水轮发电机组润滑系统的润滑性能直接关系着整个机组轴系的磨损与安全。作者通过不同维度碳纳米颗粒作为主要添加剂改性汽轮机油,起到减摩抗磨以及改善极压性能的效果,达到保护轴瓦、降低瓦温的目的,为解决水电机组轴瓦温度异常问题提供新的思路。通过不同维度碳纳米颗粒作为主要添加剂改性汽轮机油,对比减磨抗磨以及极压性能的影响;当石墨烯作为添加剂时,减摩抗磨效果最好,最佳添加质量分数为0.3 wt%。最大无卡咬负荷(P_B值)较基础油提升了52.38%。摩擦系数降低了24.75%,磨斑直径减少28.7%,磨斑表面积减小73.7%。通过对比不同分散工艺:确定氧化还原石墨烯RGO最佳质量分数为0.3 wt%,改性汽轮机油减摩抗磨性能最优,其中P_B值为607.6 N,比基础油(411.6 N)提高47.61%;长磨实验摩擦系数为0.0807,比基础油降低20.1%。高碱值合成磺酸钙最佳质量分数为2 wt%,改性汽轮机油减摩抗磨性能最优,其中P_B值为607.6 N,比基础油(411.6 N)提高47.61%;长磨实验摩擦系数为0.0797,比基础油降低21.09%。球磨加工时间最佳为2 h时,改性汽轮机油减摩抗磨性能最优,P_B值达到最大值(627.2 N),比基础油(411.6N)提高了52.38%,提高了润滑油在极端条件下,对摩擦副的保护作用;长磨实验摩擦系数为0.0729,比基础油降低27.82%。后期展开水电站现场水电机组真机实验,通过添加前后轴瓦温度及温升变化情况对比,分析总结石墨烯添加剂改性汽轮机油对水轮发电机组轴承润滑系统性能影响。对于立式机组,以水导轴承为例,添加石墨烯添加剂后,机组在相同功率下水导轴承瓦温从59~60℃,降至57~58℃,前后降低了2~3℃左右;对于小型卧式水电机组,以推力轴承为例,添加石墨烯添加剂后,机组有明显降温表现(或温度上升缓慢);轴瓦温度的降低说明添加剂对水导轴瓦润滑系统有明显的减磨抗磨作用,对轴瓦间隙摩擦副有明显的保护修复作用。