石板水電廠10 MW機組水導(dǎo)軸承技術(shù)改造

 摘  要:分析了石板水電廠10 MW機組水導(dǎo)軸承運行溫度過高之原因[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。對高水頭機組，因設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊原因，使得水輪機稀油筒式瓦體外循環(huán)冷卻效果不理想，因此，對在實際運行工況中如何增加水導(dǎo)瓦之上油量，加強油循環(huán)，增強油冷卻器冷卻效果提出了解決辦法及今后在設(shè)計中應(yīng)注意之問題[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。��

    關(guān)鍵詞:水導(dǎo)軸承；油循環(huán)；溫度；石板水電廠��

　

1簡介��

    石板水電廠10 MW機組為懸式結(jié)構(gòu)，屬高水頭水輪機組，在水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計上非常緊湊[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。該機組從1996年10月投產(chǎn)以來，發(fā)電運行一直不太正常[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。當(dāng)處理完有關(guān)設(shè)備缺陷后，該機組水導(dǎo)軸承運行溫度長期居高不下，機組帶不滿負(fù)荷[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。當(dāng)機組負(fù)荷在6~9 MW之間時，水導(dǎo)軸承溫度一直在65~69℃之間徘徊，且水導(dǎo)軸承溫度經(jīng)常超過70℃而引起事故停機，并發(fā)生多次燒毀水導(dǎo)軸瓦事故，既影響機組正常運行創(chuàng)效益，又存在嚴(yán)重之安全事故隱患[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。幾年來，該機組累計經(jīng)濟損失達(dá)500多萬元之巨（按同期市場可比電價0.287元/kW·h估算），因此，對水導(dǎo)軸承存在之問題進行技術(shù)改造已迫在眉睫[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。��

2設(shè)備運行分析��

    據(jù)這幾年之運行情況觀察分析，發(fā)現(xiàn)水導(dǎo)軸承僅有之一根回油管在回油未滿時，兩塊水導(dǎo)瓦溫偏差5℃以上（ 大7℃），甩油溢流板把和法蘭等機械零件朝上且不平，阻擋了油循環(huán)，使部分油飛濺進入回油管[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。由于擋油圈與大軸間隙 大為12 mm, 小相對邊為4 mm左右，因而使部分油流從溢流板回流至擋油圈與大軸之間之間隙中，致使上油池外壁近1/2有單邊發(fā)熱現(xiàn)象，手摸有燙之感覺，溫度大大地超過另一邊油池外壁[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。上述現(xiàn)象之發(fā)生，說明了

　

上油量不夠，一個回油孔回油效果較差及上油池有回油區(qū)域存在，使油循環(huán)不良[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。另外，由于油冷卻器容量不夠等原因，也使熱油無法充分冷卻(見圖1)[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。��

3技術(shù)數(shù)據(jù)簡要分析論證��

    石板水電廠10 MW機組采用L�睺SA32水輪機油作為機組潤滑油[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。水導(dǎo)軸承之軸領(lǐng)D=450 mm,總間隙0.20～0.31 mm，機組水導(dǎo)軸承在軸上研瓦之間隙都控制在0.28 mm（以下計算都以δ=0.28 mm為基準(zhǔn)），水導(dǎo)軸承高L=360 mm，擋油圈高�獺=285 mm，轉(zhuǎn)速N=600r/min，油冷卻器冷卻銅管φ19/φ17分2排8根均勻布置在直徑D1=800　mm內(nèi)，進出水分水箱共長L1=300 mm[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。��

3.1機組摩擦功發(fā)熱量驗算��

    公式  ц=πND��/60；φ=δ/D[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。式中δ為軸瓦間隙；K為間隙比沙麥爾德系數(shù)[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。K經(jīng)計算查表取K為1.4；ц為圓周速度；L為軸承高度；δ為計算間隙0.28 mm；D為水導(dǎo)軸直徑；η為運行粘度系數(shù)；LTSA32水輪機油η為60℃時摩擦運行粘度系數(shù)為0.001 55 kg·s/m2，將以上數(shù)值代入公式進行驗算得發(fā)熱量功率為：��

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3.2冷卻器冷卻銅管驗算��

    按經(jīng)驗統(tǒng)計公式：水輪機稀油筒式軸承管內(nèi)流速為1.2～1.5 m/s，冷卻銅管φ19/φ17每kW功取1～2 m[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。當(dāng)取2 m進行驗算，則L2=2 W=21.867 m；取1 m驗算,L2=10.9335�猰，油冷卻器冷卻銅管取L3=8(πD1-L1)=17.706 m[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。因該機結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊，水車室較狹小，散熱條件差，取大值時，油冷卻器冷卻容量略顯不夠[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。��

3.3上油量驗算��

        (1)設(shè)計進油孔φ18 mm，實際加工為φ16 mm，現(xiàn)場改為φ17.5 mm[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。在其它參數(shù)不變之情況下，過油斷面積減少為λ1=πd12/πd22=1.06倍；��

        (2)原設(shè)計上油升角為80°，改為60°，按公式計算下流油量：��

��忽略上油箱經(jīng)油箱下流油量和上油箱經(jīng)軸承間隙下流油量兩參數(shù)比較后可看出上油量確實不夠[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。��

3.4水導(dǎo)軸承直徑和高度比��

    按經(jīng)驗公式選取，一般為1.2~1.5，現(xiàn)為（360+285）/450=1.43，可見設(shè)計取值較大[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。��

    綜上所述，石板水電廠和10 MW機組水導(dǎo)軸承運行溫度過高是由多種原因引起，必須立足于現(xiàn)有設(shè)備，進行統(tǒng)一技術(shù)改造[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。��

4水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)改造和要求��

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