小水电站油自冷轴承的降温措施

在我国小水电站中采用卧式机组的电站较多，其轴承的冷却方式不外乎油自冷和水冷两种。由水冷却的轴承，轴承温度相对稳定，而靠油自冷却的轴承，受情况温度的影响较年夜。当盛夏盛暑时代，厂房情况温度到达40℃时，轻则使轴温升高，加速润滑油的劣化，缩短轴瓦寿命，重则使轴承过热，烧坏轴瓦，由于当情况温度到达40℃，可以使轴承温度在正常运行情况下到达70℃左右。依照电站运行规程，凡轴温到达65℃时应发出警告旌旗灯号，到达70℃时，必需立即停机，否则将由事故继电器执行跳闸。为了保证机组因轴承过热跳闸，大都电站凡是采用排风扇、外接油泵轮回冷却或被迫削减机组出力等法子来避免轴承温度升高，但仍有烧坏轴瓦的重年夜事故发生。

　　1　轴承结构和发烧缘由

　　一般采用三支点安插机组，其推力轴承由水冷却，前后导轴承靠油自冷却。导轴承为油环带油式径向轴承。其轴瓦分上下两块，下轴瓦水平安放在轴承座上，轴瓦底部设有轴承测温孔，里边插有一支WTZ-288型温度表；上轴瓦两头各有一个径向缺口，两个甩油环就从径口处伸向外面，同时套着主轴和下轴瓦。轴瓦概况镀有一层巴氏合金，轴承使用30号汽轮机油作为润滑剂，甩油环下半部门则泡在润滑油中。当主轴转动时，两个甩油环就随着在主轴上转动，不竭将轴承座中的润滑油带到主轴上和润滑冷却轴承的磨擦面，此时磨擦面上的热量基本被润滑油吸收。因甩油环的作用，润滑油中的热量又基本被带至轴承座空气中自行冷却，后使轴承温度稳定在略高于情况温度之中，其值一般不跨越60℃。当情况温度升高后，轴承和润滑油的温度随着升高，加上机组工作时发生的磨擦热量，使得润滑油的温度加倍升高；当油温到达60℃以后，氧化速度加速，冷却效果逐渐减小，继而使磨擦面发烧量增加又使润滑油温度升高，如斯恶性轮回，难以保证不发生过热故障或事故，是以，下降轴承温度的关头就是必需下降润滑油的温度。

　　2　降温措施和运用效果

　　(1)　冷却方案和原理：

　　如图1所示为一个轴承降温冷却系统。该系统由进、出水阀，工作阀、实验阀和进、出水管、冷却管、压力表等元件组成。当机组运行时，轴承热量被润滑油吸收，因冷却管直接安泡在润滑油中，故部门热量被冷却管优先吸收和传递，经由过程流动的冷却水将热量排放到尾水池；另外一部门热量则由甩油环的转动，散发在轴座内的空气中。因这两种作用同时进行，使轴承磨擦面发生的热量基本被吸收排出，到达了冷却轴承的目的。

　　图1　轴承降温冷却系统

　　(2)　肯定主要参数和选择元件：

　　①散热面积：散热面积可凭据轴承磨擦发烧量(即磨擦功率等于油润滑状态下的磨擦系数、轴承载荷和轴颈处的线速度的连乘积)，所选材料的传热系数，油温文水温的温差，可计较出散热面积。经设计计较，得散热面积为0.02m2；因轴座内的空间有限，选紫铜管外径为20mm，并弯成U形，其启齿距离70～100mm，要求紫铜管泡在润滑油中的长度不小于0.32m。

　　②供水量：经由过程紫铜管传递的热量，被冷却水带走，所需供水量可经由过程冷却水出口与进口的温差和需带走的热量、水的热容量来进行计较，可算出供水量为6.67×10-3m3/h，因供水量不年夜，故选冷却水的进、出水管内径为15mm。

　　③供水方式和压力：本系统采用自流供水方式，即从机组蜗壳掏出压力水，凭据冷却水管强度，一般取压力值为0.2MPa。

　　④选压力表0～0.6MPa，选实验阀为ф15mm水龙头，其他各阀为ф15mm小闸阀。

　　(3)　　　技术处置：

　　(4)　　　　

　　单元：mm

　　图2　冷却水管建造图

　　在距轴承高油位线上50mm处钻ф24mm孔两个，两孔间距为80mm，将紫铜管热弯成图2中形式，使冷却管在润滑油中的有用长度年夜于0.32m(现实已达0.7m)，具体位置要尽量靠近上部润滑油，以距高油位线50～80mm为好，安装时要保证甩油环能在U形冷却管中正常转动，且与冷却管双方的间隙必需年夜于20mm。为了避免发生轴电流，冷却管必需与轴座连结尽缘，其两头重新钻的孔中伸出，并经由过程软胶管与进、出水管相连，然后按图1接通冷却水系统。若有条件，还可在回路中装设滤水器和示流器，使轴承降温冷却系统加倍完善。

　　在使用本系统时，先关闭实验阀和出水阀，然后开启工作阀和进水阀，降温系统起头充水，待压力表指示达0.2MPa时，开启出水阀，并当令调理，使系统压力连结在0.18～0.2MPa之间；随着情况温度的变化，可经由过程进、出水阀当令增年夜或减小进水量，使导轴承温度稳定在50℃左右；为了检验冷却水管的通顺情况，可哄骗实验阀进行实验。

　　(4)　运用效果：

　　经由过程对电站的机组导轴承的油自冷方式的改造，获得了以下效果：

　　①冷却靠得住。轴承增加了水冷却装配后，冷却效果年夜为改善，在炎热盛暑时节的轴承温度能稳定在50℃以下，从而保证了机组的运行平安。

　　②成本低廉。采用冷却水的降温措施，每台机组仅需花200多元的材料费，就能知足机组在盛夏接连满载运行要求，每一年可为电站挽回曩昔被迫降荷运行的经济损失，削减轴瓦维修和停机损失，从而缔造了较年夜的经济效益。

　　另外，该系统简单适用，所需元件很少，且操作利便，平安靠得住，调理直观，在一般电站都能自行安装，具有较好的推行价值。