孟幫杰

（阿壩水電開發(fā)有限公司，四川 成都610041）

1 前言

臥式混流水輪發(fā)電機(jī)組具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、流量小、廠房結(jié)構(gòu)一般只需一層等優(yōu)點(diǎn)。因此，在較多小流量、小組組中得到廣泛應(yīng)用。但是，機(jī)組一般轉(zhuǎn)速高，其軸承瓦溫控制在技術(shù)上要求較高。本文介紹了某電站臥式混流機(jī)組徑向瓦溫升高后的處理方式，闡述了軸瓦化學(xué)成分對(duì)機(jī)組軸瓦質(zhì)量的影響。通過對(duì)軸瓦瓦面巴氏合金化學(xué)成分的質(zhì)量改進(jìn)，機(jī)組軸瓦溫度得到了改善。

2 機(jī)組結(jié)構(gòu)

某電站水輪發(fā)電機(jī)組有兩組軸承，水輪機(jī)的徑向推力軸承、發(fā)電機(jī)的座式軸承裝于同一底板上，用地腳螺栓將底板固定在電站廠房內(nèi)地基上。并且水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)同用一根主軸，同軸度高、穩(wěn)定性好（見圖 1）。

圖1 機(jī)組結(jié)構(gòu)圖

軸承均采用獨(dú)立封閉自循環(huán)潤滑系統(tǒng)，不設(shè)傳統(tǒng)油泵油箱、重力油箱等外循環(huán)裝置、軸承冷卻水直接由蝸殼進(jìn)口處流出、排至集水井或尾水管內(nèi)。

3 瓦溫升高現(xiàn)象介紹

機(jī)組出現(xiàn)座式徑向瓦瓦溫升高至報(bào)警溫度，停機(jī)后，對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行檢查，各軸承油槽油位、油色正常，機(jī)組技術(shù)供水正常，無其他報(bào)警信號(hào)。

進(jìn)一步對(duì)軸瓦進(jìn)行分解，檢查情況如下：

（1）軸瓦下半部位巴氏合金表面出現(xiàn)脫層，擠壓現(xiàn)象，脫層甚至有片狀，擠壓至軸瓦橢圓上弧面。合金表面未見明顯黑點(diǎn)、刮痕、灼傷現(xiàn)象。合金與瓦背的接觸未見脫離現(xiàn)象。軸瓦上半部位未見異常。

（2）座式徑向瓦油槽內(nèi)部油質(zhì)肉眼觀測未見異常，將潤滑油排空后，油槽下部觀測有巴氏合金粉狀沉積物，其顏色為黑色。

（3）機(jī)組導(dǎo)軸瓦軸領(lǐng)表面有黑色影跡，用破布擦拭時(shí)可洗除，表面未見明顯的劃痕、灼傷和損傷。

4 原因分析

4.1 軸瓦脫層現(xiàn)象分析

（1）巴氏合金表面及軸領(lǐng)處均未見刮痕，可以判斷軸瓦巴氏合金并非由于潤滑油質(zhì)內(nèi)有雜質(zhì)造成損傷致使脫層。

（2）巴氏合金表面及軸領(lǐng)未見灼傷點(diǎn)及黑點(diǎn)，可以確定本次軸瓦脫層并非由于瓦溫升高而造成的損傷。本次造成瓦溫升高的主要原因是由于軸瓦巴氏合金先出現(xiàn)脫層掉落后，造成軸瓦表面巴氏合金承載不均，以及油膜厚度不均勻等，致使軸瓦溫度升高。

（3）軸瓦油槽內(nèi)出現(xiàn)大量粉末狀巴氏合金。機(jī)組瓦溫升高，瓦溫溫升跳變較快。拆除后，巴氏合金表面未見刮痕和黑點(diǎn)，而且在排除潤滑油時(shí)，油質(zhì)清澈，未見異常。因此可以確定，大量巴氏合金粉末并非僅僅是本次脫層造成，其產(chǎn)生的時(shí)間應(yīng)該較長。

4.2 其他部位檢查分析

（1）推力軸承。推力軸承瓦接觸點(diǎn)較好，鏡板未見異常，推力瓦瓦溫正常，機(jī)組軸向推力受力均勻。

（2）飛輪檢查。飛輪罩未拆除，但外觀檢查飛輪，未見異常，機(jī)組周向離心力及機(jī)組穩(wěn)定性應(yīng)該沒有受到機(jī)械方面的影響。

（3）機(jī)組油位、油質(zhì)、冷卻水檢查。根據(jù)運(yùn)行人員對(duì)出現(xiàn)瓦溫升高前后設(shè)備狀態(tài)檢查，機(jī)組軸承油位正常，油質(zhì)外觀檢測正常，機(jī)組軸承冷卻水水壓及流量正常 。

4.3 溫度升高原因分析

根據(jù)機(jī)組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)其瓦溫升高原因很多，但可以依據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行參數(shù)和工況采用因素分析法進(jìn)行逐一分析，其分析情況如表1所示。

表1 軸瓦瓦溫升高因素分析

根據(jù)表1因素分析可以判斷，引起本次軸瓦溫升的主要原因是前導(dǎo)瓦瓦面巴氏合金脫層造成軸瓦表面擠壓，油膜厚度不均等造成。

從油槽巴氏合金粉末可以看出，軸瓦巴氏合金硬度較低，抗磨性較差。由于抗磨性差造成巴氏合金粉末掉入油槽中，引起油槽內(nèi)潤滑油油質(zhì)變化。

5 軸瓦質(zhì)量改進(jìn)

巴氏合金主要合金成分是錫、鉛、銻、銅。銻、銅，用以提高合金強(qiáng)度和硬度。巴氏合金分錫基和鉛基合金2種。

按照前文分析，對(duì)原軸瓦巴氏合金的化學(xué)成分進(jìn)行了檢驗(yàn)，其結(jié)果如表2所示。

表2 軸瓦改進(jìn)前巴氏合金化學(xué)成分

從檢測的結(jié)果看，此軸承瓦采用的是錫基軸承合金中加入鉛，其主要目的是為了增加塑性，但是其耐磨性降低，只適用于低速、低負(fù)荷的軸承。本機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量為21.28 t，其轉(zhuǎn)速為750 r/min，因此對(duì)耐磨性、硬度、耐蝕性要求均較高。鑒于此，對(duì)軸瓦質(zhì)量進(jìn)行了改進(jìn)，即采用錫基軸承合金，其化學(xué)成分如表3所示。

表3 軸瓦改進(jìn)后巴氏合金化學(xué)成分

機(jī)組軸瓦經(jīng)質(zhì)量改進(jìn)后重新研刮安裝。機(jī)組投運(yùn)后，振動(dòng)擺度、瓦溫均滿足要求，軸瓦質(zhì)量改進(jìn)研究是成功的。

6 結(jié)束語

臥式機(jī)組軸承溫度難以控制問題一直比較普遍，目前基本都是從設(shè)備結(jié)構(gòu)、制造工藝、安裝工藝、水力因素等方面進(jìn)行探討和分析。以分析軸瓦巴氏合金化學(xué)成分對(duì)瓦溫的影響為切入點(diǎn)的探討，還不是很普遍。本文介紹了軸瓦材質(zhì)分析和改進(jìn)情況，從另一個(gè)角度探討了軸瓦溫度升高的解決方法。