新舊水輪發電機軸承處理的分析與比較

姜 波

遼寧省湯河水庫管理局發電廠，遼寧 遼陽 111000

新舊水輪發電機軸承處理的分析與比較

姜 波

遼寧省湯河水庫管理局發電廠，遼寧 遼陽 111000

水輪發電機是由水輪機和發電機兩部分組成。其中：水輪發電機軸承部分是發電機運轉的重要組成部分，發電機的運轉完全是靠軸承來支撐。為了節省水資源于2002年湯河發電廠將原630KW機組改造為250KW機組，現將新舊兩臺水輪發電機軸承的處理進行分析比較。總結經驗，以便日后參考。

發電機； 軸承；分析； 比較

1、簡述

為了節省水資源避免浪費，合理利用與開發水資源。湯河發電廠2號發電機在2002年10月份將原來的630KW機組改造為現在的250KW容量的機組，流量由原來的2.3立方米/每秒變為1.13立方米/每秒。這樣既充分利用了水資源，又充分發揮了發電機的機械效率，使其滿負荷發電。發電機的軸承部分也由原來的軸瓦式支撐改為現在的軸承式支撐。

2、問題的提出

原630KW機組是1983年裝機的，運行到2002年10月份近二十年2號水輪發電機軸瓦式支撐沒有發生重大事故。而改造后的250KW機組的滾動軸承式支撐，卻于2006年3月16日18時發生軸承抱瓦事故，致使發電機停運一周進行檢修，造成了一定的經濟損失，值得我們深思。

對于2號發電機兩端軸承加注的一些黃干油大部分只停留在外端蓋的里側，只有小部分加注在軸承的滾動部分，沒有起到理想的潤滑作用。滾動式軸承支撐運行周期縮短，嚴重地影響了發電機的全年運行小時數，對比軸瓦式支撐有一定的缺點。那么怎樣才能保證發電機軸承壽命，使其發揮更大的經濟效益呢？對發電機滾動式軸承支撐維護和檢修也是一個考驗。

3、新舊水輪發電機軸承的分析對比

3.1 結構的對比

舊630KW機組發電機部分是上下軸瓦式支撐，即面式支撐，接觸面多。發電機軸承采用動、靜壓結合式油膜軸承，軸瓦采用鎢金瓦合金材料，分半結構，發電機兩端主軸均由上下鎢金瓦四塊來支撐， 主軸中間夾有45#透平油潤滑冷卻，防止發電機高速運轉時主軸燒損。

新250KW機組發電機部分是滾動式軸承支撐，即點式支撐，接觸面少。發電機軸承采用滾動式軸承，滾動軸承軸系的結構設計一般由內圈、外圈、滾動體和保持架組成，內圈與外圈之間裝有若干個滾動體，由保持架使其保持一定的間隔避免相互接觸和碰撞，從而進行圓滑的滾動。

3.2 維護與檢修的對比

舊630KW機組發電機軸瓦式支撐便于檢修與維護。當發電機停機檢修時，只要拆除發電機兩端的上導和下導內上下幾塊鎢金瓦就可以了，檢修非常方便。對鎢金瓦表面產生的摩擦痕跡，用刮刀輕輕地刮出溝痕，讓其發電機高速運轉時透平油進注油腔，形成一層保護膜。維護時，只要監視上導和下導外油標油的多少，根據情況加注45#透平油，使其發電機軸瓦溫度降低，保持機組的正常運轉。

新250KW機組發電機滾動式軸承不利于檢修與維護。檢修時非常麻煩，需要進行大拆卸。首先，拆除發電機與水輪機對輪部分；其次，拆除發電機轉子與定子；再次，拆除發電機滾動式軸承。平常維護時，根據發電機轉動的聲音來判斷是否對發電機兩端軸承加注耐高溫潤滑油。

3.3 優缺點的對比

舊630KW機組發電機軸瓦式支撐的優點：當水輪發電機轉速超過95%額定轉速時，軸承為動壓運行。此時主軸油膜由動壓形成。當發電機啟動及機組停機過程中，轉速低于95%額定轉速時，主軸軸承為靜壓運行，此時相當于一個高壓油泵供給高壓油通至軸瓦下部的進油腔，用高壓油將主軸頂起形成油膜，避免在低速時油膜破裂導致燒壞軸瓦。同時，軸瓦下部設有一只電阻水溫度計，既能讀數也能發出信號，當軸瓦溫度達到70℃時，發出信號指令機組事故停機。缺點：發電機長時間高速運轉的過程中，發電機轉子的重量使主軸可能彎曲，四塊軸瓦不斷地與主軸相互摩擦，油膜間產生一定的污點，使得透平油不干凈，導致發電機軸瓦溫度不斷攀升，這就需要經常停機檢修更換透平油。

新250KW機組發電機滾動式軸承支撐的優點：（1）啟動摩擦系數小，與動摩擦系數之差少；（2）國際性標準和規格統一，容易有同產品的更換；（3）潤滑方便，加注的潤滑油少；（4）一般，一套軸承可同時承受徑向和軸向兩方向負荷；（5）可方便地在高溫或低溫情況下使用。缺點：滾動軸承要經常加注耐高溫高速旋轉的潤滑油，一旦發生滾動式軸承變形，就可能導致抱軸，機組停機。

4、處理辦法

對新250KW機組于2006年3月發生軸承抱瓦事故，致使發電機停運一周進行檢修。我們進行了認真分析，發現軸承發熱和運行狀態不穩定時，加注的黃干油都流到了外面，沒有被完全利用。

對于上述情況，我們加以改進，將發電機兩端軸承外端蓋上分別鉆了一個注油孔，當機組高速運轉時，如發電機軸承兩端聲音發現異常，就通過注油孔加注潤滑油。同時，也把不耐高溫的黃干油替換成高強度高質量的耐高溫潤滑油，提高了軸承運轉的安全系數。

5、幾點建議

（1）每兩年定期更換一次軸承，且型號匹配。

（2）使用適當黏度的潤滑劑、改善潤滑方法，要注意潤滑脂的規格是否與軸承用油相符，油質是否良好，定時加油，保證軸承空隙三分之一～五分之二為宜。

（3）保證軸承嚴密，防止異物及灰塵進入軸承內。

（4）滑動軸承（軸瓦）的安裝間隙不能任意增大或縮小。

（5）每次檢修時，要經常打開外蓋檢查一下軸承表面是否有傷痕。

（6）軸承表面必須定期用清潔的汽油或煤油仔細清洗，再涂上干凈優質或高速高溫的潤滑油脂方可安裝使用。

[1] 陳剛.臥式水輪機滾動軸承的檢修與技術處理[J].四川水利電力出版,1986.4

[2] 梅宏武.滾動軸承振動監測與診斷[J].機械工業出版社,1995.1

[3] 夏新濤.滾動軸承噪聲理論與實踐[J].西安電子科技大學出版社,2002.4

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.087