（青海大唐国际直岗拉卡水电开发有限公司 青海西宁 811999）
摘要：与立式机组相比，灯泡贯流机组轴承油系统相对复杂，转子、大轴、水轮机等转动部件的重量全部通过轴瓦传递给管形座，大轴转动时，如果轴承不能及时散热，在其接触表面温度将急剧上升，造成烧瓦及大轴变形事故。为了防止此类事故，一般采用轴承油循环水冷却系统来实现对轴瓦及大轴的保护。所以灯泡贯流机组轴承油系统运行情况直接影响到机组的安全运行。
关键词：轴承油系统；冷却器；油混水装置
1 引言
本文通过介绍水电厂轴承油系统运行近10年来存在问题的分析处理以及设备的改造过程，来说明如何针对大型灯泡贯流机组水电站的要求与特点，以供新建大型灯泡贯流式机组电厂与设计单位参考，选择或设计更安全可靠的机组轴承油系统。
2 灯泡贯流式机组概述
贯流式水轮发电机组的特点，主要在于其引水部件、转轮以及排水部件等，都需要布置于同一条轴线上，水流平直通过，是一种适用于开发利用低水头、大流量水力资源的良好机型。而贯流式机组又包括了各种不同的机型，其中以灯泡贯流式机组最为广泛使用，具有较强的适应性。灯泡贯流式机组所采用的是水平布置，其水轮机并没有蜗壳，土建过程中的开挖量也相对较小。而发电机装置则是设置于灯泡形壳体内，安置在水轮机流道中。机组中采用直锥扩散形的尾水管，因此流道短且平直、对称，具有良好的水流特性，此外还具备转轮效率较高、过流量大、建设周期短、总体投资省等优势。但是该机组也存在一定的缺点，比如单位电量耗水量大、油系统复杂、安装及大修难度大等。 灯泡贯流式水电机组具有较高的工作效率，且过流量大、建设周期短、投资少，所以倍受青睐。我国的灯泡贯流式机组起步较晚，但是通过积极引进、消化并吸收国外先进技术，尤其是在近十年以来，通过中外合资的方式，为灯泡贯流式机组的开发与研究提供了重要支持。在这种情况下，经过多年的研究与发展，国内的相关厂家已经在该水电机组的灯泡机组设计与制造方面，大大提高了能力和水平。有些大型灯泡机组通常由国内的厂家来实行设计与制造，其中只有转轮、叶片此类个别的部件需要通过国外引进，自己生产不仅能够提高国内的灯泡机组制造水准与质量，还可以减低资金，避免不必要的支出，并缩短建设工期，因此，这种机组采购模式非常值得推广。近几年我国大型灯泡机组建设工程，大多采用国际合作生产模式，即机组转轮、叶片使用国外引进，其余部件从国内厂家采购。有的机组建设项目受到工期的限制，会将主轴、导水机构、轮毂等分包至国外厂家，从而保证工程的交货工期，同时增加机组单价。而国际合作的生产模式也为国内相关技术的发展与研究带来了便利。
3 灯泡贯流式机组运行中的问题
3.1 备用状态下发电机定子绝缘下降
发电机定子下侧的球面支撑主要是用来平衡灯泡头定子部分所引起的浮力。发电机定子两侧的支座是为了防止机组在运行中引起振动。灯泡头和灯泡体外侧是流道，水轮机大轴横向布置，转子和桨叶纵向安装。在流道没有排水的情况下，灯泡头内外温差较大，尤其在夏季温差尤为明显。甚至在灯泡体和灯泡头内壁形成很多结露。发电机在长时间备用时定子绝缘容易受潮，造成定子绝缘下降，给发电机正常并网发电带来不便。因此，在日常运行管理中需要根据实际上游来水量，尽量减少机组的备用时间；在上游来水量不足以并网开机时需要每日进行机组轮换，及时调整运行方式。
3.2 主轴密封水压力不足，增加事故停机几率
主轴密封是灯泡贯流式水轮机结构中的重要组成部分，在水轮机的运行过程中担负着减少水轮机主轴与其他固定部件之间的漏水量、保障水轮机运行的稳定性的重要任务。由于灯泡贯流式水轮机自身的结构特点以及实际运行中的密封需求，使其主轴密封结构具有一系列的特点。首先，由于灯泡贯流式水轮机主轴区域本身空间较为狭小，为方便拆装与检修操作，其主轴密封也具有结构简单的特点。其次，由于主轴密封结构的重要性，一旦出现严重漏水而无法及时处理，将可能导致水轮机机组发生故障，甚至造成重大事故，因此要求水轮机主轴密封结构必须具有一定的可靠性。
4 轴承润滑油系统运行与改进
灯泡贯流式机组由于其型式和空间的限制，其轴承润滑只能采取外循环的方式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆即靠外力将机组轴承润滑油送入各轴承建立油膜，供轴承润滑和冷却后流至轴承回油箱，轴承回油箱的油经冷却后再送入各轴承，如此循环。
供油过程：
轴承油泵启动后，经过油过滤器将油抽至润滑高位油箱，再由润滑高位油箱经涡轮流量计供至各部轴承。
4.1 螺杆泵系统的改进
经过多次试验发现，两台螺杆泵的出口逆止阀（挡板式）为垂直装设；有时挡板的活动空间较大，致使挡板不能完全关闭，当螺杆泵切换启动时，另一台螺杆泵启动直接泄压，出现抽不上油的故障。设计缺陷：出口逆止阀安装位置不合理；两台螺杆泵共用一个双筒片式过滤器；两台螺杆泵的出口不宜在逆止阀后并联在一起，应在过滤器后进行并联。
为解决这一问题，我们将两台螺杆泵的出口逆止阀的阀芯拆除，在螺杆泵的吸油口处增加两个底阀（单向阀），并多次试验获得成功，彻底解决了螺杆泵经常抽不上油的故障。
4.2 涡轮流量计油流中断的改进
经过多次拆除涡轮流量计发现，涡轮流量计的涡轮上有很小的磁头。由于磁头带有磁性，吸附了许多油中的铁粉，使涡轮卡住，致使涡轮流量计报润滑油流中断，发生机组因润滑油中断造成的事故停机。
为解决这一问题，我们在涡轮流量计的前端增加一个“Y”过滤器，且过滤的滤芯带有磁性，可以提前将油中铁粉吸附，并定期清理Y型过滤器的滤芯，成功的解决了涡轮流量计油流中断的问题。
4.3 油冷却堵塞，致使冷却水中断，轴瓦温度升高的改进
经过机组的运行发现，油冷却器的堵塞，致使冷却水中断2-3分钟，可以使机组的轴瓦温度提升2-3摄氏度，这个问题严重威胁着机组的安全稳定运行。
为解决这一问题，我们将冷却水管路进行改造，在室外建立一个蓄水池，并增加一台潜水泵直接在尾水渠中抽水，经过沉淀后的水在经过水泵、过滤器、管路接到冷却水的供水干管上，供油冷却器的冷却水。这个建成后成为了冷却水的备用水源，为冷却水提供了可靠的后备保障。原冷却水的取水方式为坝前取水（汛期水中含泥沙量较大，过滤器不能完全过滤干净）。
4.4 润滑油系统供油方式改进
经过运行的考验，我们发现润滑油的供油方式不合理。例如在比较紧急的情况下，两台轴承油泵故障，机组正在增加负荷，此时润滑高位油箱的储油量不足，可能造成更大的事故发生。润滑高位油箱在容积设计时只考虑保证15分钟的用油量。这时可能就会出现一个问题，没有备用的润滑油源。
针对这一问题，我们在供油管路上做一些改动，供油方式：机组正常工作时，轴承润滑直接由轴承油泵供给，一部分油直接补充到润滑高位油箱中；这样就提供了一个备用的、可靠的油源，保证在任何情况下，都能保证机组安全稳定的停机。
5 结语
随着我国大型贯流式水轮发电机组制造技术的日益成熟,大型贯流电站的兴建迎来了前所未有的高潮。大型贯流机组为卧式结构,由水轮机导轴承和发电机组合轴承支撑整个机组的转动体,轴承的润滑和冷却采用透平油重力喷淋循环方式。为保证机组开停机过程中轴承的安全,设置了高压油顶起装置,确保轴瓦油膜的建立。由此可见,轴承油系统的可靠与否直接关系到机组的安全运行,属机组的核心辅助设备之一,因此轴承油系统的控制也就显得十分重要了。
参考文献：
[1]SL573-2012,灯泡贯流式水轮发电机组运行检修规范[S].
[2]田树棠.贯流式水轮发电机组实用技术：设计•施工安装•运行检修[M].北京中国水利电力出版社,2010.
[3]水电站机电设计手册(水力机械)[M].北京:水利电力出版社,1989.
论文作者:包明强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/14
标签：机组论文; 灯泡论文; 轴承论文; 水轮机论文; 流式论文; 冷却水论文; 主轴论文; 《电力设备》2017年第24期论文;