摘 要：萬(wàn)家寨水電廠兩種水輪機(jī)導(dǎo)軸承分別代表著不同的設(shè)計(jì)風(fēng)格和設(shè)計(jì)思想，一種代表的是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，一種代表的是具有改良思想的設(shè)計(jì)，對(duì)兩種不同型式水輪機(jī)導(dǎo)軸承的初步分析，找出了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，得出一些可供參考的結(jié)論。

關(guān)鍵詞： 水輪機(jī)導(dǎo)軸承 分析 比較

萬(wàn)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(shí)兼有防凌作用。

萬(wàn)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(jì)、制造都有不同于其他電廠的特殊要求。

萬(wàn)家寨水電廠的所有機(jī)電設(shè)備都是由設(shè)計(jì)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(guó)進(jìn)行設(shè)備的采購(gòu)，從而確定各設(shè)備的制造生產(chǎn)單位。

根據(jù)設(shè)計(jì)單位編制的設(shè)備訂貨技術(shù)條件，萬(wàn)家寨水電廠的水輪機(jī)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(jì)工況的技術(shù)條件下，這兩個(gè)制造商的水輪機(jī)在結(jié)構(gòu)、運(yùn)行維護(hù)等方面都有很大區(qū)別，特別是水輪機(jī)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(jī)導(dǎo)軸承

（１）導(dǎo)軸承采用稀油潤(rùn)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(rùn)滑油采用Ｌ－ＴＳＡ４６號(hào)汽輪機(jī)油；在機(jī)組長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，冷卻水Z高溫度２５℃時(shí)，軸瓦Z高溫度不超過(guò)６５℃，油溫不超過(guò)６０℃；油槽上裝有油位信號(hào)裝置，當(dāng)油位過(guò)高和過(guò)壓時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，油槽中和軸瓦中設(shè)有測(cè)溫裝置并有報(bào)警和停機(jī)接點(diǎn)（電接點(diǎn)）；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(diǎn)，采用的是強(qiáng)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(jī)組運(yùn)行２０分鐘。其冷卻系統(tǒng)示意圖如圖１所示。

（３）軸承擺度和振動(dòng)：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(cè)量水輪機(jī)軸的相對(duì)擺度不大于０．０５ｍｍ／ｍ（以發(fā)電機(jī)鏡板處為準(zhǔn)）；在任何運(yùn)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(jī)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(rùn)滑油采用的是Ｌ－ＴＳＡ４６號(hào)汽輪機(jī)油。在油槽中裝配有油混水裝置、油位信號(hào)裝置、油位計(jì)、一個(gè)測(cè)油溫的測(cè)溫裝置、兩個(gè)測(cè)軸瓦溫度的測(cè)溫裝置。其軸承、大軸、油盤的結(jié)構(gòu)如圖２所示。

（２）冷卻方式：采用旋轉(zhuǎn)油盤，外置式油冷卻器，潤(rùn)滑油通過(guò)冷卻器進(jìn)行自循環(huán)，冷卻水壓為０．８ＭＰａ，流量為３ｍ３／ｈ。其冷卻系統(tǒng)如圖３所示。

（３）軸承擺度和振動(dòng)：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(cè)量水輪機(jī)軸的相對(duì)擺度（雙振幅）不大于０．０５ｍｍ／ｍ（以發(fā)電機(jī)鏡板處為準(zhǔn)）；在任何運(yùn)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(yùn)行維護(hù)方面的不同

１．天阿廠的水導(dǎo)軸承

（１）機(jī)組啟動(dòng)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(wú)漏油滲油，油泵電機(jī)應(yīng)盤車靈活，冷卻水壓、水量應(yīng)符合要求，油泵電機(jī)的“手動(dòng)”“自動(dòng)”“備用”應(yīng)試驗(yàn)正常。

（２）油泵在長(zhǎng)期運(yùn)行中應(yīng)定期進(jìn)行切換，停運(yùn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，還應(yīng)測(cè)量電機(jī)絕緣電阻是否符合要求。

（３）機(jī)組運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水導(dǎo)油槽的監(jiān)視，油面是否有異常升高和降低，電機(jī)的控制、操作電源，動(dòng)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(yùn)后，機(jī)組運(yùn)行不應(yīng)超過(guò)２０分鐘。

２．上海希科廠的水導(dǎo)軸承

（１）機(jī)組啟動(dòng)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(wú)漏油滲油，冷卻水壓、水量應(yīng)符合要求。

（２）機(jī)組在運(yùn)行中，注意監(jiān)視冷卻水不得中斷。

三、兩種水輪機(jī)導(dǎo)軸承的優(yōu)缺點(diǎn)比較

（１）天阿廠的水輪機(jī)導(dǎo)軸承的優(yōu)點(diǎn)：該軸承的導(dǎo)軸瓦分成八塊軸瓦，在進(jìn)行間隙調(diào)整時(shí)比較容易；設(shè)置了外置式強(qiáng)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(jì)，油位觀測(cè)簡(jiǎn)單直觀。

缺點(diǎn)：由于是外置式強(qiáng)油水冷系統(tǒng)，多了一套輔助設(shè)備，增大了運(yùn)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(diǎn)。

（２）希科廠的水輪機(jī)導(dǎo)軸承的優(yōu)點(diǎn)：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(guò)多的輔助設(shè)備，運(yùn)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(diǎn)。

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

經(jīng)過(guò)近兩三年的運(yùn)行比較：天阿廠的水導(dǎo)軸承運(yùn)行維護(hù)工作量確實(shí)很大，因?yàn)樗谶\(yùn)行中油泵不能停運(yùn)，運(yùn)行時(shí)間一長(zhǎng)，電機(jī)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(yùn)使機(jī)組甩負(fù)荷。在運(yùn)行中也出現(xiàn)過(guò)因?yàn)橛捅猛＿\(yùn)而使機(jī)組多次甩負(fù)荷的事故，后來(lái)將停機(jī)的時(shí)間繼電器延遲時(shí)間改長(zhǎng)，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(duì)較低，所以它本身冷卻性能好的優(yōu)點(diǎn)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(yùn)行維護(hù)量很小，但是在實(shí)際運(yùn)行中水輪機(jī)導(dǎo)軸承的擺度和振動(dòng)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(dòng)就更好。總體上這兩個(gè)廠的設(shè)計(jì)都是符合要求和標(biāo)準(zhǔn)的，它們各有千秋各具特點(diǎn)。（作者單位：黃河萬(wàn)家寨水利樞紐有限公司）