梧州桂江電力有限公司軸承冷卻系統(tǒng)技術(shù)改造研究

【摘要】軸承冷卻系統(tǒng)是對(duì)軸承因工作等多種原因造成局部溫度升高進(jìn)行冷卻的系統(tǒng)。本文對(duì)我公司水電機(jī)組軸承冷卻系統(tǒng)存在的問(wèn)題就是簡(jiǎn)要的描述，剖析問(wèn)題產(chǎn)生的原因，提出引進(jìn)過(guò)濾的河水進(jìn)行冷卻軸承的軸承冷卻系統(tǒng)的技術(shù)改造。研究發(fā)現(xiàn)，按方案對(duì)軸承冷卻系統(tǒng)改造完成并經(jīng)歷半年的運(yùn)行后，軸承冷卻效果顯著優(yōu)于改造前，并且油溫比處理前下降13攝氏度。

【關(guān)鍵詞】水電站；軸承冷卻系統(tǒng)；技術(shù)改造

1、引言

水電站機(jī)組軸承冷卻系統(tǒng)有兩大分類(lèi)：第一，開(kāi)式軸承冷卻系統(tǒng)。在這個(gè)軸承冷卻系統(tǒng)中，冷卻所用的水是經(jīng)過(guò)過(guò)濾、除雜等方式處理但未進(jìn)行化學(xué)方式處理后的海水、江水以及河水等自然來(lái)源的水，同時(shí)進(jìn)行熱交換后的水也不進(jìn)行回收而直接被排放回自然界；第二，閉式軸承冷卻系統(tǒng)。閉式軸承冷卻系統(tǒng)是一個(gè)封閉的軸承冷卻循環(huán)系統(tǒng)，其基本循環(huán)流程為高位水箱、立管、軸承冷卻泵、壓力條街閥門(mén)/溫度調(diào)解閥門(mén)、軸承冷卻器、軸承冷卻水用戶(hù)以及軸承冷卻泵進(jìn)口。

本水電站機(jī)組軸承初始設(shè)計(jì)的軸承冷卻系統(tǒng)為密閉強(qiáng)迫雙循環(huán)冷卻系統(tǒng)，是閉式軸承冷卻系統(tǒng)的一種。雙循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括軸承油密閉強(qiáng)迫循環(huán)系統(tǒng)和冷卻水密封強(qiáng)迫循環(huán)系統(tǒng)。但是作者工作期間發(fā)現(xiàn)，本水電站機(jī)組軸承冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)冷卻水溫度過(guò)高的現(xiàn)象。本文即對(duì)我公司水電機(jī)組軸承冷卻系統(tǒng)存在的問(wèn)題就是簡(jiǎn)要的描述，剖析問(wèn)題產(chǎn)生的原因，提出引進(jìn)過(guò)濾的河水進(jìn)行冷卻軸承的軸承冷卻系統(tǒng)的技術(shù)改造。

2、問(wèn)題描述

2.1 改造前軸承冷卻系統(tǒng)工作情況描述

本水電站機(jī)組軸承冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)冷卻水溫過(guò)高的問(wèn)題，主要集中在夏天天氣溫度過(guò)高，同時(shí)機(jī)組進(jìn)行高負(fù)荷工作時(shí)：1號(hào)機(jī)組軸承冷卻器進(jìn)油溫度、軸承冷卻器出油溫度、軸承冷卻器進(jìn)水溫度、軸承冷卻器出水溫度以及軸承油溫分別為53.7℃、49.8℃、45.9℃、47.2℃和44.0℃；2號(hào)機(jī)組軸承冷卻器進(jìn)油溫度、軸承冷卻器出油溫度、軸承冷卻器進(jìn)水溫度、軸承冷卻器出水溫度以及軸承油溫分別為49.4℃、45.2℃、42.0℃、43.3℃和40.0℃。

由此可以看出，本機(jī)組水電站軸承冷卻系統(tǒng)在夏天溫度較高并進(jìn)行高負(fù)荷運(yùn)作時(shí)，冷卻水溫度過(guò)高時(shí)軸承冷卻系統(tǒng)所出現(xiàn)的最大問(wèn)題。

2.2 改造前軸承冷卻系統(tǒng)問(wèn)題原因分析

在對(duì)本機(jī)組軸承冷卻系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析的前體下，本文總結(jié)出以下兩個(gè)造成軸承冷卻系統(tǒng)冷卻水溫過(guò)高的原因：第一，本機(jī)組軸承冷卻系統(tǒng)選擇為密閉強(qiáng)迫雙循環(huán)冷卻系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上有先天的不足。由2.1可知，1號(hào)和2號(hào)機(jī)組軸承冷卻水溫度分別為45.9℃和42.0℃與軸承的進(jìn)油溫度（53.7℃和49.4℃）相差小于10℃，如此低的溫度差是直接導(dǎo)致冷卻效果不好的重要原因之一。第二，軸承機(jī)組冷卻系統(tǒng)使用零部件冷卻效果較差。本水電站軸承冷卻系統(tǒng)軸承冷卻器使用的是瑞典SWEP生產(chǎn)的B45冷卻器，雖然該冷卻器體積較小，便于優(yōu)化安裝，但是從多年使用情況來(lái)看其冷卻效果較差。如2.1所示，1號(hào)和2號(hào)機(jī)組軸承冷卻器進(jìn)水溫度分別為45.9℃和42.0℃，而2個(gè)機(jī)組的出水溫度分別為47.2℃和43.3℃，由此可見(jiàn)經(jīng)過(guò)軸承冷卻器冷卻前后水溫相差不到2℃，說(shuō)明軸承冷卻器冷卻效果較差。

3、軸承冷卻系統(tǒng)技術(shù)改造

根據(jù)2.2所分析的本機(jī)組軸承冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)改造，引入河水作為冷卻用水，具體如下所示：第一，接入河水冷卻，在冷卻水進(jìn)入機(jī)組軸承冷卻系統(tǒng)前安裝一個(gè)型號(hào)為DLS100的水自動(dòng)清洗過(guò)濾器對(duì)進(jìn)入冷卻系統(tǒng)的河水進(jìn)行過(guò)濾處理，本次技術(shù)改造設(shè)定水自動(dòng)過(guò)濾器的過(guò)濾流量、工作壓力以及過(guò)濾精度分別為84 m3/h、不超過(guò)1.6 M Pa 和1500 um。同時(shí)，在軸承冷卻器出口處增加一個(gè)型號(hào)為65SG30-50的增壓器。本次技術(shù)改造增壓器的工作參數(shù)設(shè)定為流量、揚(yáng)程、電機(jī)功率以及電壓分別為30 m3/h、50 m、75 kW和380 V，增壓器通過(guò)UCI屏進(jìn)行控制。第二，本次技術(shù)改造考慮到現(xiàn)有軸承冷卻系統(tǒng)在除夏季高溫高負(fù)荷工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，但在其他時(shí)候均無(wú)問(wèn)題的情況下，將改造后軸承冷卻系統(tǒng)增加一個(gè)通過(guò)冷卻水流量監(jiān)測(cè)、信號(hào)傳輸、開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)對(duì)改造后的軸承冷卻系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控體系，在不需要使用改造后的軸承冷卻系統(tǒng)時(shí)，可以通過(guò)關(guān)閉河水冷卻水進(jìn)出口閥門(mén)以實(shí)現(xiàn)快速系統(tǒng)關(guān)閉功能。

4、討論與效果評(píng)價(jià)

本次改造不僅工程量較小、使用資金較低以及工程周期短等優(yōu)勢(shì)，而且改造后的新舊冷卻系統(tǒng)可以隨意切換使用，便于設(shè)備的利用與維護(hù)。經(jīng)過(guò)如3所示的方法對(duì)本水電站機(jī)組軸承冷卻系統(tǒng)進(jìn)行改造，試運(yùn)行冷卻結(jié)果顯示：在水流流量為26 m3/h、散熱功率為89 kW條件下，冷卻前軸承油溫為50、水溫為28，冷卻后油溫為34℃、水溫為32℃，油溫下降超過(guò)15℃，冷卻水水溫上升4℃，說(shuō)明冷卻系統(tǒng)工作效果良好。此外，經(jīng)過(guò)技術(shù)改造后的軸承冷卻系統(tǒng)運(yùn)行半年的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，軸承油溫比技術(shù)改造前下降超過(guò)10℃，軸承油溫冷卻效果較好。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李建軍. 循環(huán)水泵導(dǎo)軸承冷卻系統(tǒng)優(yōu)化[J]. 黑龍江科技信息， 2014，10（31）：160-160.

[2] 朱順財(cái)， 楊仕福， 張?zhí)禊i. 溪洛渡右岸水電站水輪發(fā)電機(jī)推力軸承及油循環(huán)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 東方電氣評(píng)論， 2015， 29（1）：40-43.