浅析水轮发电机轴瓦温度升高运行的原因及处理

浅析水轮发电机轴瓦温度升高运行的原因及处理

发表时间：2016-11-30T14:53:46.110Z 来源：《电力设备》2016年第18期作者：孙永[导读] 本文分析了水轮发电机轴瓦温度升高的主要原因，并对水轮发电机轴瓦温度升高的排查和处理展开研究分析。

（国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂 064309）摘要：水轮发电机组在工作中发生轴瓦温度升高，是水轮机比较常见的故障类型。本文分析了水轮发电机轴瓦温度升高的主要原因，并对水轮发电机轴瓦温度升高的排查和处理展开研究分析，以期为水轮发电机轴瓦温度升高故障的处理提供资料参考。关键词：水轮发电机；轴瓦温度升高；原因；处理水轮发电机组是水电站建设和运营的关键设备，随着我国新能源改革的不断推进，水利发电产业发展迅猛。水轮发电机发挥着将水利势能转化为电能的重要作用，其在工作中由于受到环境、工况和水流量的影响，轴瓦受到摩擦必然会出现温度上升或下降的情况，一般来说在正常阈值内的轴瓦温度升高不会对水轮机的工作效率和安全带来影响，但一旦轴瓦温度上升过高，则需要及时查找原因，并予以及时有效的处理和解决。如果轴瓦温度过高得不到解决，不仅会埋下生产安全隐患，还会导致水轮发电机组的使用寿命缩短，给企业带来不必要的经济损失。

1 水轮发电机轴瓦温度升高原因分析 1.1 润滑油问题导致轴瓦温度升高

轴瓦受到外力作用而运动做功，其在工作中必然会因为与其他部件的摩擦产生热量。润滑油的作用正是降低轴瓦与其他部件之间的摩擦系数，从而降低轴瓦与邻近部件的摩擦。润滑油在轴瓦工作时会形成一层润滑膜，使轴瓦的固定摩擦变为液体摩擦，实现摩擦阻力的降低。

除此之外，润滑油还发挥着为轴瓦降温的作用，如果在水轮机工作中润滑油系统出现问题，将会导致轴瓦与连接件之间的摩擦系数增大，在产生巨大摩擦力的同时做功生成巨大热量，给轴瓦和机组的工作安全和使用寿命带来影响。导致润滑油出现问题的原因包括润滑油油号不对、油品变质、油中泡沫过多等。

1.2 冷却水系统故障引起轴瓦温度上升

为了保证轴瓦工作系统工作状态稳定，在水轮机中会应用冷却水系统为轴瓦降温。在水轮机组中，一般会将冷却水系统和润滑油系统组成一个循环系统，该系统反复循环带走轴瓦摩擦产生的热量，使轴瓦的工作温度和环境温度始终保持在相对稳定的状态。如果冷却水系统出现故障，润滑油所带出来的热量就不能被传递，而润滑油会继续以较热的温度在轴瓦润滑系统中循环，这就导致轴瓦工作温度上升。一般导致轴瓦冷却水系统故障的原因包括冷却水阀门损坏、管道堵塞、过滤器杂质过多等，一旦冷却水系统出现故障，必须及时解决和处理，以保证冷却系统正常工作。

1.3 机组振动导致轴瓦温度升高

水轮机组工作中，导致机组发生振动的原因很多。如果水轮机组发生不正常振动，会导致主轴摆度加大，使轴瓦和主轴之间的摩擦力增大，从而使产热量增多。除此之外，不规则摆动还会导致轴瓦和主轴间油膜变薄，使油膜散热系统的散热效率下降，导致轴瓦热量继续过多，使轴瓦温度升高。水轮机运行中导致发电机组不正常振动的原因包括转轮进水不均匀、转轮叶片卡入异物、转轮叶片几何形状受损、部分构件的连接不紧密和发电机符合不平衡等。

1.4 其他原因导致轴瓦温度升高

除以上常见原因外，还有一些现象会导致轴瓦温度上升。例如，检修导致轴瓦和主轴间隙过小、轴瓦与主轴的压力角发生变化、挡盖螺丝松动等。因此，当轴瓦温度升高时，需要具体问题具体分析，经过检查和反复排查确定轴瓦温度升高的原因，并采取适当的措施予以处理。

2 水利发电机轴瓦温度升高的处理 2.1 润滑油引起轴瓦温度升高的处理

为了避免机组运行中润滑油问题出现，在添加润滑油时一定要对所要求润滑油的牌号进行确认，并添加相同牌号相同质量的润滑油产品。只有保证润滑油系统中的润滑油粘度一样，才能使润滑油的润滑作用能够发挥，并保持润滑油的循环流动性，实现降温的作用。

另外，在机组工作中，要经常对润滑油的品质进行检验，保证润滑油循环系统中的润滑油始终处于正常的品质状态，如果发现润滑油品质下降，要及时更换润滑油。

最后，要对润滑油的储存温度进行控制，避免润滑油长期处于高温状态，降低润滑油与空气接触的概率，避免润滑油被氧化产生泡沫而影响润滑效果和散热效果。

2.2 冷却水系统故障的解决与处理

冷却水故障的发生，主要包含冷却水系统器件损坏劳损或管路堵塞。为了保证冷却水系统的工作稳定性，一定要定期对管件和管路进行检验和检查。如果在检查中发现存在老化或故障的阀门等零件，需要及时更换处理。如果发现管路内被异物堵塞，则要及时清理管理。除此之外，对于秋季、夏季等异物较多的季节，要积极采取应对措施，避免引水渠和水库内的漂浮物进入冷却水系统，导致管道堵塞。

2.3 机组振动导致轴瓦温度升高的处理

水轮发电机组的振动原因很多。在运行中一般是由于导水机构或转轮四周的进水不均匀，转轮叶片受到磨损破坏，产生转动不平衡，使水轮机产生振动，或者是发电机电气方面原因造成的。有些混流式水轮机，转轮叶片流道较小，运行时叶片内容易卡进异物。卡有异物的叶片流经的水量就少，未卡有异物的叶片流经的水量就多。这样就会形成四周进水不均匀。同时由于异物的存在，转轮在旋转时就会产生转动不平衡，引起机组振动发电机三相负荷严重不平衡，转子绕组匝间发生了短路，定子铁芯铁片松动，都会使磁拉力发生变化，引起发电机振动，主轴摆度增大，轴瓦温度上升。当确认问题是由于水轮机组转轮卡入异物导致的，需要及时进行异物清理，以保证水轮机正常工作。

2.4 其他问题的解决与处理

当对轴瓦温度升高原因进行检查后，发现并不是由上述问题导致的，则要考虑其他影响因素。首先，如果在检修后出现轴瓦温度升高故障，需要对主轴和轴瓦间隙进行检验，如果存在问题及时调整。其次，如果在检查中发现冷却降温系统的部分零件故障，则需要及时的更换零件。

综上所述，为了保证水轮发电机组的工作效率和运行安全，当发电机组出现轴瓦温度升高现象时，必须及时进行排查和处理。由于导致水轮机轴瓦温度升高的原因很多，在原因排查和故障检测中，需要具体问题具体分析，在第一时间对轴瓦温度升高的问题予以解决，保证水轮发电机组的工作稳定性，减少轴瓦温度升高对发电机组使用寿命带来的影响。