小水电站油自冷轴承的降温措施_第1页
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文档简介

1、小水电站油自冷轴承的降温措施 在我国小水电站中采用卧式机组的电站较多,其轴承的冷却方式不外乎油自冷和水冷两种。由水冷却的轴承,轴承温度相对稳定,而靠油自冷却的轴承,受环境温度的影响较大。当盛夏酷暑期间,厂房环境温度达到40时,轻则使轴温升高,加速润滑油的劣化,缩短轴瓦寿命,重则使轴承过热,烧坏轴瓦,因为当环境温度达到40,可使轴承温度在正常运行情况下达到70左右。按照电站运行规程,凡轴温达到65时应发出警告信号,达到70时,必须立即停机,否则将由事故继电器执行跳闸。为了保证机组因轴承过热跳闸,多数电站通常采用排风扇、外接油泵循环冷却或被迫减少机组出力等办法来防止轴承温度升高,但仍有烧坏轴瓦的重

2、大事故发生。1轴承结构和发热原因一般采用三支点布置机组,其推力轴承由水冷却,前后导轴承靠油自冷却。导轴承为油环带油式径向轴承。其轴瓦分上下两块,下轴瓦水平安放在轴承座上,轴瓦底部设有轴承测温孔,里边插有一支wtz-288型温度表;上轴瓦两端各有一个径向缺口,两个甩油环就从径口处伸向外面,同时套着主轴和下轴瓦。轴瓦表面镀有一层巴氏合金,轴承使用30号汽轮机油作为润滑剂,甩油环下半部分则泡在润滑油中。当主轴转动时,两个甩油环就跟着在主轴上滚动,不断将轴承座中的润滑油带到主轴上和润滑冷却轴承的摩擦面,此时摩擦面上的热量基本被润滑油吸收。因甩油环的作用,润滑油中的热量又基本被带至轴承座空气中自行冷却,

3、最后使轴承温度稳定在略高于环境温度之中,其值一般不超过60。当环境温度升高后,轴承和润滑油的温度跟着升高,加上机组工作时产生的摩擦热量,使得润滑油的温度更加升高;当油温达到60以后,氧化速度加快,冷却效果逐渐减小,继而使摩擦面发热量增加又使润滑油温度升高,如此恶性循环,难以保证不发生过热故障或事故,因此,降低轴承温度的关键就是必须降低润滑油的温度。2降温措施和应用效果(1)冷却方案和原理:如图1所示为一个轴承降温冷却系统。该系统由进、出水阀,工作阀、试验阀和进、出水管、冷却管、压力表等元件组成。当机组运行时,轴承热量被润滑油吸收,因冷却管直接安泡在润滑油中,故部分热量被冷却管优先吸收和传递,通

4、过流动的冷却水将热量排放到尾水池;另一部分热量则由甩油环的滚动,散发在轴座内的空气中。因这两种作用同时进行,使轴承摩擦面产生的热量基本被吸收排出,达到了冷却轴承的目的。(2)确定主要参数和选择元件:散热面积:散热面积可根据轴承摩擦发热量(即摩擦功率等于油润滑状态下的摩擦系数、轴承载荷和轴颈处的线速度的连乘积),所选材料的传热系数,油温和水温的温差,可计算出散热面积。经设计计算,得散热面积为0.02m2;因轴座内的空间有限,选紫铜管外径为20mm,并弯成u形,其开口距离70100mm,要求紫铜管泡在润滑油中的长度不小于0.32m。供水量:通过紫铜管传递的热量,被冷却水带走,所需供水量可通过冷却水

5、出口与进口的温差和需带走的热量、水的热容量来进行计算,可算出供水量为6.6710-3m3/h,因供水量不大,故选冷却水的进、出水管内径为15mm。供水方式和压力:本系统采用自流供水方式,即从机组蜗壳取出压力水,根据冷却水管强度,一般取压力值为0.2mpa。选压力表00.6mpa,选试验阀为15mm水龙头,其他各阀为15mm小闸阀。(3)技术处理:(4)单位:mm在距轴承最高油位线上50mm处钻24mm孔两个,两孔间距为80mm,将紫铜管热弯成图2中形式,使冷却管在润滑油中的有效长度大于0.32m(实际已达0.7m),具体位置要尽量靠近上部润滑油,以距最高油位线5080mm为宜,安装时要保证甩油

6、环能在u形冷却管中正常滚动,且与冷却管两边的间隙必须大于20mm。为了防止产生轴电流,冷却管必须与轴座保持绝缘,其两端从新钻的孔中伸出,并通过软胶管与进、出水管相连,然后按图1接通冷却水系统。如有条件,还可在回路中装设滤水器和示流器,使轴承降温冷却系统更加完善。在使用本系统时,先关闭试验阀和出水阀,然后开启工作阀和进水阀,降温系统开始充水,待压力表指示达0.2mpa时,开启出水阀,并适时调节,使系统压力保持在0.180.2mpa之间;随着环境温度的变化,可通过进、出水阀适时增大或减小进水量,使导轴承温度稳定在50左右;为了检验冷却水管的畅通情况,可利用试验阀进行试验。(4)应用效果:通过对电站的机组导轴承的油自冷方式的改造,获得了以下效果:冷却可靠。轴承增加了水冷却装置后,冷却效果大为改善,在炎热酷暑时节的轴承温度能稳定在50以下,从而保证了机组的运行安全。成本低廉。采用冷却水的降温措施,每台机组仅需花200多元的材料费,就能满足机组在盛夏连续满载运行要求,每年

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