9.10 塑料推力瓦的保管按JB／T 8660执行。进口塑料推力瓦的保管应按用户与制造厂双方国家的有关标准执行。制造厂保证包装质量的保证期从发运之日起不少于1年。
9.11 塑料推力瓦应按不低于轴承(巴氏)合金瓦规定的条件储存。库房内温度一般维持在5℃～40℃，昼夜温差一般不应超过10℃，相对湿度一般不应超过70％。长期存放时，每隔1年检查一次防锈情况，必要时重新防锈包装。