摘 要：萬家寨水電廠兩種水輪機導軸承分別代表著不同的設計風格和設計思想，一種代表的是傳統(tǒng)的設計，一種代表的是具有改良思想的設計，對兩種不同型式水輪機導軸承的初步分析，找出了各自的優(yōu)缺點，得出一些可供參考的結(jié)論。

 

　　關鍵詞：水輪機導軸承，分析，比較

 

　　萬家寨水利樞紐位于黃河北干流托克托至龍口河段的峽谷內(nèi)，左岸隸屬山西省偏關縣，右岸隸屬內(nèi)蒙古自治區(qū)準格爾旗，樞紐由攔河大壩、水電廠、開關站和引黃取水口組成，主要任務是供水結(jié)合發(fā)電調(diào)峰，同時兼有防凌作用。

 

　　萬家寨水電廠由于其地理位置的特殊性，外界環(huán)境非常惡劣，位于黃河的中游，屬于泥沙非常多的河段，而且其氣候條件也很特殊，海拔也較高。其地理環(huán)境條件如下：

 

　　每年12月至次年5月為蓄水期，河水清澈。

 

　　每年6～10月為汛期，河水較渾濁。

 

　　由于本電廠的特殊性，電廠設備的設計、制造都有不同于其他電廠的特殊要求。

 

　　萬家寨水電廠的所有機電設備都是由設計單位編制出設備訂貨技術(shù)條件，然后由業(yè)主單位統(tǒng)一按Z新的招投標合同制，面向全國進行設備的采購，從而確定各設備的制造生產(chǎn)單位。

 

　　根據(jù)設計單位編制的設備訂貨技術(shù)條件，萬家寨水電廠的水輪機分別由天津阿爾斯通水電設備有限公司和上海希科水電設備有限公司承制，在滿足設計工況的技術(shù)條件下，這兩個制造商的水輪機在結(jié)構(gòu)、運行維護等方面都有很大區(qū)別，特別是水輪機導軸承這一部分尤其如此。

 

　　一、結(jié)構(gòu)方面的不同

 

　　１．天津阿爾斯通的水輪機導軸承

 

　　（１）導軸承采用稀油潤滑分塊瓦軸承，軸瓦采用巴氏合金瓦形式，共分為8塊軸瓦，軸承潤滑油采用L－TSA46號汽輪機油；在機組長期連續(xù)運轉(zhuǎn)條件下，冷卻水Z高溫度25℃時，軸瓦Z高溫度不超過65℃，油溫不超過60℃；油槽上裝有油位信號裝置，當油位過高和過壓時發(fā)出報警信號，油槽中和軸瓦中設有測溫裝置并有報警和停機接點（電接點）；軸瓦與大軸之間的間隙調(diào)整用楔子塊調(diào)整。

 

　　（２）冷卻方式：為便于檢修和多混沙電站的特點，采用的是強迫油外循環(huán)冷卻方式，冷卻系統(tǒng)放在頂蓋中部，設有兩套油泵及冷卻器（一套工作，一套備用），油泵、冷卻器及相應管路安裝于頂蓋內(nèi)腔，軸承在冷卻水中斷后能安全承受機組運行20分鐘。

 

　　（３）軸承擺度和振動：在空載和負荷處于相應水頭下允許出力的40％～60％范圍內(nèi)，軸承處測量水輪機軸的相對擺度不大于0.05ｍｍ/ｍ（以發(fā)電機鏡板處為準）；在任何運行工況下，軸承的擺度不大于0.35ｍｍ；軸承徑向振幅不大于±0.020ｍｍ。

 

　　２．上海希科水電公司的水輪機導軸承

 

　　（１）導軸承結(jié)構(gòu)為：巴氏合金瓦筒式結(jié)構(gòu)，分為兩瓣筒式瓦結(jié)構(gòu)，軸瓦與大軸的潤滑油采用的是L－TSA46號汽輪機油。在油槽中裝配有油混水裝置、油位信號裝置、油位計、一個測油溫的測溫裝置、兩個測軸瓦溫度的測溫裝置。

 

　　（２）冷卻方式：采用旋轉(zhuǎn)油盤，外置式油冷卻器，潤滑油通過冷卻器進行自循環(huán)，冷卻水壓為0.8MPa，流量為3m3/ｈ。

 

　　（３）軸承擺度和振動：在空載和負荷處于相應水頭下允許出力的40％～60％范圍內(nèi)，軸承處測量水輪機軸的相對擺度（雙振幅）不大于0.05ｍｍ/ｍ（以發(fā)電機鏡板處為準）；在任何運行工況下，軸承的擺度（雙振幅）不大于0.35ｍｍ；軸承徑向振幅不大于±0.020ｍｍ。

 

　　二、運行維護方面的不同

 

　　１．天阿廠的水導軸承

 

　　（１）機組啟動前應檢查水導油槽油位、油質(zhì)，檢查油槽、冷卻器、油管路、各閥門、管接頭應無漏油滲油，油泵電機應盤車靈活，冷卻水壓、水量應符合要求，油泵電機的“手動”“自動”“備用”應試驗正常。

 

　　（２）油泵在長期運行中應定期進行切換，停運時間過長，還應測量電機絕緣電阻是否符合要求。

 

　　（３）機組運行中應加強對水導油槽的監(jiān)視，油面是否有異常升高和降低，電機的控制、操作電源，動力電源不應中斷，冷卻水不應中斷，冷卻水中斷或油泵停運后，機組運行不應超過20分鐘。

　　

　　２．上海希科廠的水導軸承

 

　　（１）機組啟動前檢查水導油槽油位、油質(zhì)正常，油槽、冷卻器、油管路、各閥門、管接頭應無漏油滲油，冷卻水壓、水量應符合要求。

　

 

　　（２）機組在運行中，注意監(jiān)視冷卻水不得中斷。

 

　　三、兩種水輪機導軸承的優(yōu)缺點比較

 

　　（１）天阿廠的水輪機導軸承的優(yōu)點：該軸承的導軸瓦分成八塊軸瓦，在進行間隙調(diào)整時比較容易；設置了外置式強油水冷卻系統(tǒng)，冷卻效果非常好；采用了外置式玻璃筒浮子油位計，油位觀測簡單直觀。

 

　　缺點：由于是外置式強油水冷系統(tǒng)，多了一套輔助設備，增大了運行維護工作量；管路連接頭和閥門較多，增加了油的滲漏點。

 

　　（２）希科廠的水輪機導軸承的優(yōu)點：采用的冷卻系統(tǒng)是旋轉(zhuǎn)油盤外置式冷卻器自冷卻系統(tǒng)，沒有過多的輔助設備，運行維護工作量大大減小；管路連接較單一，減少了油的滲漏點。

 

　　缺點：由于采用了兩瓣筒式瓦，在進行間隙調(diào)整時難度較大?而且在運行中水輪機導軸承的擺度和振動非常大；采用自冷卻方式，冷卻效果較差；油位計在油盤中，不易直接觀測讀取。

 

　　經(jīng)過近兩三年的運行比較：天阿廠的水導軸承運行維護工作量確實很大，因為它在運行中油泵不能停運，運行時間一長，電機絕緣能力降低、熱繼電器吸合能力降低、油泵軸承卡澀等等，很容易造成油泵停運使機組甩負荷。在運行中也出現(xiàn)過因為油泵停運而使機組多次甩負荷的事故，后來將停機的時間繼電器延遲時間改長，這種狀況才得以改善，但可能性仍然存在。另外，由于環(huán)境的原因?qū)鋮s效果要求相對較低，所以它本身冷卻性能好的優(yōu)點不明顯。上述問題在希科廠的水導軸承上就不存在，而且運行維護量很小，但是在實際運行中水輪機導軸承的擺度和振動很大，也曾因此導致軸承的有關部件斷裂，所以，若能降低其擺度和振動就更好。總體上這兩個廠的設計都是符合要求和標準的，它們各有千秋各具特點。（劉榮章 作者單位：黃河萬家寨水利樞紐有限公司）