泵站機組上導軸瓦溫度過高的原因分析與處理

危丁

摘要：指出了泵站機組在運行中導致瓦溫升高的因素很多，如何正確判斷瓦溫過高的因素是解決實際問題的關鍵。針對西湖泵站1號機組上導軸瓦溫存在過高的現象，分析了大型同步機組引起上導軸瓦溫過高的原因，并以此為例提出了上導油槽和瓦溫過高的處理方法。

關鍵詞：泵站；瓦溫過高；原因分析；處理方法

中圖分類號：TV738

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）8015502

1概述

西湖泵站位于武漢市蔡甸區張灣街，為大（Ⅱ）型排澇泵站。泵站裝機容量為8臺×800 kW同步立式機組，水泵型號16CJ-80，為軸流泵。電機導軸承均采用分塊式自調整軸瓦，為巴氏合金材料，屬于浸油式稀油軸承。同步電機型號為TL800-2150/24，額定電壓為6 kV，額定電流為91 A，額定勵磁電壓65 V，額定勵磁電流219A。經過維修后，1號機組在試運行時發現上導軸瓦溫度和上導油盆油溫偏高的異常情況。按機組電阻型溫度計的測量數據顯示，上導軸瓦大修后的溫度在60℃以上，按照《泵站技術管理規程》，機組導軸瓦溫度達到60℃就應當認為是運行故障，因此必須找到故障的原因并予以消除故障，才能保證機組在汛期達到安全度汛的要求。

2電機導軸承溫度過高的原因分析

在大型同步機組運行中，有很多因素引起上導軸瓦溫度過高，需要結合機組運行時間、透平油油質油位、瓦溫升高的過程數據及工況進行綜合判斷。根據同型機組出現類似情況的先例來分析，機組上導軸瓦溫度過高的原因有以下幾種。

2.1上導軸瓦加工質量問題造成的影響

同步機組運行過程中，上導軸瓦瓦面與電機推力頭的接觸面不夠貼合，導軸瓦表面有凸點或磨損，瓦面研磨不均，導致瓦面局部受力過大，造成瓦溫溫度過高。因此軸承檢修工藝特別重要，尤其是軸瓦的刮研要嚴格把關，這些因素對軸承油膜的建立和潤滑起著重要作用，根據這種自調式導軸瓦的潤滑原理，它是依靠軸頸和軸瓦間楔形油膜形成的壓力將油浸流到整個瓦面來保證未浸沒部分潤滑的[1]。

2.2供水冷卻系統達不到設計效果

輔機系統中供水泵選型不合理，與機組水冷卻系統不匹配；冷卻水管路和水箱內壁結垢，管路截面積變小或者由于閘閥故障使冷卻管路流量降低，導致機組內部熱量不能及時通過循環冷卻水輸出，產生油盆和導軸瓦溫度過高的現象。另外對供水系統的水量、水壓、水溫、水質也有一定的要求，原則上是水量足夠、水壓合適、水溫適宜、水質良好。機組供水的來源要穩定，通常采用的是進水池取水或者蓄水池取水。進入冷卻器的冷卻水應該有一定的水壓，但也不宜太高，主要是受到制造廠家冷卻器管路強度的限制。技術供水的水溫一般按夏季經常出現的最高水溫考慮。技術供水的水質由于水源的關系總會有各種雜質，盡量避免雜物和泥沙，使用活性反應為中性的水，避免腐蝕金屬和水垢產生沉淀物堵塞管道。

2.3油盆內潤滑油不符合規范要求

上導軸承浸沒在油盆內的透平油中，透平油不僅起到潤滑作用，還有散熱作用。機組在運行時，上導軸承的上導軸瓦與推力頭之間形成了一層油膜，有效的降低了金屬材料之間的摩擦阻力，從而大量的降低了因摩擦產生的熱量。透平油將軸承各部件產生的熱量傳遞到整個油盆，增加散熱面積的同時，也將熱量傳到了油盆中的冷卻水槽中，再由冷卻水貫通水槽帶出熱量流出機組外，這樣不斷的有溫度較低的冷卻水流入和流出將油盆內的溫度帶出，使瓦溫保持在了合理的溫度范圍之內。如果透平油流動性不好，就容易造成機組導軸瓦溫度過高。機組導軸瓦必須浸沒在合理的油位高度，在油盆液體靜止狀態下，一般以上導軸瓦后面支柱螺栓的一半為高度標準，過高和過低的油位都不利于油盆散熱，不能及時將上軸導軸瓦的溫度傳遞出去，并且過高的油位會造成機組推力頭甩油。機組油盆內的透平油牌號必須與設計型號相符，由于機組的轉速不同，油的黏度不一樣，摩擦的阻力有所增加。機組在運行一段時間后，冷卻器水槽會有水滲入到油盆中，導致透平油乳化，變質的油體達不到冷卻的效果。油盆內的潔凈程度對散熱也有影響，灰塵雜質進入油盆中會增加瓦面摩擦，嚴重的情況下會磨壞推力頭和上導軸瓦，因此油盆內上油前必須保持潔凈、干燥的狀態，運行時也必須保持封閉狀態，盡量減少外來因素對油質的影響。

2.4機組擺度過大，同心度不符合要求

機組安裝的擺度值與導軸瓦的安裝質量息息相關，機組在運行期間如果擺度值超過導軸瓦與推力頭的間隙值，將會增加上導軸瓦的摩擦且受力不均。由于電機軸擺度大導致導軸瓦的油膜不能正常散熱，導軸瓦的溫度會上升的很快。機組的同心度也將影響機組的擺度大小，也會導致導軸瓦溫度的升高[2]。

2.5導軸瓦間隙不符合規范要求

機組上導軸瓦與推力頭間隙過小，進油邊進油口間隙過渡不當，不易形成進油，使潤滑油量減少，油膜變薄，導軸瓦溫度就會升高。各個方向的導軸瓦間隙不均也會導致導軸瓦局部受力過大引起的導軸瓦溫度升高。軸向間隙調整不均勻，一邊大一邊小，造成振動和局部散熱不夠充分引起瓦溫過高[3]。

3西湖泵站1號機組上導軸瓦溫度過高原因分析及解決方法

在綜合分析了西湖泵站1號機組的運行工況和實際情況后，從以下幾個方面逐步排除導致瓦溫升高的原因。

3.1上導油盆內的透平油油位、油質不符合規范標準

西湖泵站機組采用的潤滑油是46號透平油，首先對機組油槽的油位進行了檢查。由于此機組單機運行臺時較長，油盆底部個別密封螺桿出現少量滲油現象，油位處于偏低狀態。在年末歲修時候長時間將上油盆暴露在空氣中，缺乏密封措施，油盆內容易進入灰塵和雜質，可能使油質發生變化。現將上導油盆的透平油全部抽干，然后按照機組安裝規范換入符合牌號和數量的透平油，機組試運行兩個多小時后發現上導軸瓦的溫度依然偏高。由此判斷，油位偏低和油質問題不是導致上導軸瓦溫度偏高的主要原因。

3.2冷卻供水效果不好導致瓦溫升高

冷卻水效果不好，與供水管路通暢情況有密切關系。管路使用時間過長會沉積雜志和污垢在管壁內，影響水流截面大小。對管路進行清洗，更換了個別老舊的閘閥。為了進一步判斷供水系統是否正常運行，采取溫度測量設備對上機架油盆冷卻用水的溫度進行測量，通過對進水管和出水管兩條管路水溫測量獲得的數據顯示，進出水管有一定的溫差，說明供水管路在正常工作。

3.3導軸瓦存在質量問題，造成軸與瓦之間受力不均

西湖泵站上導軸瓦為四瓣圓弧形結構，導軸瓦表面貼合推力頭表面，弧度一致，如果瓦面存在局部不貼合，那么在其他軸瓦結合的部位受力就會不均或加大，產生過大的摩擦力。在拆下導軸瓦后發現其表面磨損均勻，無過損部位。為了進一步排除此項疑點，更換了一組新的導軸瓦進行研磨和安裝，安裝調試后發現機組運行過熱現象還是存在，于是該問題基本排除此項因素。

3.4機組振動過大、擺度超標、導軸瓦間隙不均等原因造成瓦溫過高

機組運行工況與振動有密切關系。首先在機組運行過程中觀測電氣部分并無異常，停機后檢查水泵葉輪總成部位，也無雜物纏繞和異常現象。然后拆除機組端蓋。在進一步查找原因的過程中發現四塊上導軸瓦與推力頭的間隙不均勻，且有的太緊，不在規范范圍之內。于是采用先將塞尺插入軸瓦間隙中，然后收緊導軸瓦背后支柱螺絲的辦法來調整各瓦間隙，使其在規范之內并要求一致。然后裝好機組開機運行，發現導軸瓦溫度升高現象得到好轉。

因此，通過逐步排查和分析，導軸瓦間隙不均和過緊是瓦溫升高的主要原因，過緊的間隙會妨礙透平油的進出，增加推力頭與上導軸瓦間的摩擦和熱量的同時也不利于散熱，合理調整上導軸瓦間隙是保證機組正常運行的關鍵因素之一。

4結語

泵站同步機組在運行過程中，引起軸瓦溫度升高的原因有很多，運行維修人員能夠根據機組實際運行的工況，綜合判斷分析出原因，能夠有效地避免機組較大問題的產生，從而保證防汛期間的機組排澇正常運行。

參考文獻：

[1]

張清宇.汽輪機軸瓦溫度高的原因分析及處理[J].熱力發電，2003（3）.

[2]單文培，王兵，單欣安.泵站機組運行與檢修[M].北京：中國水利水電出版社，2008：100～103.

[3]紀慶周.以柴河電站為例淺析上導瓦溫高的原因與處理方法[J].中國水能及電氣化，2016（5）：53～56.