陈泓宇¹　杨小龙²　程振宇¹　黄运福¹

（1.清远蓄能发电有限公司；2.中国南方电网调峰调频发电公司）

【摘　要】推力轴承是水轮发电机的核心部件之一，承受水轮发电电动机组所有转动部件的重量和水推力构成的组合载荷，本文介绍和分析了清远抽水蓄能机组无预压小弹簧簇支撑推力轴承的应用情况，采用的无预压小弹簇支撑结构是东芝技术特点，电站现场安装不需要调整弹簧和瓦面以及受力，安装方便。

【关键词】抽水蓄能机组；推力轴承；无预压小弹簧簇支撑；高转速大容量；应用情况

1　概述

推力轴承是蓄能发电机组Z核心的组成部件之一，其工作状况直接影响机组的安全可靠运行。目前抽水蓄能机组推力轴承常见的支撑结构主要有弹性油箱（广蓄一期）、弹性盘（广蓄二期）、弹性柱（惠蓄）、弹簧簇（清蓄）四种结构。弹簧簇支撑推力轴承结构应用类型基本有三种：种，预压缩型螺旋弹簧簇见图1，如：天荒坪抽水蓄能电站；第二种，预压缩型碟簧束见图2，如仙游抽水蓄能电站，第三种，无预压缩型弹簧簇见图3，如西龙池抽水蓄能电站、清远抽水蓄能电站。本文将重点介绍和分析清远抽水蓄能机组无预压弹簧簇支撑推力轴承的应用情况，清蓄主机设计采用日本东芝技术，早期的小弹簧簇支撑与GE等厂家一样，也是要单个组装预紧的。为了简单可靠，近三十年前开发了不需预紧的技术，此后东芝的抽蓄和常规推力小弹簧都是不预紧的。

清远抽水蓄能电站位于清远市清新县太平镇境内，与广州直线距离约75km。清远蓄能电站共装设4台单机容量为320MW的发电电动机机组，为目前国内已投运的单机容量Z大的抽水蓄能电站。电站主要承担南方电网的调峰、填谷、调频、紧急事故备用等任务。

2　抽蓄机组推力轴承较常规机组特点

推力轴承通常被喻为水轮发电机组的心脏，高转速、高推力负荷的蓄能发电电动机推力轴承设备比起常规机组除了一些共同的设计特点外更具有其特殊性。

2.1推力瓦支撑对称布置

常规立式水轮发电机组是单方向旋转，机组运行时为了便于推力瓦与镜板之间形成楔形的油膜，推力瓦的支撑布置采用偏心布置，周向偏心率＞0.50，通常在0.54~0.60之间。而蓄能机组是双向旋转（顺时针和逆时针），推力瓦的支撑布置需要采用中心对称支撑布置轴向偏心率为0.50。

2.2推力轴承PV值大损耗大

蓄能机组PV值比常规立式机组大很多。比如，清远抽水蓄能机组的推力瓦平均周速49.48m/s推力瓦平均面压4.02MPa，发电电动机推力轴承的PV值达198.91MPa.m/s，三峡单机容量700MW机组的PV值才有90.9MPa.m/s。

2.3机组工况转换多、启动频繁

常规机组是单一的旋转方向，而蓄能机组设计有发电、抽水等7中运行工况，在机组频繁转换工况的过程中，推力轴承瓦要承受着推力镜板的正向和反向旋转冲击。

3　其它弹簧束推力轴承结构简介

3.1 天荒坪抽水蓄能电站弹簧束推力轴承

天荒坪抽水蓄能电站的电动发电机是加拿大GE公司设计和制造的，其推力轴承采用有预压弹簧簇弹性支撑结构。10块双层结构推力轴瓦的上层是镶有2.5mm巴氏合金的铜瓦，厚度38mm，下层为厚50mm的钢托瓦，推力瓦下面密集放置着46个带有上下夹板和预压螺杆的弹簧束。弹簧刚度4035N/mm,预压力770kg,，压缩量为1.91mm, Z大力推力作用下推力轴承压缩量约为1.3mm。天蓄已经投产20多年，推力瓦温一般不超过60℃,温差小于3℃，能够满足机组长期安全稳定运行的要求，但是每次大修还是时有发现少数弹簧束有损伤甚至断裂的状况。

3.2 仙游抽水蓄能电站碟簧束推力轴承

仙游抽水蓄能电站的电动发电机是东方电机设计和制造的，其推力轴承采用有预压碟簧束推力支撑结构。12块双层结构推力轴瓦的上层是镶有巴氏合金的钢瓦，厚度50mm，下层为厚70mm的钢托瓦，每块轴瓦下面密集放置着66个带有上下夹板和预压螺杆的碟簧束。弹簧刚度7000N/mm，预压力5000kg，详见图2。仙游电站发电机在2013年投产以来，在各个工况，油膜厚度均大于0.04mm,推力瓦温RTD小于75°C，能够满足机组长期安全稳定运行的要求。

4　清远抽水蓄能电站推力轴承介绍

4.1 推力轴承结构

清远抽水蓄能的推力轴承设置在下机架处，它由推力头、镜板、推力轴承座、推力弹簧底座、推力弹簧?推力瓦、镜板和相关附件组成。其中，推力头与下端轴是一个整体，在厂内整体加工而成；镜板与推力头通过螺栓把合在一起；推力瓦、弹簧和