分析卧式机组瓦温过高的原因及处理

文/胡君容，临湘市龙源水库管理所

1 卧式机组常见故障形式

在一般小型水电站当中，撞击的容量是2*1000kw，发电机出线电压为6.3kv左右的卧式混流的机组。电站在运行工作阶段，进行正常的发电工作，机组的瓦温长时间都比较高。其中水轮发电机的径向推理轴瓦是采用巴氏合金加工而成，这种材料最高承受的温度不能超过75℃，通常温度要控制在55℃最好，如果超出55℃就表示轴瓦的温度过高，一般系统设置警报功能温度达到60℃之后就会开启，并立即停止机组的工作。因此这种水电站为了避免出现瓦烧的故障问题，那么就需要将发电容量适当降低，一般是在2000kw的发电容量，降低到1600kw左右。而且发电机常常受季节变化的影响，即便是在春秋季节温度较低的条件下，那么水电站的瓦温仍旧是普遍在50℃以上，这时候整个发电站的容量约为1800kw。因此只有在动机的环境温度低的情况下，则整个发电机的瓦温才能够被控制在正常范围之内，进而进行满负荷的发电工作。因此从小型水电站的机组瓦温情况来看，通过一定的例证数据，得出只有在瓦温处于正常范围之内，则整个发现机组才能安全稳定的运行。

2 卧式机组故障产生的原因

2.1 机房降温通风的基本条件

发电机组瓦温过高形成因素较多，其中机房降温通风的条件分析，由于水电站在建设阶段的时间、成本投入等方面综合考虑。在发电的机房建设一般就比较简单，这样就不能给机组运行提供良好的通风基础。再者机组运行工作本身就会产生一定的热量，再加上机房的基本温度条件，那么就会导致机房内的整体温度很明显要高于外界温度。此时如果外界温度也增高的话，那么机房内机组的温度就会超过机组工作环境的最高承受力度，进而导致瓦温过高形成不同程度的故障问题。

2.2 气温过高问题分析

卧式机组在工作期间需要将各个阶段的瓦温值记录，瓦温的高低是跟运行阶段的气温之间密切联系，在盛夏的两个月外界的气温一般要高于35℃。那么瓦温就会增加3-5℃，这样就很有可能超过系统警戒的预设温度。另外在深冬季节最低温的两个月内，气温是10℃左右，那么瓦温就是在5℃以下，除此之外的的几个月发电机组都是能够正常稳定运行的。

2.3 推力瓦设计的余量

部分水电站的推力瓦在建设前期的设计阶段，企业单位为了尽可能的降低成本常常会出现没有经过校验就设计pv值了。这种需要用来测量承载能力的测量值，那么如果出现小于实际工作运行阶段的PV值。那么发电机中的推力瓦的所受的力就要大于前期设计的要求，从而导致系统摩擦产生的热量就会增加。因此推力瓦pv值不能按照标准规范有效测量承载能力，此时应该重视刮瓦以及机组调试工作。

2.4 推力轴承冷却油系统功效

发现一般字机组装机的容量较小的情况下，那么推力轴承冷却油系统的效果非常重要。推力轴承的油槽以及水导轴承油槽是连为一体的。机组在运行过程中推力瓦与径向瓦会产生一定的热量。这时超出油槽中冷却油的吸收能力的上限，那么油槽中的冷却油就不能将余下油量进行实际的吸收以及散热功效。那么机组推理轴承冷却的系统的冷却功效明显降低，这时候瓦温就会长时间处于一种温度过高的状态。

2.5 安装检修的基本质量控制

2.5.1 轴瓦修刮工艺要求。

轴瓦修刮是瓦温过高造成操作工艺不当情况。卧式机组导瓦一般都是筒式的。如果在检修阶段的工作人员技术水平有限，将筒式的瓦研刮成了椭圆形。这样轴瓦之间的间隙就会分布不均匀。轴承受力不均匀那么瓦温就会过高，那么修刮阶段没能刮出油边，设备中的油就不能高效循环。

2.5.2 机组机座与轴线安装

机组安装阶段中，机座的水平调整工作与同心度的调整如果比较容易，那么表示生产厂家出厂阶段有进行整机装配工作。若机组是分体机座那么调整工作就会相对困难一些。另外机组轴线的调整也较为繁杂，需要将设备各个部分的配置进行熟悉，否则质量就不能达到规范的要求。

2.5.3 运行维护工作

运行维护阶段如果润滑油的质量存在问题，那么轴承的油冷圈带油式径向轴承，轴与油就会形成分离，那么这些润滑油就会带到轴颈之上，形成一种不停流动的油，那么油质不符合标准要求，轴承之间的摩擦力就会加大，进而增加瓦温。其次就是油冷却器的检修工作，如果前后之间的差距过大，那么就不能达到目标的冷却效果。

3 卧式机组故障的处理方式

3.1 控制机房的温度

机房温度过高无非就是通风条件，因此机房通风工作需要打开机组周围的窗户。尽可能的降低机房的内部温度，通过添加制冷设备或直接用风扇对着机组的轴承位置，将轴承盖周围的空气流动速度加快，进而控制运行阶段机组的瓦温。必要时需要将原有的机房进行改建，但不能全面翻新，使得机组工作量较大以及建筑材料消耗量高，不能保证改建之后的机房温度控制工作到位。

3.2 改进发电机组的通风冷却系统

卧式机组的通风结构改进之后，可以降低其在工作运行阶段所排出的热量，进而对推力轴承及径向轴承冷却油的影响作用降低，达到较好的散热效果。但是在进行通风结构改进阶段，需要进行设计、方案、工序等各个方面的要求。因此整个方案的改动涉及到的部位比较多，进而形成较高的成本投入，给水电站的运行经济效益追求带来不利的条件。

3.3 重视发电机组轴承冷却油的系统

对于一些卧轴中的小型水轮的发电机组，如果运行阶段的轴承温度过高，那么应该将轴瓦刮削质量与轴承的装配调整质量进行控制。调整工作调整需要找专业工作人员进行。机组轴线的调整也是如此。调整阶段必须要按照业内的标准进行，尽可能的避免轴颈与轴瓦之间的摩擦力过大。

3.4 系统运行参与介质的维护与管理

润滑油在投入运行阶段，需要将油质检测或化验，使用符合规范的润滑油保证在运行阶段对瓦温起到保障作用；油冷却器需要重视水电站的运行管理工作，通过定期的检修、过滤、化验，使得其中的润滑油质量达标并且稳定，冷却器的前后压力变化有效的控制，继而将运行阶段的瓦温变化进行记录和分析，使得轴承的冷却效能充分发挥。

考虑对发电机组的推理轴承系统进行改进，才能实现对瓦温的有效控制。相对来讲这种改进方案所涉及到的改造工作量、难度等都较小，实施操作可行性佳。因此在进行发电机组挖孔控制阶段，可以考虑将发电机组轴承冷却油系统进行改进。保障卧式发电机组的正常、稳定工作持续进行。

4 卧式机组设备结构分析与改进举措

通过对个别中小型输电站运行工作状态分析，能够发现瓦温过高的形成原因通常是与其推力轴冷却油系统的冷却效果，如果该系统的冷却效果不足那么瓦温很容易就会升高，所以可以通过以下几个技术进行改造：

4.1 增加机组的上油量

推力瓦温度的高低通常是由冷却油的系统冷却效果来决定的。那么径向轴承端盖与主轴密封间隙大大小势必会对其产生影响。因此通过对推力轴承的结构组成进行分析，就能够发现推力轴油冷却系统的油量不够，则系统的循环油压就会下降，这样油冷却系统的基本效能就不能满足实际运行工作的需求。这对这些问题的产生则可以采取几个方法。

1)将带油板与外罩之间的间隙进行控制，也可以在一定范围之内增加带油板的数量。这样冷却油的油压就会随着结构改进而增加，油在设备中的循环速度也会增强。2)将设备外罩上的油孔与轴承座上的油孔这两者间的密封圈进行调整，保证设备各个结构之间的密封程度，进而避免后期运行工作中油温升高进入油孔之中。

4.2 降低推力轴的发热量

如果油量增加，那么瓦温是能够有效控制的。但是这并不能将瓦温过高的根本问题解决。所以还需要将油冷却系统热油循环的油路进行改进。对此应该将推力轴承摩擦发热量W进行计算，计算公式如下：

该公式中主要涉及的计算内容以此包括：间隙比沙麦尔德系数、黏度系数、圆周的速度、推力轴的直径、推力轴承的高度。在这个计算公式当中，推力轴的发热量通常是与轴承间隙比之间的关系较为紧密。因此降低了推力轴的发热量，那么发电机组的推力轴的间隙，需要根据根据发电机组的运行进行调整。这样就能够有针对性的将推力轴的热量降低，从而降低发电机组的瓦温。

5 其他相关改进条件

5.1 回油道结构设计

通过对设备结构进行分析，如果回油道设计不够合理，那么系统运行产生的热油就不能及时的回到水冷却器当中。这样就不能完成给热油降温的基本工作。因此需要将回油道的结构进行改造，从而使得热油的回油速度能够大于冷油的上油速度，进而保证回油道当中不存在热油的长时间停留。进而将油腔整体的环境温度降低。

5.2 控制推力瓦接触面

从推力轴的材料来看，巴氏合金在高温的条件之下很容易变型。如果推力轴的变形那么推力瓦的接触面就会减少，那么在单位面积内的受力相对来讲就会增加。那么在改进额极端，考虑将推力瓦进行紧固进而减少瓦面之间的接触点，保证推力轴的构成材料不会在温度提升条件下产生不同程度的变形。

5.3 推力轴水冷却系统

推力瓦温控制，需要将发电机组持续性稳定运行，其中推力轴冷却系统的水循环的速度一般来讲是比较慢的，因此在现行条件之下，需要将系统当中的冷却器的进水压力进行控制，进而提升冷却系统的水循环的速度，提高系统的工作能效提升。

将这些其它改进条件落实，再进行机组的运行试验，那么在长期的工作运行止呕，发电机组的瓦温上升的情况明显改善，在这种条件之下最高瓦温也会有所降低。一般情况下运行阶段的瓦温上升速度都是在50℃。尽管夏季的温度较高，但系统在满负荷运行状态之下，瓦温也不会超过55℃。所以采取系统的改进方式，就能够将瓦温过高的问题处理完善。

6 结束语

水电站的运行工作受到来自内部和外部的种种条件影响，因此重视卧式机组的瓦温控制工作，避免在运行阶段因为温度过高，而导致轴瓦的损坏产生故障。因此相关工作人员应重视对发电机组的检修与维护工作，保障系统的安全、稳定运行。