泵站機組上導(dǎo)軸瓦溫度過高的原因分析與處理

危丁

摘要：指出了泵站機組在運行中導(dǎo)致瓦溫升高的因素很多，如何正確判斷瓦溫過高的因素是解決實際問題的關(guān)鍵。針對西湖泵站1號機組上導(dǎo)軸瓦溫存在過高的現(xiàn)象，分析了大型同步機組引起上導(dǎo)軸瓦溫過高的原因，并以此為例提出了上導(dǎo)油槽和瓦溫過高的處理方法。

關(guān)鍵詞：泵站；瓦溫過高；原因分析；處理方法

中圖分類號：TV738

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）8015502

1概述

西湖泵站位于武漢市蔡甸區(qū)張灣街，為大（Ⅱ）型排澇泵站。泵站裝機容量為8臺×800 kW同步立式機組，水泵型號16CJ-80，為軸流泵。電機導(dǎo)軸承均采用分塊式自調(diào)整軸瓦，為巴氏合金材料，屬于浸油式稀油軸承。同步電機型號為TL800-2150/24，額定電壓為6 kV，額定電流為91 A，額定勵磁電壓65 V，額定勵磁電流219A。經(jīng)過維修后，1號機組在試運行時發(fā)現(xiàn)上導(dǎo)軸瓦溫度和上導(dǎo)油盆油溫偏高的異常情況。按機組電阻型溫度計的測量數(shù)據(jù)顯示，上導(dǎo)軸瓦大修后的溫度在60℃以上，按照《泵站技術(shù)管理規(guī)程》，機組導(dǎo)軸瓦溫度達到60℃就應(yīng)當認為是運行故障，因此必須找到故障的原因并予以消除故障，才能保證機組在汛期達到安全度汛的要求。

2電機導(dǎo)軸承溫度過高的原因分析

在大型同步機組運行中，有很多因素引起上導(dǎo)軸瓦溫度過高，需要結(jié)合機組運行時間、透平油油質(zhì)油位、瓦溫升高的過程數(shù)據(jù)及工況進行綜合判斷。根據(jù)同型機組出現(xiàn)類似情況的先例來分析，機組上導(dǎo)軸瓦溫度過高的原因有以下幾種。

2.1上導(dǎo)軸瓦加工質(zhì)量問題造成的影響

同步機組運行過程中，上導(dǎo)軸瓦瓦面與電機推力頭的接觸面不夠貼合，導(dǎo)軸瓦表面有凸點或磨損，瓦面研磨不均，導(dǎo)致瓦面局部受力過大，造成瓦溫溫度過高。因此軸承檢修工藝特別重要，尤其是軸瓦的刮研要嚴格把關(guān)，這些因素對軸承油膜的建立和潤滑起著重要作用，根據(jù)這種自調(diào)式導(dǎo)軸瓦的潤滑原理，它是依靠軸頸和軸瓦間楔形油膜形成的壓力將油浸流到整個瓦面來保證未浸沒部分潤滑的[1]。

2.2供水冷卻系統(tǒng)達不到設(shè)計效果

輔機系統(tǒng)中供水泵選型不合理，與機組水冷卻系統(tǒng)不匹配；冷卻水管路和水箱內(nèi)壁結(jié)垢，管路截面積變小或者由于閘閥故障使冷卻管路流量降低，導(dǎo)致機組內(nèi)部熱量不能及時通過循環(huán)冷卻水輸出，產(chǎn)生油盆和導(dǎo)軸瓦溫度過高的現(xiàn)象。另外對供水系統(tǒng)的水量、水壓、水溫、水質(zhì)也有一定的要求，原則上是水量足夠、水壓合適、水溫適宜、水質(zhì)良好。機組供水的來源要穩(wěn)定，通常采用的是進水池取水或者蓄水池取水。進入冷卻器的冷卻水應(yīng)該有一定的水壓，但也不宜太高，主要是受到制造廠家冷卻器管路強度的限制。技術(shù)供水的水溫一般按夏季經(jīng)常出現(xiàn)的最高水溫考慮。技術(shù)供水的水質(zhì)由于水源的關(guān)系總會有各種雜質(zhì)，盡量避免雜物和泥沙，使用活性反應(yīng)為中性的水，避免腐蝕金屬和水垢產(chǎn)生沉淀物堵塞管道。

2.3油盆內(nèi)潤滑油不符合規(guī)范要求

上導(dǎo)軸承浸沒在油盆內(nèi)的透平油中，透平油不僅起到潤滑作用，還有散熱作用。機組在運行時，上導(dǎo)軸承的上導(dǎo)軸瓦與推力頭之間形成了一層油膜，有效的降低了金屬材料之間的摩擦阻力，從而大量的降低了因摩擦產(chǎn)生的熱量。透平油將軸承各部件產(chǎn)生的熱量傳遞到整個油盆，增加散熱面積的同時，也將熱量傳到了油盆中的冷卻水槽中，再由冷卻水貫通水槽帶出熱量流出機組外，這樣不斷的有溫度較低的冷卻水流入和流出將油盆內(nèi)的溫度帶出，使瓦溫保持在了合理的溫度范圍之內(nèi)。如果透平油流動性不好，就容易造成機組導(dǎo)軸瓦溫度過高。機組導(dǎo)軸瓦必須浸沒在合理的油位高度，在油盆液體靜止狀態(tài)下，一般以上導(dǎo)軸瓦后面支柱螺栓的一半為高度標準，過高和過低的油位都不利于油盆散熱，不能及時將上軸導(dǎo)軸瓦的溫度傳遞出去，并且過高的油位會造成機組推力頭甩油。機組油盆內(nèi)的透平油牌號必須與設(shè)計型號相符，由于機組的轉(zhuǎn)速不同，油的黏度不一樣，摩擦的阻力有所增加。機組在運行一段時間后，冷卻器水槽會有水滲入到油盆中，導(dǎo)致透平油乳化，變質(zhì)的油體達不到冷卻的效果。油盆內(nèi)的潔凈程度對散熱也有影響，灰塵雜質(zhì)進入油盆中會增加瓦面摩擦，嚴重的情況下會磨壞推力頭和上導(dǎo)軸瓦，因此油盆內(nèi)上油前必須保持潔凈、干燥的狀態(tài)，運行時也必須保持封閉狀態(tài)，盡量減少外來因素對油質(zhì)的影響。

2.4機組擺度過大，同心度不符合要求

機組安裝的擺度值與導(dǎo)軸瓦的安裝質(zhì)量息息相關(guān)，機組在運行期間如果擺度值超過導(dǎo)軸瓦與推力頭的間隙值，將會增加上導(dǎo)軸瓦的摩擦且受力不均。由于電機軸擺度大導(dǎo)致導(dǎo)軸瓦的油膜不能正常散熱，導(dǎo)軸瓦的溫度會上升的很快。機組的同心度也將影響機組的擺度大小，也會導(dǎo)致導(dǎo)軸瓦溫度的升高[2]。

2.5導(dǎo)軸瓦間隙不符合規(guī)范要求

機組上導(dǎo)軸瓦與推力頭間隙過小，進油邊進油口間隙過渡不當，不易形成進油，使?jié)櫥土繙p少，油膜變薄，導(dǎo)軸瓦溫度就會升高。各個方向的導(dǎo)軸瓦間隙不均也會導(dǎo)致導(dǎo)軸瓦局部受力過大引起的導(dǎo)軸瓦溫度升高。軸向間隙調(diào)整不均勻，一邊大一邊小，造成振動和局部散熱不夠充分引起瓦溫過高[3]。

3西湖泵站1號機組上導(dǎo)軸瓦溫度過高原因分析及解決方法

在綜合分析了西湖泵站1號機組的運行工況和實際情況后，從以下幾個方面逐步排除導(dǎo)致瓦溫升高的原因。

3.1上導(dǎo)油盆內(nèi)的透平油油位、油質(zhì)不符合規(guī)范標準

西湖泵站機組采用的潤滑油是46號透平油，首先對機組油槽的油位進行了檢查。由于此機組單機運行臺時較長，油盆底部個別密封螺桿出現(xiàn)少量滲油現(xiàn)象，油位處于偏低狀態(tài)。在年末歲修時候長時間將上油盆暴露在空氣中，缺乏密封措施，油盆內(nèi)容易進入灰塵和雜質(zhì)，可能使油質(zhì)發(fā)生變化。現(xiàn)將上導(dǎo)油盆的透平油全部抽干，然后按照機組安裝規(guī)范換入符合牌號和數(shù)量的透平油，機組試運行兩個多小時后發(fā)現(xiàn)上導(dǎo)軸瓦的溫度依然偏高。由此判斷，油位偏低和油質(zhì)問題不是導(dǎo)致上導(dǎo)軸瓦溫度偏高的主要原因。

3.2冷卻供水效果不好導(dǎo)致瓦溫升高

冷卻水效果不好，與供水管路通暢情況有密切關(guān)系。管路使用時間過長會沉積雜志和污垢在管壁內(nèi)，影響水流截面大小。對管路進行清洗，更換了個別老舊的閘閥。為了進一步判斷供水系統(tǒng)是否正常運行，采取溫度測量設(shè)備對上機架油盆冷卻用水的溫度進行測量，通過對進水管和出水管兩條管路水溫測量獲得的數(shù)據(jù)顯示，進出水管有一定的溫差，說明供水管路在正常工作。

3.3導(dǎo)軸瓦存在質(zhì)量問題，造成軸與瓦之間受力不均

西湖泵站上導(dǎo)軸瓦為四瓣圓弧形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)軸瓦表面貼合推力頭表面，弧度一致，如果瓦面存在局部不貼合，那么在其他軸瓦結(jié)合的部位受力就會不均或加大，產(chǎn)生過大的摩擦力。在拆下導(dǎo)軸瓦后發(fā)現(xiàn)其表面磨損均勻，無過損部位。為了進一步排除此項疑點，更換了一組新的導(dǎo)軸瓦進行研磨和安裝，安裝調(diào)試后發(fā)現(xiàn)機組運行過熱現(xiàn)象還是存在，于是該問題基本排除此項因素。

3.4機組振動過大、擺度超標、導(dǎo)軸瓦間隙不均等原因造成瓦溫過高

機組運行工況與振動有密切關(guān)系。首先在機組運行過程中觀測電氣部分并無異常，停機后檢查水泵葉輪總成部位，也無雜物纏繞和異?，F(xiàn)象。然后拆除機組端蓋。在進一步查找原因的過程中發(fā)現(xiàn)四塊上導(dǎo)軸瓦與推力頭的間隙不均勻，且有的太緊，不在規(guī)范范圍之內(nèi)。于是采用先將塞尺插入軸瓦間隙中，然后收緊導(dǎo)軸瓦背后支柱螺絲的辦法來調(diào)整各瓦間隙，使其在規(guī)范之內(nèi)并要求一致。然后裝好機組開機運行，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)軸瓦溫度升高現(xiàn)象得到好轉(zhuǎn)。

因此，通過逐步排查和分析，導(dǎo)軸瓦間隙不均和過緊是瓦溫升高的主要原因，過緊的間隙會妨礙透平油的進出，增加推力頭與上導(dǎo)軸瓦間的摩擦和熱量的同時也不利于散熱，合理調(diào)整上導(dǎo)軸瓦間隙是保證機組正常運行的關(guān)鍵因素之一。

4結(jié)語

泵站同步機組在運行過程中，引起軸瓦溫度升高的原因有很多，運行維修人員能夠根據(jù)機組實際運行的工況，綜合判斷分析出原因，能夠有效地避免機組較大問題的產(chǎn)生，從而保證防汛期間的機組排澇正常運行。

參考文獻：

[1]

張清宇.汽輪機軸瓦溫度高的原因分析及處理[J].熱力發(fā)電，2003（3）.

[2]單文培，王兵，單欣安.泵站機組運行與檢修[M].北京：中國水利水電出版社，2008：100～103.

[3]紀慶周.以柴河電站為例淺析上導(dǎo)瓦溫高的原因與處理方法[J].中國水能及電氣化，2016（5）：53～56.