新旧水轮发电机轴承处理的分析与比较

2012-01-27姜波

中国科技信息 2012年8期

关键词：水轮轴瓦油膜

姜波

辽宁省汤河水库管理局发电厂，辽宁辽阳 111000

新旧水轮发电机轴承处理的分析与比较

姜波

辽宁省汤河水库管理局发电厂，辽宁辽阳 111000

水轮发电机是由水轮机和发电机两部分组成。其中：水轮发电机轴承部分是发电机运转的重要组成部分，发电机的运转完全是靠轴承来支撑。为了节省水资源于2002年汤河发电厂将原630KW机组改造为250KW机组，现将新旧两台水轮发电机轴承的处理进行分析比较。总结经验，以便日后参考。

发电机；轴承；分析；比较

1、简述

为了节省水资源避免浪费，合理利用与开发水资源。汤河发电厂2号发电机在2002年10月份将原来的630KW机组改造为现在的250KW容量的机组，流量由原来的2.3立方米/每秒变为1.13立方米/每秒。这样既充分利用了水资源，又充分发挥了发电机的机械效率，使其满负荷发电。发电机的轴承部分也由原来的轴瓦式支撑改为现在的轴承式支撑。

2、问题的提出

原630KW机组是1983年装机的，运行到2002年10月份近二十年2号水轮发电机轴瓦式支撑没有发生重大事故。而改造后的250KW机组的滚动轴承式支撑，却于2006年3月16日18时发生轴承抱瓦事故，致使发电机停运一周进行检修，造成了一定的经济损失，值得我们深思。

对于2号发电机两端轴承加注的一些黄干油大部分只停留在外端盖的里侧，只有小部分加注在轴承的滚动部分，没有起到理想的润滑作用。滚动式轴承支撑运行周期缩短，严重地影响了发电机的全年运行小时数，对比轴瓦式支撑有一定的缺点。那么怎样才能保证发电机轴承寿命，使其发挥更大的经济效益呢？对发电机滚动式轴承支撑维护和检修也是一个考验。

3、新旧水轮发电机轴承的分析对比

3.1 结构的对比

旧630KW机组发电机部分是上下轴瓦式支撑，即面式支撑，接触面多。发电机轴承采用动、静压结合式油膜轴承，轴瓦采用钨金瓦合金材料，分半结构，发电机两端主轴均由上下钨金瓦四块来支撑，主轴中间夹有45#透平油润滑冷却，防止发电机高速运转时主轴烧损。

新250KW机组发电机部分是滚动式轴承支撑，即点式支撑，接触面少。发电机轴承采用滚动式轴承，滚动轴承轴系的结构设计一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成，内圈与外圈之间装有若干个滚动体，由保持架使其保持一定的间隔避免相互接触和碰撞，从而进行圆滑的滚动。

3.2 维护与检修的对比

旧630KW机组发电机轴瓦式支撑便于检修与维护。当发电机停机检修时，只要拆除发电机两端的上导和下导内上下几块钨金瓦就可以了，检修非常方便。对钨金瓦表面产生的摩擦痕迹，用刮刀轻轻地刮出沟痕，让其发电机高速运转时透平油进注油腔，形成一层保护膜。维护时，只要监视上导和下导外油标油的多少，根据情况加注45#透平油，使其发电机轴瓦温度降低，保持机组的正常运转。

新250KW机组发电机滚动式轴承不利于检修与维护。检修时非常麻烦，需要进行大拆卸。首先，拆除发电机与水轮机对轮部分；其次，拆除发电机转子与定子；再次，拆除发电机滚动式轴承。平常维护时，根据发电机转动的声音来判断是否对发电机两端轴承加注耐高温润滑油。

3.3 优缺点的对比

旧630KW机组发电机轴瓦式支撑的优点：当水轮发电机转速超过95%额定转速时，轴承为动压运行。此时主轴油膜由动压形成。当发电机启动及机组停机过程中，转速低于95%额定转速时，主轴轴承为静压运行，此时相当于一个高压油泵供给高压油通至轴瓦下部的进油腔，用高压油将主轴顶起形成油膜，避免在低速时油膜破裂导致烧坏轴瓦。同时，轴瓦下部设有一只电阻水温度计，既能读数也能发出信号，当轴瓦温度达到70℃时，发出信号指令机组事故停机。缺点：发电机长时间高速运转的过程中，发电机转子的重量使主轴可能弯曲，四块轴瓦不断地与主轴相互摩擦，油膜间产生一定的污点，使得透平油不干净，导致发电机轴瓦温度不断攀升，这就需要经常停机检修更换透平油。

新250KW机组发电机滚动式轴承支撑的优点：（1）启动摩擦系数小，与动摩擦系数之差少；（2）国际性标准和规格统一，容易有同产品的更换；（3）润滑方便，加注的润滑油少；（4）一般，一套轴承可同时承受径向和轴向两方向负荷；（5）可方便地在高温或低温情况下使用。缺点：滚动轴承要经常加注耐高温高速旋转的润滑油，一旦发生滚动式轴承变形，就可能导致抱轴，机组停机。