石板水電廠10 MW機組水導軸承技術改造

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

    關鍵詞:水導軸承；油循環；溫度；石板水電廠��

　

1簡介��

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

2設備運行分析��

    據這幾年之運行情況觀察分析，發現水導軸承僅有之一根回油管在回油未滿時，兩塊水導瓦溫偏差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，使部分油飛濺進入回油管[陽光電子學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有單邊發熱現象，手摸有燙之感覺，溫度大大地超過另一邊油池外壁[陽光電子學校維修專家友情提示]。上述現象之發生，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域存在，使油循環不良[陽光電子學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)[陽光電子學校維修專家友情提示]。��

3技術數據簡要分析論證��

    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[陽光電子學校維修專家友情提示]。水導軸承之軸領D=450 mm,總間隙0.20～0.31 mm，機組水導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），水導軸承高L=360 mm，擋油圈高�獺=285 mm，轉速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，進出水分水箱共長L1=300 mm[陽光電子學校維修專家友情提示]。��

3.1機組摩擦功發熱量驗算��

    公式  ц=πND��/60；φ=δ/D[陽光電子學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[陽光電子學校維修專家友情提示]。K經計算查表取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為水導軸直徑；η為運行粘度系數；LTSA32水輪機油η為60℃時摩擦運行粘度系數為0.001 55 kg·s/m2，將以上數值代入公式進行驗算得發熱量功率為：��

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3.2冷卻器冷卻銅管驗算��

    按經驗統計公式：水輪機稀油筒式軸承管內流速為1.2～1.5 m/s，冷卻銅管φ19/φ17每kW功取1～2 m[陽光電子學校維修專家友情提示]。當取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[陽光電子學校維修專家友情提示]。因該機結構設計緊湊，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[陽光電子學校維修專家友情提示]。��

3.3上油量驗算��

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

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

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

3.4水導軸承直徑和高度比��

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

    綜上所述，石板水電廠和10 MW機組水導軸承運行溫度過高是由多種原因引起，必須立足于現有設備，進行統一技術改造[陽光電子學校維修專家友情提示]。��

4水導軸承結構改造和要求��

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