新舊水輪發(fā)電機(jī)軸承處理的分析與比較

姜 波

遼寧省湯河水庫(kù)管理局發(fā)電廠(chǎng)，遼寧 遼陽(yáng) 111000

新舊水輪發(fā)電機(jī)軸承處理的分析與比較

姜 波

遼寧省湯河水庫(kù)管理局發(fā)電廠(chǎng)，遼寧 遼陽(yáng) 111000

水輪發(fā)電機(jī)是由水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)兩部分組成。其中：水輪發(fā)電機(jī)軸承部分是發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的重要組成部分，發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)完全是靠軸承來(lái)支撐。為了節(jié)省水資源于2002年湯河發(fā)電廠(chǎng)將原630KW機(jī)組改造為250KW機(jī)組，現(xiàn)將新舊兩臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)軸承的處理進(jìn)行分析比較。總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以便日后參考。

發(fā)電機(jī)； 軸承；分析； 比較

1、簡(jiǎn)述

為了節(jié)省水資源避免浪費(fèi)，合理利用與開(kāi)發(fā)水資源。湯河發(fā)電廠(chǎng)2號(hào)發(fā)電機(jī)在2002年10月份將原來(lái)的630KW機(jī)組改造為現(xiàn)在的250KW容量的機(jī)組，流量由原來(lái)的2.3立方米/每秒變?yōu)?.13立方米/每秒。這樣既充分利用了水資源，又充分發(fā)揮了發(fā)電機(jī)的機(jī)械效率，使其滿(mǎn)負(fù)荷發(fā)電。發(fā)電機(jī)的軸承部分也由原來(lái)的軸瓦式支撐改為現(xiàn)在的軸承式支撐。

2、問(wèn)題的提出

原630KW機(jī)組是1983年裝機(jī)的，運(yùn)行到2002年10月份近二十年2號(hào)水輪發(fā)電機(jī)軸瓦式支撐沒(méi)有發(fā)生重大事故。而改造后的250KW機(jī)組的滾動(dòng)軸承式支撐，卻于2006年3月16日18時(shí)發(fā)生軸承抱瓦事故，致使發(fā)電機(jī)停運(yùn)一周進(jìn)行檢修，造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失，值得我們深思。

對(duì)于2號(hào)發(fā)電機(jī)兩端軸承加注的一些黃干油大部分只停留在外端蓋的里側(cè)，只有小部分加注在軸承的滾動(dòng)部分，沒(méi)有起到理想的潤(rùn)滑作用。滾動(dòng)式軸承支撐運(yùn)行周期縮短，嚴(yán)重地影響了發(fā)電機(jī)的全年運(yùn)行小時(shí)數(shù)，對(duì)比軸瓦式支撐有一定的缺點(diǎn)。那么怎樣才能保證發(fā)電機(jī)軸承壽命，使其發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)效益呢？對(duì)發(fā)電機(jī)滾動(dòng)式軸承支撐維護(hù)和檢修也是一個(gè)考驗(yàn)。

3、新舊水輪發(fā)電機(jī)軸承的分析對(duì)比

3.1 結(jié)構(gòu)的對(duì)比

舊630KW機(jī)組發(fā)電機(jī)部分是上下軸瓦式支撐，即面式支撐，接觸面多。發(fā)電機(jī)軸承采用動(dòng)、靜壓結(jié)合式油膜軸承，軸瓦采用鎢金瓦合金材料，分半結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)兩端主軸均由上下鎢金瓦四塊來(lái)支撐， 主軸中間夾有45#透平油潤(rùn)滑冷卻，防止發(fā)電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)主軸燒損。

新250KW機(jī)組發(fā)電機(jī)部分是滾動(dòng)式軸承支撐，即點(diǎn)式支撐，接觸面少。發(fā)電機(jī)軸承采用滾動(dòng)式軸承，滾動(dòng)軸承軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成，內(nèi)圈與外圈之間裝有若干個(gè)滾動(dòng)體，由保持架使其保持一定的間隔避免相互接觸和碰撞，從而進(jìn)行圓滑的滾動(dòng)。

3.2 維護(hù)與檢修的對(duì)比

舊630KW機(jī)組發(fā)電機(jī)軸瓦式支撐便于檢修與維護(hù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)停機(jī)檢修時(shí)，只要拆除發(fā)電機(jī)兩端的上導(dǎo)和下導(dǎo)內(nèi)上下幾塊鎢金瓦就可以了，檢修非常方便。對(duì)鎢金瓦表面產(chǎn)生的摩擦痕跡，用刮刀輕輕地刮出溝痕，讓其發(fā)電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)透平油進(jìn)注油腔，形成一層保護(hù)膜。維護(hù)時(shí)，只要監(jiān)視上導(dǎo)和下導(dǎo)外油標(biāo)油的多少，根據(jù)情況加注45#透平油，使其發(fā)電機(jī)軸瓦溫度降低，保持機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

新250KW機(jī)組發(fā)電機(jī)滾動(dòng)式軸承不利于檢修與維護(hù)。檢修時(shí)非常麻煩，需要進(jìn)行大拆卸。首先，拆除發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)對(duì)輪部分；其次，拆除發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子；再次，拆除發(fā)電機(jī)滾動(dòng)式軸承。平常維護(hù)時(shí)，根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的聲音來(lái)判斷是否對(duì)發(fā)電機(jī)兩端軸承加注耐高溫潤(rùn)滑油。

3.3 優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比

舊630KW機(jī)組發(fā)電機(jī)軸瓦式支撐的優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)95%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，軸承為動(dòng)壓運(yùn)行。此時(shí)主軸油膜由動(dòng)壓形成。當(dāng)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)及機(jī)組停機(jī)過(guò)程中，轉(zhuǎn)速低于95%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，主軸軸承為靜壓運(yùn)行，此時(shí)相當(dāng)于一個(gè)高壓油泵供給高壓油通至軸瓦下部的進(jìn)油腔，用高壓油將主軸頂起形成油膜，避免在低速時(shí)油膜破裂導(dǎo)致燒壞軸瓦。同時(shí)，軸瓦下部設(shè)有一只電阻水溫度計(jì)，既能讀數(shù)也能發(fā)出信號(hào)，當(dāng)軸瓦溫度達(dá)到70℃時(shí)，發(fā)出信號(hào)指令機(jī)組事故停機(jī)。缺點(diǎn)：發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的重量使主軸可能彎曲，四塊軸瓦不斷地與主軸相互摩擦，油膜間產(chǎn)生一定的污點(diǎn)，使得透平油不干凈，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)軸瓦溫度不斷攀升，這就需要經(jīng)常停機(jī)檢修更換透平油。

新250KW機(jī)組發(fā)電機(jī)滾動(dòng)式軸承支撐的優(yōu)點(diǎn)：（1）啟動(dòng)摩擦系數(shù)小，與動(dòng)摩擦系數(shù)之差少；（2）國(guó)際性標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格統(tǒng)一，容易有同產(chǎn)品的更換；（3）潤(rùn)滑方便，加注的潤(rùn)滑油少；（4）一般，一套軸承可同時(shí)承受徑向和軸向兩方向負(fù)荷；（5）可方便地在高溫或低溫情況下使用。缺點(diǎn)：滾動(dòng)軸承要經(jīng)常加注耐高溫高速旋轉(zhuǎn)的潤(rùn)滑油，一旦發(fā)生滾動(dòng)式軸承變形，就可能導(dǎo)致抱軸，機(jī)組停機(jī)。

4、處理辦法

對(duì)新250KW機(jī)組于2006年3月發(fā)生軸承抱瓦事故，致使發(fā)電機(jī)停運(yùn)一周進(jìn)行檢修。我們進(jìn)行了認(rèn)真分析，發(fā)現(xiàn)軸承發(fā)熱和運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定時(shí)，加注的黃干油都流到了外面，沒(méi)有被完全利用。

對(duì)于上述情況，我們加以改進(jìn)，將發(fā)電機(jī)兩端軸承外端蓋上分別鉆了一個(gè)注油孔，當(dāng)機(jī)組高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如發(fā)電機(jī)軸承兩端聲音發(fā)現(xiàn)異常，就通過(guò)注油孔加注潤(rùn)滑油。同時(shí)，也把不耐高溫的黃干油替換成高強(qiáng)度高質(zhì)量的耐高溫潤(rùn)滑油，提高了軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的安全系數(shù)。

5、幾點(diǎn)建議

（1）每?jī)赡甓ㄆ诟鼡Q一次軸承，且型號(hào)匹配。

（2）使用適當(dāng)黏度的潤(rùn)滑劑、改善潤(rùn)滑方法，要注意潤(rùn)滑脂的規(guī)格是否與軸承用油相符，油質(zhì)是否良好，定時(shí)加油，保證軸承空隙三分之一～五分之二為宜。

（3）保證軸承嚴(yán)密，防止異物及灰塵進(jìn)入軸承內(nèi)。

（4）滑動(dòng)軸承（軸瓦）的安裝間隙不能任意增大或縮小。

（5）每次檢修時(shí)，要經(jīng)常打開(kāi)外蓋檢查一下軸承表面是否有傷痕。

（6）軸承表面必須定期用清潔的汽油或煤油仔細(xì)清洗，再涂上干凈優(yōu)質(zhì)或高速高溫的潤(rùn)滑油脂方可安裝使用。

[1] 陳剛.臥式水輪機(jī)滾動(dòng)軸承的檢修與技術(shù)處理[J].四川水利電力出版,1986.4

[2] 梅宏武.滾動(dòng)軸承振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷[J].機(jī)械工業(yè)出版社,1995.1

[3] 夏新濤.滾動(dòng)軸承噪聲理論與實(shí)踐[J].西安電子科技大學(xué)出版社,2002.4

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.087