水輪機(jī)水導(dǎo)軸承溫度過高原因分析及處理

水輪機(jī)水導(dǎo)軸承溫度過高原因分析及處理摘要：水輪機(jī)導(dǎo)軸承是立式水輪發(fā)電機(jī)重要部件之一，在水輪機(jī)運(yùn)行中具有重要的作用，起到承受機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)動(dòng)部分的徑向機(jī)械不平衡力和電磁不平衡力，從而確保機(jī)組軸線控制在標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行擺動(dòng)。某水電廠水輪機(jī)水導(dǎo)軸承溫度出現(xiàn)異常，本文針對(duì)溫度過高原因進(jìn)行分析，并對(duì)處理的相應(yīng)措施進(jìn)行闡述，希望能夠?yàn)橐院筇幚泶祟悊栴}提供參考。

關(guān)鍵詞：水輪機(jī)；水導(dǎo)軸承；溫度過高；原因；處理

水導(dǎo)軸承是水輪機(jī)重要組成部分，水導(dǎo)軸承工作狀態(tài)將直接影響到水輪機(jī)工作的安全性和可靠性。因此，在水輪機(jī)進(jìn)行檢測(cè)中，水導(dǎo)軸承的工作狀態(tài)是工作人員重點(diǎn)檢測(cè)項(xiàng)目之一。循環(huán)油路暢通，冷卻效果好，水導(dǎo)軸承溫度應(yīng)控制在50攝氏度左右的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)是水導(dǎo)軸承性能良好的主要標(biāo)志之一。本文結(jié)合某發(fā)電廠水輪機(jī)組出現(xiàn)的水導(dǎo)軸承溫度過高實(shí)例，對(duì)產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并對(duì)處理措施加以介紹。

一、水輪機(jī)水導(dǎo)軸承溫度出現(xiàn)異常

某水電廠總裝機(jī)容量4×15MW,4臺(tái)機(jī)組中2號(hào)機(jī)組水輪機(jī)型號(hào)為HLJF2511-LJ-162,投入運(yùn)行的時(shí)間相對(duì)較晚，同時(shí)設(shè)備經(jīng)過自動(dòng)化改造,實(shí)現(xiàn)了較高程度的自動(dòng)化運(yùn)行。此機(jī)組水導(dǎo)軸承采用巴氏合金材料制造而成，額定轉(zhuǎn)述428.6r/min，額定流量22.14m3/s。軸承體內(nèi)設(shè)置有水冷式油冷卻器，水稻軸承達(dá)到63攝氏度會(huì)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，停機(jī)溫度為65攝氏度。在值班人員進(jìn)行設(shè)備巡檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)了此機(jī)組水導(dǎo)軸承溫度發(fā)生異常變化情況。水導(dǎo)軸承正常運(yùn)行時(shí)的溫度大約50攝氏度左右，但在巡查當(dāng)日發(fā)現(xiàn)溫度達(dá)到了58攝氏度。檢查水導(dǎo)瓦外部，冷卻水的水壓和油盤油位都在沒有異常變化，都在正常的范圍值之內(nèi)。大約在三天后，在進(jìn)行水導(dǎo)瓦溫度檢查達(dá)到了60攝氏度。而此后的時(shí)間內(nèi)，水導(dǎo)瓦的溫度在慢慢上升，在一周后，溫度高達(dá)61.7攝氏度。溫度的異常爬升出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，水輪機(jī)水導(dǎo)軸承溫度過度變化對(duì)機(jī)組運(yùn)行安全構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅[1]。

二、水導(dǎo)軸承溫度異常原因分析

針對(duì)水輪機(jī)水導(dǎo)軸承溫度過高的情況，工作人員結(jié)合以往工作的經(jīng)驗(yàn)分析，在水輪機(jī)運(yùn)行過程中，能夠?qū)е滤畬?dǎo)軸承溫度偏高的因素有很多。首先，冷卻水的流量不夠，是潤滑油不能得到充分的冷卻，會(huì)引起溫度升高。這種情況在實(shí)際工作中較為常見。其次，冷卻器的容量不符合設(shè)備運(yùn)行的要求，容量偏小往往也會(huì)斗志潤滑油不能冷卻，無法實(shí)現(xiàn)降溫的作用，導(dǎo)致水導(dǎo)軸承溫度異常。再次，軸承承受的符合超過了設(shè)計(jì)時(shí)的額定值也會(huì)引起熱量超出設(shè)計(jì)最大值。軸承溫度常常受到軸承內(nèi)部油路影響，當(dāng)油路不順暢或出現(xiàn)短路情況，會(huì)引起冷卻器的利用程度不足，這是水輪機(jī)水導(dǎo)軸承溫度升高的常見原因，在進(jìn)行設(shè)備檢查時(shí)，是不容忽視的主要環(huán)節(jié)。此外，自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)電氣元件的故障也會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)不準(zhǔn)確，發(fā)出錯(cuò)誤信息。

經(jīng)過設(shè)備維修人員對(duì)水導(dǎo)軸承全面的檢查，溫度過高的原因被一個(gè)個(gè)排除，在對(duì)水導(dǎo)軸承油盆檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)電機(jī)水導(dǎo)軸承的油盆有甩油的現(xiàn)象，在檢查中發(fā)現(xiàn)，固定油盆油標(biāo)位置沒有太大變化，而旋轉(zhuǎn)油盆的尤為明顯下降。由此，可以初步判斷出水導(dǎo)軸承溫度出現(xiàn)異常升高情況，與旋轉(zhuǎn)油盆的甩油現(xiàn)象具有密不可分的關(guān)系[2]。結(jié)合水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)圖紙和工作原理，對(duì)甩油情況進(jìn)行了較為周密的分析，認(rèn)為主要存在幾方面原因：

(一)壓緊螺栓松動(dòng)。在水導(dǎo)油盆的底部密封條部位，上壓環(huán)和下壓環(huán)受到機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的水力干擾，通過螺栓一起隨著主軸而振動(dòng)，這種運(yùn)行中產(chǎn)生的振動(dòng)力相對(duì)較大，此時(shí)如果壓緊螺栓松動(dòng)，就會(huì)時(shí)兩個(gè)壓環(huán)之間產(chǎn)生較大間隙，從而導(dǎo)致油盆內(nèi)的透平油從上壓環(huán)和下壓環(huán)之間的間隙向外部滲油。其次，側(cè)板處和上蓋板處壓緊螺栓松動(dòng)也會(huì)存在滲漏的可能。此外，瓦架和導(dǎo)瓦間的兩條密封條由于機(jī)組的旋轉(zhuǎn)時(shí)達(dá)州的不斷摩擦和碰撞瓦面，撞擊力量通過提瓦螺栓傳遞給瓦架，如果撞擊力比較大，提瓦螺栓會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)，從而在瓦架和瓦之間形成較大的縫隙，導(dǎo)致水導(dǎo)軸承滲油情況的發(fā)生。

(二)密封條硬化引起甩油。機(jī)組停機(jī)后，工作人員打開了水導(dǎo)軸承進(jìn)行檢查，在對(duì)瓦架和瓦之間的密封條進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，密封條質(zhì)地較硬。產(chǎn)生密封條硬化的原因主要是在安裝密封條時(shí)要涂抹大量的密封膠，密封膠和密封膠條通過分子滲透等原理，形成一個(gè)整體，并且是原本比較柔軟的密封膠條變得發(fā)硬，無法起到密封作用，從而產(chǎn)生甩油情況的出現(xiàn)[3]。

三、溫度異常處理方案的擬定

為了能夠證實(shí)水輪發(fā)電機(jī)組旋轉(zhuǎn)油盆甩油的真正原因，決定對(duì)軸瓦和固定油盆以及旋轉(zhuǎn)油盆拆解后在進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)。經(jīng)過工作人員的討論，為了不影響到電網(wǎng)的運(yùn)行時(shí)間，采用較為保守的檢修方法，在不改變大軸旋轉(zhuǎn)中心的前提下對(duì)旋轉(zhuǎn)油盆進(jìn)行維修處理。

（一）大軸的固定。在對(duì)水導(dǎo)軸承拆解過程中，為了避免機(jī)組中心的偏移，用楔子在轉(zhuǎn)輪下壓環(huán)和底環(huán)迷宮位置嵌入，在釘入楔子板時(shí)使用膠皮錘輕輕敲打，以免楔子板的斷折會(huì)掉進(jìn)底環(huán)迷宮處。在拆解過程中要做好水導(dǎo)瓦八個(gè)方向想的間隙大小記錄，并且用千斤頂在下導(dǎo)出頂住大軸，保持大軸中心位置的穩(wěn)定。

（二）軸瓦拆除。將固定油盆蓋子拆除掉對(duì)水導(dǎo)軸承進(jìn)行排油，之后拆除水導(dǎo)軸承的冷卻器，清潔水導(dǎo)軸承固定油盆，用賽尺檢測(cè)軸承間隙，做好檢測(cè)記錄。拆除瓦架時(shí)要用到吊裝葫蘆，吊出時(shí)要注意兩側(cè)的均勻上升，同時(shí)，要旋轉(zhuǎn)瓦架，為了避免吊裝造成瓦架的損壞，一旦發(fā)現(xiàn)瓦架與大軸有卡死的情況，就要立刻停止吊裝，調(diào)整好瓦架和大軸之間的間隙后在繼續(xù)進(jìn)行。瓦架拉起離開控制環(huán)10厘米左右時(shí)，就可以對(duì)旋轉(zhuǎn)油盆蓋子螺栓拆卸了，在完全拆除螺栓后，再繼續(xù)吊裝水導(dǎo)軸承軸瓦，把拆卸后的旋轉(zhuǎn)油盆和瓦架移開[4]。

（三）漏油部位檢查和處理。拆卸旋轉(zhuǎn)油盆后，對(duì)密封條進(jìn)行檢查，旋轉(zhuǎn)油盆蓋部位密封條有部分脫離，但是由于大量的密封膠起到了密封的效果，因此，沒有在此處形成滲漏油現(xiàn)象。而在瓦架檢查過程中，發(fā)現(xiàn)瓦架背后有兩個(gè)砂眼，加大的砂眼直徑大約有2毫米左右，較小的砂眼也有1毫米左右，砂眼的位置正好處在瓦架的背后迷宮上。在對(duì)砂眼進(jìn)行處理時(shí)，采用了內(nèi)圓磨光機(jī)進(jìn)行打磨，打磨部位呈現(xiàn)坡口形狀，用電焊從里往外進(jìn)行封堵焊接處理[5]。同時(shí)對(duì)瓦背的所有螺栓都進(jìn)行了加固，并對(duì)所有螺栓和瓦架的焊接部位進(jìn)行了防滲漏處理。

四、水輪機(jī)水導(dǎo)軸承溫度過高的處理結(jié)果

通過地水導(dǎo)軸承拆解和檢查，對(duì)旋轉(zhuǎn)油盆密封條盡心過了更換，對(duì)瓦架砂眼進(jìn)行了打磨和焊接封堵處理。此外，對(duì)松動(dòng)的緊固螺絲進(jìn)行了排查和維護(hù)。會(huì)裝后，水導(dǎo)軸承的溫度產(chǎn)生了變化，經(jīng)過處理前，水導(dǎo)軸承溫度在50度以上，處理后降低到了46.8攝氏度，油溫也從37.6攝氏度回升到了40.5攝氏度。通過對(duì)機(jī)組水導(dǎo)旋轉(zhuǎn)油盆甩油處理后，啟動(dòng)設(shè)備重新恢復(fù)到運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)水導(dǎo)軸承的溫度已經(jīng)恢復(fù)平穩(wěn)，沒有出現(xiàn)其他異?，F(xiàn)象。從而，可以判斷出，通過上述的分析和處理，解決了旋轉(zhuǎn)油盆滲漏的問題，從而使水導(dǎo)軸承的溫度得到了有效的控制，水輪機(jī)組能夠?qū)崿F(xiàn)安全、平穩(wěn)的運(yùn)行[6]。

五、通過技術(shù)改造，解決水導(dǎo)軸承溫度過高問題

能夠影響到水導(dǎo)軸承溫度升高的原因有多方面原因，通過對(duì)設(shè)備的技術(shù)改造，能夠是瓦溫更加平穩(wěn)，實(shí)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組長期穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。在水輪機(jī)水導(dǎo)軸承溫度控制中，水導(dǎo)上油盆回油的順暢程度起到重要作用，如果回油速度過于緩慢，可以在導(dǎo)油板上增開回油孔，提高回油速度來實(shí)現(xiàn)回油的暢通，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制。另外，通過對(duì)回油管的結(jié)構(gòu)改造，將回油管結(jié)構(gòu)改成油管結(jié)構(gòu)，限制熱油進(jìn)入回油管，這樣可以確保熱油和冷油進(jìn)行充分的交換，實(shí)現(xiàn)油管結(jié)構(gòu)的合理性，從而實(shí)現(xiàn)水導(dǎo)軸承溫度過高的控制作用[7]。此外，對(duì)水輪機(jī)水導(dǎo)軸承定期的檢查保養(yǎng)，能夠?qū)υO(shè)備起到維護(hù)和保障作用，減少異常狀況發(fā)生幾率。

結(jié)束語：

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，能夠通過科學(xué)的運(yùn)營和設(shè)備管理，實(shí)現(xiàn)水電廠水輪機(jī)組的安全、穩(wěn)定的工作狀態(tài)，必然會(huì)帶給我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)更大的推動(dòng)作用。水導(dǎo)軸承是水輪發(fā)電機(jī)的重要組成部分之一，軸承溫度問題是導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障的重要原因之一，要實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承溫度問題的有效的控制和處理，就要從細(xì)節(jié)出發(fā)，結(jié)合設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理，進(jìn)行科學(xué)的分析和縝密的籌劃，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的科學(xué)維護(hù)和改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]譚茂業(yè).大化水電廠水導(dǎo)軸承瓦溫偏高分析處理與預(yù)防[J].紅水河,2015,34(4):40-44.

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