淺析腳基坪電廠機組水導軸瓦運行溫度偏高原因及處理

張坤祥，晉兆鵬

（中廣核高鳳山水力發電有限公司成都分公司，四川成都610000）

淺析腳基坪電廠機組水導軸瓦運行溫度偏高原因及處理

張坤祥，晉兆鵬

（中廣核高鳳山水力發電有限公司成都分公司，四川成都610000）

腳基坪電廠投運于2012年2月份，自電廠機組投運以來，機組水導軸瓦運行溫度一直偏高，特別是在汛期的時候，水導瓦溫度一度到達59.8℃，接近機組的瓦溫過高報警溫度60℃。在此過程中電廠維護人員對可能導致瓦溫升高的各種因素進行排查（包括：冷卻水壓、冷卻水流量、機組運行擺度，水導油盆油位等）均未發現異常情況。為此電廠組織專業人員從水導瓦的設計與制造方面著手，通過參照《水輪機設計手冊》與廠家提供的水導瓦的設計圖紙，終于找到了機組水導瓦運行瓦溫偏高的原因。分析發現了腳基坪電廠的水導瓦設計不符合《水輪機設計手冊》要求，導致水導瓦潤滑油循環速度緩慢，從而造成了水導運行瓦溫偏高。為此電廠經過討論，采取了增加水導進油槽條數的方法，增加軸承潤滑油循環速度，提高水導瓦冷卻效率，達到了降低水導瓦運行溫度的效果。

軸瓦；溫度；偏高；分析；處理

1 概述

腳基坪電廠自投運以來，機組的水導瓦溫一直偏高，嚴重的影響機組的安全運行。為此電廠組織專業人員對影響機組瓦溫偏高的因素進行分析，在分析對照設計手冊與廠家的設計圖紙發現，由于設計的不合理造成水導軸瓦的潤滑油循環速度過慢，影響了水導瓦潤滑油的熱交換效率，導致了水導瓦的運行溫度偏高。針對發現的問題，電廠人員制定了增加進油槽數量的方法，提高潤滑油的循環速度，降低了軸瓦的運行溫度。

2 原因分析及處理措施

2.1原因分析

腳基坪水電廠水輪機型號HLA384-LJ-190，水導軸承采用的是帶旋轉油盆稀油潤滑筒式軸承，軸承直徑565 mm。在長期的運行過程中瓦溫普遍較高，在2013年與2014年的豐水期長期運行過程中達到59.8℃，接近報警溫度60℃，嚴重影響機組的安全穩定運行。在對可能導致瓦溫升高的各種因素進行排查后（包括：冷卻水壓、冷卻水流量、機組運行擺度，水導油盆油位等），均未發現異常情況。通過對比設計手冊與廠家提供的設計圖紙發現，造成瓦溫偏高的原因主要是設計的不合理造成水導軸瓦的潤滑油循環速度過慢。影響潤滑油循環速度的原因有：軸瓦油槽形狀、尺寸；油槽數；軸承間隙；軸瓦進油口進油壓力等。對潤滑油循環較慢的問題，參照《水輪機設計手冊》第十三章第三節分析發現：通過與《設計手冊》對比，腳基坪電廠軸瓦油槽形狀、尺寸；油槽數；軸承間隙，均與《設計手冊》相符。現場分析潤滑油循環較慢與軸瓦進油口位置，進油口壓力有關。

圖1 電廠水導瓦結構情況

（1）通過比較手冊推薦的油槽形狀與現場機組的情況，發現進油孔的位置不相符（見圖1、圖2）。

圖2 設計手冊推薦結構

（2）根據設計手冊“筒式軸承系列尺寸表”中的旋轉油盆尺寸參數（實線）與電站旋轉油盆尺寸參數（虛線）進行比較（見圖3）：

圖3 設計手冊筒式軸承系列旋轉油盆尺寸參數與電站旋轉油盆尺寸參數比較

通過比較，腳基坪電廠旋轉油盆的容積與容油量明顯低于設計手冊。

（3）手冊推薦旋轉油盆油面高度為軸瓦高度的1/4～1/3高度，腳基坪主機設計的正常油位為110mm，為手冊推薦的最低下限（軸瓦高度440 mm×1/4）。現以110 mm正常油位高度計算油盆內油面旋轉拋物面，如圖4。

圖4 正常油位線與計算旋轉油面拋物線

計算旋轉油面拋物面離油盆蓋與軸承體縫隙面的距離為45.65mm，小于手冊推薦的50～80mm；軸承體下部浸油層為57 mm，小于手冊推薦的80～120 mm。2.2處理措施

通過對以上數據的分析，進油量較小與設計的尺寸有關。由于設計尺寸容油量偏小，造成軸瓦進油壓力較小，導致進油量偏少。在確保不改變軸承主體結構，不使運行工況變差，又能增大進油量，現場提出在軸瓦瓦面上增加兩條油槽，解決軸瓦進油量偏小的問題（見圖5、圖6）。

圖5 改造前4條油槽

圖6 改造后新增2條油槽

通過本次改造，取得了良好的效果，機組水導瓦溫運行平穩，現維持在50℃左右，預計夏天運行瓦溫將維持在54～55℃左右。

3 結論

影響機組軸承運行溫度偏高的原因是多方面的，這些原因主要有冷卻水壓、冷卻水流量、機組運行擺度值，水導油盆油位，機組所帶的負荷等。在發現機組運行瓦溫偏高，但是在檢查以上因素均正常的情況下，大家可以試著檢查軸承的設計制造是否符合國家的設計標準，從設備的本身出發找到最終的原因，從而有利于制定可靠的解決方案，保證設備的安全穩定運行。

[1]哈爾濱大電機研究所.水輪機設計手冊(水輪機電機組設計手冊第一部分)[M].北京：機械工業出版社,1976-11.

[2]腳基坪電廠水輪機廠家設計圖紙[Z].

TM312

B

1672-5387（2017）02-0034-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.02.012

2015-10-20

張坤祥（1980-），男，工程師，主要從事電廠檢修、維護管理工作。