木座水電站機組上下導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任公司，四川 成都 610065）

木座水電站機組上下導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任公司，四川 成都 610065）

木座水電站2臺機組運行時，上、下導軸承溫度長期偏高，如遇機組冷卻水系統故障容易造成瓦溫過高事故，機組運行存在較大安全隱患。根據機組實際運行工況，通過對上下導軸承結構、設計制造和油循環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；導軸承；瓦溫高；處理

1 設備概況

木座水電站為高水頭引水式電站，電站按“無人值班、關門運行、數字電站、網絡控制”原則設計，由遠程集控中心集中控制火溪河4個梯級電站，該控制方式要求設備有較高的可靠性。電站裝有2臺通用電氣亞洲水電設備有限公司制造的懸式水輪發電機組，裝機容量2×50MW，發電機型號SF-J50-12/4250，額定容量58.824 MVA，額定轉速500 r/min，水輪機型號為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。發電機導軸瓦為分塊瓦結構，水輪機導軸承為筒式瓦，軸承冷卻方式為內循環油冷卻，油冷卻器通過機組冷卻水進行冷卻。機組運行時存在上、下導軸承溫度長期偏高現象，部分瓦溫達到68℃，接近軸瓦允許最大溫度，如遇機組冷卻水系統故障容易造成瓦溫過高事故，機組正常運行存在較大安全隱患。

2 上下導軸承瓦溫偏高原因分析

機組上、下導軸承結構分別見圖1和圖2。機組投入運行以來，一直存在上、下導軸承溫度偏高的現象，因此，處理該設備安全隱患作為機組A級檢修的重點工作之一。從2臺機組安裝和拆機數據看，機組盤車擺度、瓦間隙調整數據均合格，并根據修前較長時間內水輪發電機組各部軸承的振動和擺度均較小，機組在各種工況穩定性較好的現象，初步判斷瓦溫高為軸承本身冷卻效果不佳造成。拆卸上、下導軸承，對照廠家圖紙和設備實際結構，分析導致瓦溫偏高的原因包括：

圖1 上導軸承結構

圖2 下導軸承結構圖

（1）從上、下導軸承的結構圖可以看出，上、下導軸承的結構設計均存在油循環路徑不合理、循環冷卻的油量不足等問題，造成通過瓦和軸領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）上導軸瓦距油冷卻器較遠，油冷卻器只能冷卻部分熱油；而上導每塊軸瓦之間裝有橫向隔板（見圖3）豎向隔板，使潤滑油全部通過瓦面并從瓦面上部油溝流走，但因瓦間隙減小，導致上導軸瓦潤滑冷卻的油流量不足，整體冷卻效果較差。

（3）下導冷卻器頂部擋油板太高，滑轉子的離心力產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、下導軸瓦設計為拋物線瓦，瓦面與軸領接觸面積較小，瓦面局部受力較大，局部摩擦發熱致使導軸瓦溫度較高。

3 處理工藝

采取從整體油循環的改善和局部優化的思路，采取以下幾項措施進行處理：

（1）上導軸承每塊瓦之間設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，這種設計過于理想化，采取了在上導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 上導瓦之間橫向隔板及開孔位置

圖4 導軸瓦面順旋轉方向進油槽

（2）降低下導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熱油區；在下導軸領端部對稱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，以達到加快油循環速度的作用，從而以改善下導油循環冷卻效果。

（3）采取修刮上下導巴氏合金瓦面使其與軸領接觸面積達到70%左右，以改善瓦面受力不均局部發熱的現狀。將上導瓦放在推力頭滑轉子上進行研磨，重新刮瓦、挑花；將下導瓦清除高點后重新挑花。

（4）在每塊上、下導軸瓦上，順旋轉方向開兩道與水平方向的夾角約45°的進油槽，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）。因本電站旋轉方向為逆時針旋轉，如果旋轉方向為順時針，其進油槽方向與圖4相反。根據工程實際經驗，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，還應根據盤車擺度正確調整上導、下導、水導軸瓦間隙，保證機組運行時各部軸承的每塊導軸瓦受力基本均勻，這也是保證機組振擺、瓦溫滿足要求的基本工藝。

4 結論

通過準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，機組投入運行后，上導軸承瓦溫平均下降15℃左右，下導軸承瓦溫平均下降12℃左右，取得了很好的效果，徹底消除了發電機上下導軸承瓦溫高的安全隱患。

[1]李勇德.300 MW機組立式循環水泵組上導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.淺談水輪機導軸承檢修工藝的提高[J].電子設計工程，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，從事水輪發電機組及其附屬設備檢修，技改及技術管理等工作。