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摘要：出于对水电站一年四季整体的发电量需要和卧式水轮发电机组的负荷极限的考虑，在设计发电机组轴承冷却系统时应该将轴承温度进行考虑，对发电过程中出现的温度过高情况进行提前平衡控制，以防发电机组出现故障，为后续工作带来不便。因此，本文对卧式水轮发电机组轴承冷却系统的设计与维护提出几点设想和建议。数控机床防护罩
关键词：卧式水轮发电；冷却系统；轴承结构；设计；维护
引言
水轮发电机组顾名思义是由水轮机驱动实现电力供应，而水轮发电机会根据当地水电站自然环境的不同设置适合的大小，本文讨论的卧式水轮发电机组则是小型发电机组和冲击式发电机组驱动完成。冷却系统是水轮发电机当中的一个重要装置，为了能够在一定转速下继续帮助水轮发电机组正常工作，维持效率和输出功率，驱散超量的热负荷，冷却系统的功用不容忽视。其中轴承的稳定又关系到冷却系统的稳定运行，因此，轴承冷却系统的设计与维护在水电机组中的重要性不言而喻。
1水电站卧式水轮发电机组轴承冷却系统设计和维护的重要性
序言中已经简单将水电站卧式水轮发电机组、轴承和冷却系统的概念进行概况说明，那么现下将对轴承冷却系统的设计和维护所能展现的重要性进行说明。轴承在水轮发电机组中参与所有部件的运行，它需要传递重量到混凝土的基础之上，而实现这个传递过程的就是推力轴承，因此，推力轴承的良好运行直接影响到整个水轮发电机组的运行是否稳定，需要注意的是，轴承的适当冷却可以保证冷却系统的高效输出。因此，为了能够实现并保障水轮发电机组顺利运行，对轴承冷却系统的设计、维护应高度重视。
2 关于轴承冷却系统设计
2.1两种不同卧式水轮发电机组的轴承冷却系统的原理
卧式水轮发电机组需要根据水电站环境分为两种。一是混流式卧式发电机组；二是冲击式卧式发电机组，两种水轮发电机组的工作原理不同，优缺点也不同，应根据实际需要进行建造。①混流式卧式发电机组：该机组主要采用油强迫外循环冷却系统，即机组运行中产生的热量通过油气排除，从而避免巴氏合金被高温熔断，保障机组安全运行。巴氏合金瓦采用单层瓦或双层瓦结构，会在进油边形状留有较大的坡口，方便润滑油进入。[1]原理：先是由重力油箱的润滑油进入油冷却器进行冷却，冷却之后的油通过阀门进入轴承冷却瓦，轴在转动的过程中产生的热油通过排油管回到回油箱，再过滤，回到重力油箱，再次循环。优点：油的冷却速度快，瓦的上升温度缓慢；缺点：投资大，系统结构较为复杂，后期维护不便，容易熔断巴氏合金，影响机组安全[2]。
②冲击式卧式发电机组：主要采取水外循环冷却的方式。供水泵从尾水坑进行抽水，由水过滤器进行过滤，再通过阀门流向轴承内冷却器和下瓦块内冷却铜管，轴承与瓦产生的摩
擦的热量能够通过水带走，最后回到尾水坑，水的两种流向都能冷却油温。优点：降低巴氏合金因为少油而被熔断的机率，冷却效果良好，工艺也能够方便后期改进，设备维护方便，保证了安全运行的时间。
2.2轴承结构
作为水轮发电机组的关键部件，推力轴承关系着机组的全部负荷能力，因此，对于推力轴承材料的选用显得至关重要。首先，推力轴承结构分为推力瓦、托瓦，轴瓦采用双层结构，由薄的巴氏合金推力瓦和厚的钢托瓦组成。[3]主要由于厚的钢托瓦的刚度能够在一定程度上降低薄的巴氏合金推力瓦的变形程度，同时还有油流沟槽能够帮助冷却薄瓦。反观薄瓦的刚度远不如厚瓦，但是其适应能力却强，能够帮助减轻推力轴瓦发生综合变形，再者，薄瓦的重量较轻，易于检修。使用双层瓦实际上能够保护推力瓦，这是因为推力瓦遇到高温发热容易产生变形，反而促进了最小油膜厚度的提高，这样一来，高压油顶起系统就能得到正常、安全的运行，无形之中加大了保护的力度。
2.3润滑油冷却系统设计
车流量统计
为保证水轮机电机组高效、安全运行，推力轴承系统应该采用镜板泵顺流外循环冷却系统。使用方式：机组启动，循环开始，机组停止，循环结束；取消1套油泵、驱动电机及控制系统。设计：镜板泵用孔使用20个直径为50mm孔，工作压头为0.093MPa，工作流量为555m3/h。为优化油槽内管路，可在瓦间内圆处增加挡油板。再利用集油槽在导轴承下方形成挡油板。
3 关于卧式水轮发电机组轴承冷却系统维护的注意事项
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3.1注意监测轴承的温度
通常情况下轴承发生故障的原因涉及冷却系统、润滑系统、按照过程中产生的失误以及轴承的温度过高而导致运行停止，设备出现问题[4]。因此，针对本文中提及的冷却系统维护应该设立温度报警器，当温度过高时，能够自动报警提醒看护人员及时到达处理。据统计，温度检测法是最为广泛运用的一种方法，当设备发生故障时，其灵敏度极高，可以快速作出反应，如果采用提取油液进行分析或者对部件的磨损状况进行分析再下判定的话会延误最佳维护时间，并且耽搁水轮发电机组的正常运行，耗时耗力。温度检测是最快最省力的办法，也是最直接的办法，巴氏合金瓦会因为产生的温度过高而被熔断，因此，一旦
温度出现异常，温度检测就能第一时间作出反应。如果定期由维护人员进行温度检测，那么就能有效保证水轮机电的安全、正常运行，还能够减少一定的经济损失。当然，可以使用计算系统帮助做出全面的反应和应对措施，通过采集相关信息完成监测，且计算系统相比温度监测而言，灵敏性更强，还可以输入相关原因分析。
3.2轴承的维护措施
针对轴承在冷却系统当中的重要作用，后期对轴承的维护也显得至关重要。有些时候由于没有冷却机器的加入，轴承会在摩擦产生的热度达到一定高度后熔断巴氏合金，发生烧瓦事故。因此，可以增加冷却机器在轴承的空闲部位，帮助带动冷油，降低温度，冷却器使用空心钢管以便散热[5]。若发现巴氏合金有出现损伤的情况，应先利用刮刀进行表面清理，再使用温度在70~100℃，有10%浓度的碱液清洗5min左右，使用热水冲洗剩余的残碱，这是没有露出轴瓦皮的情况。针对露出轴瓦皮的情况，也是先清理损坏部位，再使用钢丝刷清理污垢，尤其是沟槽部分，清洗后使用盐酸浓度为10%~15%进行酸洗，大约5min~10min，最后使用热水进行冲洗。若是瓦轴严重损坏并且已经无法通过局部修复的方式使其恢复作用，那么需要对其进行重新浇筑，并还需要接受浇筑后的质量检查，合金表面不得出现斑痕，使用50mm-70mm的钢球敲击，声音清脆则表明结合效果良好[6]。
结语棒球棍材料
经过对两组不同的水电机组轴承冷却系统进行对比可以发现，采用水外循环内冷却的方式更加简便，也能够减少一定的投资，方便后期进行维护，提高效益。而通过改进轴承结构的工艺，可以帮助油温有效降低，冷却效果良好，在维护过程中也不应忽视可能存在的问题，需定期检查维护保养，确保水电站卧式水轮发电机组安全、稳定运行。
参考文献
[1]武中德,张宏.水轮发电机组推力轴承技术的发展[J].电器工业, 2007(01):39-43.
[2]卢智林.水电站卧式水轮发电机组轴承冷却实例分析[J].水利科技,2019(02):57-59.
[3]朱顺财,杨仕福,张天鹏.溪洛渡右岸水电站水轮发电机推力轴承及油循环冷却系统设计[J].东方电气评论, 2015, 29(1):40-43.
[4]唐中华.水轮发电机组轴承温度与故障诊断系统设计[J].技术与市场, 2018.
[5]林家洋.水轮发电机组推力轴承冷却器漏水原因分析及处理[J].福建水力发电,2017(01):29-
30+35.
[6]陈学尧.降低卧式水轮发电机组轴承温度的一些方法[J].农村电气化, 2000(12):12.桥架接头
作者简介：沈杨（1990年出生），男，安徽省叶集区人，就职于安徽省淠史杭灌区管理总局红石嘴管理处，助理工程师，学士学位。
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