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[摘 要]坝后式电站立式机组水导轴承存在比较严重的漏油和温度较高情况，不仅造成了资源的浪费，污染了环境，而且曾经因轴承温度升高而导致烧轴承情况，严重影响了水电站的安全生产。我们经过多方查找资料、查阅图纸、实际考察和运行实践，找到了轴承漏油和温度升高的原因，并进行了处理，取得了良好的效果。
[关键词]稀油润滑筒式水导轴承、漏油、温度升高、烧轴承、技术改造
中图分类号：TV738 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0165-01
一、概述
凤凰水电厂位于广东省潮安县北部山区，由凤凰水库、一级电站和二级电站组成。一级电站为坝后式电站，装配2台1600kW发电机，其中2号发电机组自2004年10月以来，水导轴承就存在比较严重的漏油和温度较高情况，一天需加油2次，每次加油约2kg，轴承温度较高，机组正常运行时约60℃～64℃，油温约53℃，不仅造成了资源的浪费，污染了环境，而且曾经因轴承温度升高而导致发生烧轴承情况，严重影响了我厂的安全生产。
为了节约能源，避免环境的污染，也为了我厂的安全生产着想，我们经过多方查找资料、对图纸进行认真细致的研究分析和运行实践考察，找到了轴承漏油和温度升高的原因，并对水导轴承进行了必要的改进处理，取得了一定的效果。
二、主要技术参数
（一）水轮机的主要技术参数
型号：HLA542-LJ-130
额定出力：12000kW
设计流量：5.457
设计水头：250.8
额定转速：750r/min
（二）发电机的主要技术参数
型号：SF12-8/2860
额定容量：15000KVA
功率因数：0.8
三、水导轴承的作用、构成和工作原理
（一）水导轴承的作用
水导轴承设置的目的在于限制水轮机主轴只能在水导轴承的规定间隙范围内运行和承受水轮机主轴上的径向负荷。转轮的动不平衡和静不平衡、水力不平衡、发电机的磁拉力不平衡或动不平衡等都对水导轴承的径向受力情况有影响。
（二）水导轴承的构成
水导轴承为稀油润滑筒式轴承，主要由油盆盖、上油箱、冷却器、回油管、轴瓦、轴承座、旋转油盆和温度计等附属部件组成。本厂的水导轴瓦分为两半，分别与两半轴承座用六粒螺栓联结在一起，然后两半轴承座再组合在一起抱在轴颈上。
（三）水导轴承的工作原理
稀油润滑筒式轴承的工作原理主要是利用旋转油盆随机组高速旋转时，在油盆内形成抛物线状的油压力，在油压作用下润滑油从轴承下部的进油孔进入轴瓦与轴颈的结合面，对轴瓦进行润滑，润滑后的热油沿着轴瓦上所开的油沟上升至上油箱，然后再经油冷却器冷却后通过回油管回到旋转油盆，随着机组的运转，润滑油一直自动往复循环冷却。
当主轴旋转时轴颈与瓦面问形成稳定的油楔，从而承受径向载荷并传递到水导轴承上。
（四）水导轴承的技术要求
根据厂家设计要求，当机组在连续运转的条件下冷却水最高温度不超过25℃时，瓦温与油温的最高温度均不应超过65℃。瓦温与油温的高低，不但与冷却水的温度有关，还与润滑油的循环情况及轴瓦与主轴轴颈的问隙情况有关。水导轴承的允许间隙为0.2～0.3mm（双边间隙），轴瓦下部浸在润滑油中，当主轴顺时针运转时，润滑油很容易进入水导轴承瓦面，并产生油楔，对瓦面进行润滑，即使经过主轴摆度最大点时，虽然配合问隙最小，因距离短、润滑状况好，摩擦产生热量少，冷却效果好，一般不会导致轴承温度升高的现象，更不会导致烧瓦现象。
四、轴承漏油和温度升高的原因分析
根据运行情况观察和检修情况分析，我们发现造成轴承漏油和温度升高的原因主要有以下几种：
（一）水导轴承在回油管回油未满时，两块水导瓦温偏差5℃以上（最大7℃），甩油溢流板朝上且不平，阻挡了油循环，使部分油飞溅进入回油管，从而导致旋转油盆中的油温升高，降低了润滑油的冷却效果，也有部分油被甩出轴承外，造成轴承内的润滑油不断减少，产生漏油现象。由于挡油圈与大轴间隙约为5 mm，因而使部分油流从溢流板回流至挡油圈与大轴之间的间隙中，致使上油箱盖近1/2有单边发热现象，手摸有发烫的感觉，温度约达55℃。
（二）由于轴瓦与轴承座是用螺栓联结的，瓦与座之间存在一定的间隙，当机组高速运转时，旋转油盆随机组高速旋转，在油盆内形成抛物线状的油压力，在油压作用下润滑油从轴承下部的进油孔进入轴瓦与轴颈的结合面，对轴瓦进行润滑，也有一部分压力油进入瓦与座之间的间隙，然后从螺栓孔中的间隙中流出轴承外；
（三）轴承间隙偏大，双边间隙约0.4mm，远大于设计要求间隙，造成润滑油在进入水导轴承瓦面后不容易形成油楔，从而产生润滑不良进而导致水导轴承温度升高的现象；
（四）在检修中我们还发现轴瓦上的接触点较少，约1～2个/cm？，分布极不均匀，且接触面仅有整个瓦面的70%，达不到设备规范要求的瓦面接触点应有2～3个/cm？，接触面应占整个瓦面的80%以上。
五、处理情况
（一）对水导轴承进油孔进行改造，使油更容易进入轴瓦与轴颈的结合面；
（二）为保证上油均匀及减小上油阻力，挡油圈与大轴承间隙在安装时要求间隙偏差小于1 mm；
（三）技改加工中，将溢流板朝上结构改为朝下结构进行安装组合，使溢流板外侧低于内侧0.5mm，使喷到溢流板上的油能够回流到上油箱，并阻止润滑油甩出轴承外；
（四）在轴瓦与轴承座之间涂满密封胶，使瓦与座之间无间隙；
（五）在轴瓦与轴承座、两半轴承座之间加适量的铜垫片，将轴承间隙减小到设计规定范围内；
（六）对瓦面进行修刮，使瓦面接触点和接触面均达到设备规范要求。
六、结语
2号发电机组于2014年11月底改造完成后，经过一段时间持续满负荷运行后，我们观察到水导轴承的上油量明显要比改造前好，并且上油和回油都较为均匀，两回油管都能满流回油，上油箱盖没有明显的温差，挡油圈与大轴之间没有明显的回流油，轴承温度也大为降低，耗油量明显减少，现约10天才需加油一次，每次约2kg，各项技术指标均能满足使用要求。
我们通过运行实践、查找资料和研究分析，找到了2号发电机组稀油润滑筒式水导轴承瓦在运行中存在瓦温长期过高和严重的漏油情况等影响机组正常运行的原因，后来结合现场实际、水导轴承结构和检修工况，对水导轴承结构进行了技术改造，使改造后的水导轴承回油循环均匀，回油管管内满流，不仅增加了上油量，加大了油冷却效果，而且减少了耗油量，油温也有所降低，轴承温度也大大降低，取得了较好的经济效益。
参考文献
[1]沈鸿 《机械工程手册》第四卷（机械设计一）、第五卷（机械设计二）、第十三卷（机械产品三） 1982.机械工业出版社
[2]姜政权 《水轮机及检修》 1987.职工教育出版社
[关键词]稀油润滑筒式水导轴承、漏油、温度升高、烧轴承、技术改造
中图分类号：TV738 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0165-01
一、概述
凤凰水电厂位于广东省潮安县北部山区，由凤凰水库、一级电站和二级电站组成。一级电站为坝后式电站，装配2台1600kW发电机，其中2号发电机组自2004年10月以来，水导轴承就存在比较严重的漏油和温度较高情况，一天需加油2次，每次加油约2kg，轴承温度较高，机组正常运行时约60℃～64℃，油温约53℃，不仅造成了资源的浪费，污染了环境，而且曾经因轴承温度升高而导致发生烧轴承情况，严重影响了我厂的安全生产。
为了节约能源，避免环境的污染，也为了我厂的安全生产着想，我们经过多方查找资料、对图纸进行认真细致的研究分析和运行实践考察，找到了轴承漏油和温度升高的原因，并对水导轴承进行了必要的改进处理，取得了一定的效果。
二、主要技术参数
（一）水轮机的主要技术参数
型号：HLA542-LJ-130
额定出力：12000kW
设计流量：5.457
设计水头：250.8
额定转速：750r/min
（二）发电机的主要技术参数
型号：SF12-8/2860
额定容量：15000KVA
功率因数：0.8
三、水导轴承的作用、构成和工作原理
（一）水导轴承的作用
水导轴承设置的目的在于限制水轮机主轴只能在水导轴承的规定间隙范围内运行和承受水轮机主轴上的径向负荷。转轮的动不平衡和静不平衡、水力不平衡、发电机的磁拉力不平衡或动不平衡等都对水导轴承的径向受力情况有影响。
（二）水导轴承的构成
水导轴承为稀油润滑筒式轴承，主要由油盆盖、上油箱、冷却器、回油管、轴瓦、轴承座、旋转油盆和温度计等附属部件组成。本厂的水导轴瓦分为两半，分别与两半轴承座用六粒螺栓联结在一起，然后两半轴承座再组合在一起抱在轴颈上。
（三）水导轴承的工作原理
稀油润滑筒式轴承的工作原理主要是利用旋转油盆随机组高速旋转时，在油盆内形成抛物线状的油压力，在油压作用下润滑油从轴承下部的进油孔进入轴瓦与轴颈的结合面，对轴瓦进行润滑，润滑后的热油沿着轴瓦上所开的油沟上升至上油箱，然后再经油冷却器冷却后通过回油管回到旋转油盆，随着机组的运转，润滑油一直自动往复循环冷却。
当主轴旋转时轴颈与瓦面问形成稳定的油楔，从而承受径向载荷并传递到水导轴承上。
（四）水导轴承的技术要求
根据厂家设计要求，当机组在连续运转的条件下冷却水最高温度不超过25℃时，瓦温与油温的最高温度均不应超过65℃。瓦温与油温的高低，不但与冷却水的温度有关，还与润滑油的循环情况及轴瓦与主轴轴颈的问隙情况有关。水导轴承的允许间隙为0.2～0.3mm（双边间隙），轴瓦下部浸在润滑油中，当主轴顺时针运转时，润滑油很容易进入水导轴承瓦面，并产生油楔，对瓦面进行润滑，即使经过主轴摆度最大点时，虽然配合问隙最小，因距离短、润滑状况好，摩擦产生热量少，冷却效果好，一般不会导致轴承温度升高的现象，更不会导致烧瓦现象。
四、轴承漏油和温度升高的原因分析
根据运行情况观察和检修情况分析，我们发现造成轴承漏油和温度升高的原因主要有以下几种：
（一）水导轴承在回油管回油未满时，两块水导瓦温偏差5℃以上（最大7℃），甩油溢流板朝上且不平，阻挡了油循环，使部分油飞溅进入回油管，从而导致旋转油盆中的油温升高，降低了润滑油的冷却效果，也有部分油被甩出轴承外，造成轴承内的润滑油不断减少，产生漏油现象。由于挡油圈与大轴间隙约为5 mm，因而使部分油流从溢流板回流至挡油圈与大轴之间的间隙中，致使上油箱盖近1/2有单边发热现象，手摸有发烫的感觉，温度约达55℃。
（二）由于轴瓦与轴承座是用螺栓联结的，瓦与座之间存在一定的间隙，当机组高速运转时，旋转油盆随机组高速旋转，在油盆内形成抛物线状的油压力，在油压作用下润滑油从轴承下部的进油孔进入轴瓦与轴颈的结合面，对轴瓦进行润滑，也有一部分压力油进入瓦与座之间的间隙，然后从螺栓孔中的间隙中流出轴承外；
（三）轴承间隙偏大，双边间隙约0.4mm，远大于设计要求间隙，造成润滑油在进入水导轴承瓦面后不容易形成油楔，从而产生润滑不良进而导致水导轴承温度升高的现象；
（四）在检修中我们还发现轴瓦上的接触点较少，约1～2个/cm？，分布极不均匀，且接触面仅有整个瓦面的70%，达不到设备规范要求的瓦面接触点应有2～3个/cm？，接触面应占整个瓦面的80%以上。
五、处理情况
（一）对水导轴承进油孔进行改造，使油更容易进入轴瓦与轴颈的结合面；
（二）为保证上油均匀及减小上油阻力，挡油圈与大轴承间隙在安装时要求间隙偏差小于1 mm；
（三）技改加工中，将溢流板朝上结构改为朝下结构进行安装组合，使溢流板外侧低于内侧0.5mm，使喷到溢流板上的油能够回流到上油箱，并阻止润滑油甩出轴承外；
（四）在轴瓦与轴承座之间涂满密封胶，使瓦与座之间无间隙；
（五）在轴瓦与轴承座、两半轴承座之间加适量的铜垫片，将轴承间隙减小到设计规定范围内；
（六）对瓦面进行修刮，使瓦面接触点和接触面均达到设备规范要求。
六、结语
2号发电机组于2014年11月底改造完成后，经过一段时间持续满负荷运行后，我们观察到水导轴承的上油量明显要比改造前好，并且上油和回油都较为均匀，两回油管都能满流回油，上油箱盖没有明显的温差，挡油圈与大轴之间没有明显的回流油，轴承温度也大为降低，耗油量明显减少，现约10天才需加油一次，每次约2kg，各项技术指标均能满足使用要求。
我们通过运行实践、查找资料和研究分析，找到了2号发电机组稀油润滑筒式水导轴承瓦在运行中存在瓦温长期过高和严重的漏油情况等影响机组正常运行的原因，后来结合现场实际、水导轴承结构和检修工况，对水导轴承结构进行了技术改造，使改造后的水导轴承回油循环均匀，回油管管内满流，不仅增加了上油量，加大了油冷却效果，而且减少了耗油量，油温也有所降低，轴承温度也大大降低，取得了较好的经济效益。
参考文献
[1]沈鸿 《机械工程手册》第四卷（机械设计一）、第五卷（机械设计二）、第十三卷（机械产品三） 1982.机械工业出版社
[2]姜政权 《水轮机及检修》 1987.职工教育出版社