摘 要：萬家寨水電廠兩種水輪機導(dǎo)軸承分別代表著不同的設(shè)計風(fēng)格和設(shè)計思想，一種代表的是傳統(tǒng)的設(shè)計，一種代表的是具有改良思想的設(shè)計，對兩種不同型式水輪機導(dǎo)軸承的初步分析，找出了各自的優(yōu)缺點，得出一些可供參考的結(jié)論。

 

　　關(guān)鍵詞：水輪機導(dǎo)軸承，分析，比較

 

　　萬家寨水利樞紐位于黃河北干流托克托至龍口河段的峽谷內(nèi)，左岸隸屬山西省偏關(guān)縣，右岸隸屬內(nèi)蒙古自治區(qū)準(zhǔn)格爾旗，樞紐由攔河大壩、水電廠、開關(guān)站和引黃取水口組成，主要任務(wù)是供水結(jié)合發(fā)電調(diào)峰，同時兼有防凌作用。

 

　　萬家寨水電廠由于其地理位置的特殊性，外界環(huán)境非常惡劣，位于黃河的中游，屬于泥沙非常多的河段，而且其氣候條件也很特殊，海拔也較高。其地理環(huán)境條件如下：

 

　　每年12月至次年5月為蓄水期，河水清澈。

 

　　每年6～10月為汛期，河水較渾濁。

 

　　由于本電廠的特殊性，電廠設(shè)備的設(shè)計、制造都有不同于其他電廠的特殊要求。

 

　　萬家寨水電廠的所有機電設(shè)備都是由設(shè)計單位編制出設(shè)備訂貨技術(shù)條件，然后由業(yè)主單位統(tǒng)一按Z新的招投標(biāo)合同制，面向全國進(jìn)行設(shè)備的采購，從而確定各設(shè)備的制造生產(chǎn)單位。

 

　　根據(jù)設(shè)計單位編制的設(shè)備訂貨技術(shù)條件，萬家寨水電廠的水輪機分別由天津阿爾斯通水電設(shè)備有限公司和上海希科水電設(shè)備有限公司承制，在滿足設(shè)計工況的技術(shù)條件下，這兩個制造商的水輪機在結(jié)構(gòu)、運行維護(hù)等方面都有很大區(qū)別，特別是水輪機導(dǎo)軸承這一部分尤其如此。

 

　　一、結(jié)構(gòu)方面的不同

 

　　１．天津阿爾斯通的水輪機導(dǎo)軸承

 

　　（１）導(dǎo)軸承采用稀油潤滑分塊瓦軸承，軸瓦采用巴氏合金瓦形式，共分為8塊軸瓦，軸承潤滑油采用L－TSA46號汽輪機油；在機組長期連續(xù)運轉(zhuǎn)條件下，冷卻水Z高溫度25℃時，軸瓦Z高溫度不超過65℃，油溫不超過60℃；油槽上裝有油位信號裝置，當(dāng)油位過高和過壓時發(fā)出報警信號，油槽中和軸瓦中設(shè)有測溫裝置并有報警和停機接點（電接點）；軸瓦與大軸之間的間隙調(diào)整用楔子塊調(diào)整。

 

　　（２）冷卻方式：為便于檢修和多混沙電站的特點，采用的是強迫油外循環(huán)冷卻方式，冷卻系統(tǒng)放在頂蓋中部，設(shè)有兩套油泵及冷卻器（一套工作，一套備用），油泵、冷卻器及相應(yīng)管路安裝于頂蓋內(nèi)腔，軸承在冷卻水中斷后能安全承受機組運行20分鐘。

 

　　（３）軸承擺度和振動：在空載和負(fù)荷處于相應(yīng)水頭下允許出力的40％～60％范圍內(nèi)，軸承處測量水輪機軸的相對擺度不大于0.05ｍｍ/ｍ（以發(fā)電機鏡板處為準(zhǔn)）；在任何運行工況下，軸承的擺度不大于0.35ｍｍ；軸承徑向振幅不大于±0.020ｍｍ。

 

　　２．上海希科水電公司的水輪機導(dǎo)軸承

 

　　（１）導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)為：巴氏合金瓦筒式結(jié)構(gòu)，分為兩瓣筒式瓦結(jié)構(gòu)，軸瓦與大軸的潤滑油采用的是L－TSA46號汽輪機油。在油槽中裝配有油混水裝置、油位信號裝置、油位計、一個測油溫的測溫裝置、兩個測軸瓦溫度的測溫裝置。

 

　　（２）冷卻方式：采用旋轉(zhuǎn)油盤，外置式油冷卻器，潤滑油通過冷卻器進(jìn)行自循環(huán)，冷卻水壓為0.8MPa，流量為3m3/ｈ。

 

　　（３）軸承擺度和振動：在空載和負(fù)荷處于相應(yīng)水頭下允許出力的40％～60％范圍內(nèi)，軸承處測量水輪機軸的相對擺度（雙振幅）不大于0.05ｍｍ/ｍ（以發(fā)電機鏡板處為準(zhǔn)）；在任何運行工況下，軸承的擺度（雙振幅）不大于0.35ｍｍ；軸承徑向振幅不大于±0.020ｍｍ。

 

　　二、運行維護(hù)方面的不同

 

　　１．天阿廠的水導(dǎo)軸承

 

　　（１）機組啟動前應(yīng)檢查水導(dǎo)油槽油位、油質(zhì)，檢查油槽、冷卻器、油管路、各閥門、管接頭應(yīng)無漏油滲油，油泵電機應(yīng)盤車靈活，冷卻水壓、水量應(yīng)符合要求，油泵電機的“手動”“自動”“備用”應(yīng)試驗正常。

 

　　（２）油泵在長期運行中應(yīng)定期進(jìn)行切換，停運時間過長，還應(yīng)測量電機絕緣電阻是否符合要求。

 

　　（３）機組運行中應(yīng)加強對水導(dǎo)油槽的監(jiān)視，油面是否有異常升高和降低，電機的控制、操作電源，動力電源不應(yīng)中斷，冷卻水不應(yīng)中斷，冷卻水中斷或油泵停運后，機組運行不應(yīng)超過20分鐘。

　　

　　２．上海希科廠的水導(dǎo)軸承

 

　　（１）機組啟動前檢查水導(dǎo)油槽油位、油質(zhì)正常，油槽、冷卻器、油管路、各閥門、管接頭應(yīng)無漏油滲油，冷卻水壓、水量應(yīng)符合要求。

　

 

　　（２）機組在運行中，注意監(jiān)視冷卻水不得中斷。

 

　　三、兩種水輪機導(dǎo)軸承的優(yōu)缺點比較

 

　　（１）天阿廠的水輪機導(dǎo)軸承的優(yōu)點：該軸承的導(dǎo)軸瓦分成八塊軸瓦，在進(jìn)行間隙調(diào)整時比較容易；設(shè)置了外置式強油水冷卻系統(tǒng)，冷卻效果非常好；采用了外置式玻璃筒浮子油位計，油位觀測簡單直觀。

 

　　缺點：由于是外置式強油水冷系統(tǒng)，多了一套輔助設(shè)備，增大了運行維護(hù)工作量；管路連接頭和閥門較多，增加了油的滲漏點。

 

　　（２）希科廠的水輪機導(dǎo)軸承的優(yōu)點：采用的冷卻系統(tǒng)是旋轉(zhuǎn)油盤外置式冷卻器自冷卻系統(tǒng)，沒有過多的輔助設(shè)備，運行維護(hù)工作量大大減小；管路連接較單一，減少了油的滲漏點。

 

　　缺點：由于采用了兩瓣筒式瓦，在進(jìn)行間隙調(diào)整時難度較大?而且在運行中水輪機導(dǎo)軸承的擺度和振動非常大；采用自冷卻方式，冷卻效果較差；油位計在油盤中，不易直接觀測讀取。

 

　　經(jīng)過近兩三年的運行比較：天阿廠的水導(dǎo)軸承運行維護(hù)工作量確實很大，因為它在運行中油泵不能停運，運行時間一長，電機絕緣能力降低、熱繼電器吸合能力降低、油泵軸承卡澀等等，很容易造成油泵停運使機組甩負(fù)荷。在運行中也出現(xiàn)過因為油泵停運而使機組多次甩負(fù)荷的事故，后來將停機的時間繼電器延遲時間改長，這種狀況才得以改善，但可能性仍然存在。另外，由于環(huán)境的原因?qū)鋮s效果要求相對較低，所以它本身冷卻性能好的優(yōu)點不明顯。上述問題在希科廠的水導(dǎo)軸承上就不存在，而且運行維護(hù)量很小，但是在實際運行中水輪機導(dǎo)軸承的擺度和振動很大，也曾因此導(dǎo)致軸承的有關(guān)部件斷裂，所以，若能降低其擺度和振動就更好。總體上這兩個廠的設(shè)計都是符合要求和標(biāo)準(zhǔn)的，它們各有千秋各具特點。（劉榮章 作者單位：黃河萬家寨水利樞紐有限公司）