木座水電站機(jī)組上下導(dǎo)軸承瓦溫偏高原因分析及處理

李 超，葉太福，陳 琳，李家海

（四川華能涪江水電有限責(zé)任公司，四川 成都 610065）

木座水電站機(jī)組上下導(dǎo)軸承瓦溫偏高原因分析及處理

李 超，葉太福，陳 琳，李家海

（四川華能涪江水電有限責(zé)任公司，四川 成都 610065）

木座水電站2臺機(jī)組運行時，上、下導(dǎo)軸承溫度長期偏高，如遇機(jī)組冷卻水系統(tǒng)故障容易造成瓦溫過高事故，機(jī)組運行存在較大安全隱患。根據(jù)機(jī)組實際運行工況，通過對上下導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)、設(shè)計制造和油循環(huán)冷卻原理的深入分析和研究，找到了瓦溫高的原因，并提出了合理的處理方案和措施，瓦溫高問題得到徹底解決。

水電站；導(dǎo)軸承；瓦溫高；處理

1 設(shè)備概況

木座水電站為高水頭引水式電站，電站按“無人值班、關(guān)門運行、數(shù)字電站、網(wǎng)絡(luò)控制”原則設(shè)計，由遠(yuǎn)程集控中心集中控制火溪河4個梯級電站，該控制方式要求設(shè)備有較高的可靠性。電站裝有2臺通用電氣亞洲水電設(shè)備有限公司制造的懸式水輪發(fā)電機(jī)組，裝機(jī)容量2×50MW，發(fā)電機(jī)型號SF-J50-12/4250，額定容量58.824 MVA，額定轉(zhuǎn)速500 r/min，水輪機(jī)型號為HL（VF）-LJ-215，額定出力51 MW，額定流量21.51 m3/s，額定水頭262.7 m。發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸瓦為分塊瓦結(jié)構(gòu)，水輪機(jī)導(dǎo)軸承為筒式瓦，軸承冷卻方式為內(nèi)循環(huán)油冷卻，油冷卻器通過機(jī)組冷卻水進(jìn)行冷卻。機(jī)組運行時存在上、下導(dǎo)軸承溫度長期偏高現(xiàn)象，部分瓦溫達(dá)到68℃，接近軸瓦允許最大溫度，如遇機(jī)組冷卻水系統(tǒng)故障容易造成瓦溫過高事故，機(jī)組正常運行存在較大安全隱患。

2 上下導(dǎo)軸承瓦溫偏高原因分析

機(jī)組上、下導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)分別見圖1和圖2。機(jī)組投入運行以來，一直存在上、下導(dǎo)軸承溫度偏高的現(xiàn)象，因此，處理該設(shè)備安全隱患作為機(jī)組A級檢修的重點工作之一。從2臺機(jī)組安裝和拆機(jī)數(shù)據(jù)看，機(jī)組盤車擺度、瓦間隙調(diào)整數(shù)據(jù)均合格，并根據(jù)修前較長時間內(nèi)水輪發(fā)電機(jī)組各部軸承的振動和擺度均較小，機(jī)組在各種工況穩(wěn)定性較好的現(xiàn)象，初步判斷瓦溫高為軸承本身冷卻效果不佳造成。拆卸上、下導(dǎo)軸承，對照廠家圖紙和設(shè)備實際結(jié)構(gòu)，分析導(dǎo)致瓦溫偏高的原因包括：

圖1 上導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)

圖2 下導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)圖

（1）從上、下導(dǎo)軸承的結(jié)構(gòu)圖可以看出，上、下導(dǎo)軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計均存在油循環(huán)路徑不合理、循環(huán)冷卻的油量不足等問題，造成通過瓦和軸領(lǐng)之間的潤滑冷卻油量不足、油流速較慢，從而使冷卻效果不佳。

（2）上導(dǎo)軸瓦距油冷卻器較遠(yuǎn)，油冷卻器只能冷卻部分熱油；而上導(dǎo)每塊軸瓦之間裝有橫向隔板（見圖3）豎向隔板，使?jié)櫥腿客ㄟ^瓦面并從瓦面上部油溝流走，但因瓦間隙減小，導(dǎo)致上導(dǎo)軸瓦潤滑冷卻的油流量不足，整體冷卻效果較差。

（3）下導(dǎo)冷卻器頂部擋油板太高，滑轉(zhuǎn)子的離心力產(chǎn)生油流部分從瓦座與擋油板之間間隙直接流出，減少了通過軸瓦的潤滑冷卻冷卻油量。

（4）上、下導(dǎo)軸瓦設(shè)計為拋物線瓦，瓦面與軸領(lǐng)接觸面積較小，瓦面局部受力較大，局部摩擦發(fā)熱致使導(dǎo)軸瓦溫度較高。

3 處理工藝

采取從整體油循環(huán)的改善和局部優(yōu)化的思路，采取以下幾項措施進(jìn)行處理：

（1）上導(dǎo)軸承每塊瓦之間設(shè)計的橫向和豎向的隔板，其目的是保持全部潤滑油通過軸瓦瓦面，從瓦面上部油溝流走，這種設(shè)計過于理想化，采取了在上導(dǎo)瓦之間橫向隔板上開油孔（見圖3）的措施，以增加通過瓦面的油流量，改善冷卻效果。

圖3 上導(dǎo)瓦之間橫向隔板及開孔位置

圖4 導(dǎo)軸瓦面順旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)油槽

（2）降低下導(dǎo)瓦背部油冷卻器頂部的擋油板高度（見圖4），以減小瓦座與擋油板之間間隙，使油流全部從冷卻器頂部擋油板上平面流至冷卻器外側(cè)熱油區(qū)；在下導(dǎo)軸領(lǐng)端部對稱4個方向開長度30 mm、深度5 mm的泵油槽，泵油槽的方向須保證油流向為離心力方向，以達(dá)到加快油循環(huán)速度的作用，從而以改善下導(dǎo)油循環(huán)冷卻效果。

（3）采取修刮上下導(dǎo)巴氏合金瓦面使其與軸領(lǐng)接觸面積達(dá)到70%左右，以改善瓦面受力不均局部發(fā)熱的現(xiàn)狀。將上導(dǎo)瓦放在推力頭滑轉(zhuǎn)子上進(jìn)行研磨，重新刮瓦、挑花；將下導(dǎo)瓦清除高點后重新挑花。

（4）在每塊上、下導(dǎo)軸瓦上，順旋轉(zhuǎn)方向開兩道與水平方向的夾角約45°的進(jìn)油槽，以增大瓦面過油量，改善軸瓦潤滑和通過瓦面的油量（見圖4）。因本電站旋轉(zhuǎn)方向為逆時針旋轉(zhuǎn)，如果旋轉(zhuǎn)方向為順時針，其進(jìn)油槽方向與圖4相反。根據(jù)工程實際經(jīng)驗，其他條件不變的情況下，僅本項工藝可降低軸瓦溫度3～5℃。

（5）采取以上措施處理后，還應(yīng)根據(jù)盤車擺度正確調(diào)整上導(dǎo)、下導(dǎo)、水導(dǎo)軸瓦間隙，保證機(jī)組運行時各部軸承的每塊導(dǎo)軸瓦受力基本均勻，這也是保證機(jī)組振擺、瓦溫滿足要求的基本工藝。

4 結(jié)論

通過準(zhǔn)確分析電站瓦溫高的原因，采取有針對性的合理的工藝方法，徹底處理了瓦溫過高的問題，機(jī)組投入運行后，上導(dǎo)軸承瓦溫平均下降15℃左右，下導(dǎo)軸承瓦溫平均下降12℃左右，取得了很好的效果，徹底消除了發(fā)電機(jī)上下導(dǎo)軸承瓦溫高的安全隱患。

[1]李勇德.300 MW機(jī)組立式循環(huán)水泵組上導(dǎo)軸承溫度高的原因分析及處理[J].陜西電力，2015(02).

[2]董東旭，王 濤.淺談水輪機(jī)導(dǎo)軸承檢修工藝的提高[J].電子設(shè)計工程，2013(20).

TK730.8

：B

：1672-5387（2017）03-0039-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.03.012

2016-08-24

李 超（1974-），男，工程師，從事水輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)備檢修，技改及技術(shù)管理等工作。