水轮发电机组运行中轴瓦温度升高的原因分析

水轮发电机组运行中轴瓦温度升高的原因分析
毋生俊毋东霞河南省博爱县丹东电站(454463)
水轮发电机组在运行中，保持轴瓦温度在允许的范围以内，是电站安全运行的保证。

一台机组在安装完成投入正常运行以后，轴瓦温度一般应无较大的变化。

如果由于季节原因引起外界温度发生较大变化，轴瓦温度上升或下降几度，这是正常的。

如在外界温度变化不大时，轴瓦温度上升3℃～5℃，就应当查找原因。

引起轴瓦温度升高的原因较多，根据水电站多年来运行经验，大致有以下几个方面引起的：
1 由润滑油所引起的轴瓦温度升高
轴瓦在运行中，润滑油的作用是润滑，散热，当机组在旋转时，润滑油的在轴与轴瓦之间形成了一定厚度的油膜，使轴与瓦之间的摩擦由固体摩擦变为液体摩擦。

由于液体摩擦的摩阻力比固体摩擦的摩阻力小几十倍到上百倍，这样轴与瓦的摩擦所产生的热量将大大减少。

并且所生成的少部分热量又及时通过润滑油的循环带了出去。

使轴瓦温度保持在允许的范围内，可见润滑油在轴瓦运行中所引起的关键作用，如果润滑油在运行中出了问题，轴瓦温度就要升高。

机组在运行中，使用的润滑油牌号必须相符。

不同转速的机组，使用的油牌号不同。

当用油牌号不对时，油的粘度就不一样，油膜形成的厚度也不一样，摩擦的阻力会增加，热量也要增多，轴瓦的温度就要升高。

一般发电机组的生产厂家都对机组用油牌号作了规定。

同时应当注意，不同牌号的油不得混合使用，否则，会使润滑油的粘度和其它指标发生变化，影响油的质量。

润滑油的油质应定期检查，定期化验。

有些电站，很长时间没有对润滑油的油质进行化验，油就可能劣化，油劣化后，油膜形成的不好，摩擦阻力增大，引起轴瓦温度上升。

油在运行中，劣化的因素很多，比如润滑油长时间在偏高温度下运行，油与空气接触。

在泵油过程中，油泡沫太多，润滑油就可能被氧化，而后生成一种油泥或油沉淀物，使润滑油变稠；有的电站，水轮机主轴密封漏水，水冷却器漏水，水份就会进入油中，油发生乳化，这样不但促进了油的氧化，而且还会增加油的酸价及腐蚀性；有的电站，机组轴瓦的绝缘不好或绝缘损坏，形成轴电流，轴电流也会使
润滑油变质劣化；油内进入灰尘，杂质，油也要变质劣化。

润滑油劣化后，从外观上看油色由透明变暗变黑，油的粘度变稀或稠，用手粘摸润滑粘度变涩。

通过化验，几项重要参数如粘度、酸碱反应，抗乳化强度、含水份、杂质都会不符合规定，如果继续使用，就会导致形成的油膜变薄，散热效果减弱，引起轴瓦温度上升。

因此润滑油使用一定时间后，必须进行化验检查，如检查后质量不合格，必须更换新油。

在更换新油时，应对轴瓦内表面清理干净，再用白面团粘一遍，然后再加新油。

在加油时，不可用加新油的办法来提高老油的油质，这样会使新油加速劣化变质。

油运行一定时间以后由于劣化，油内酸价会增加，会对主轴的轴颈产生腐蚀作用，当较长时间停机时，这些酸性较大的油滴附着在轴颈表面，使光滑的轴颈表面形成麻坑，造成轴旋转时的摩阻力增大，轴瓦温度升高。

机组运行时，轴瓦座内的油面不可太低，否则油泵的供油量减少，形成的油膜不好，同时携带走的热量也要减少，引起轴瓦温度上升。

如果机组的轴瓦密封不好，渗油漏油现象严重，运行人员必须加强对油面的监视。

一般生产厂家都对机组轴瓦的油面线有规定，运行中不得低于最低油面线。

油面既不能太低，但也不能太高，太高会影响到润滑油的正常循环，引起轴瓦温度上升，同时还会使轴瓦漏油严重。

2 冷却水系统故障引起轴瓦温度上升
机组在运行中，虽然有润滑油的作用，可以减少轴与轴瓦之间的发热，但这并不能完全消灭转动部分的这种发热，必须通过冷却水装置把这部分热量排放出去。

冷却水和润滑油组成一个循环系统，冷油经过轴瓦变为热油，热油通过水冷却器，再变为冷油供给轴瓦，如此进行反复循环，使轴与轴瓦旋转所产生的热量正好与冷却水流动所带走的热量相等，使轴瓦温度一直维持在允许的范围以内。

如果在运行中，冷却水系统出现了故障，冷却水量就会减少或停止，轴瓦所产生的热量与冷却水带走的热量不相等，轴瓦温度就会上升。

冷却水系统的故障有：冷却水阀门损坏、阀门的阀塞脱落，堵塞了管道，使冷却水减少；冷却水管路过滤器由于杂物冲进太多，没有被发现或未及进清理，冷却水量减少；出水管或者排水管内进了异物，引起管路堵塞，影响水流正常通过，冷却水量减少；冷却器一般都是由许多根紫铜管组成的，当冷却器的一部分紫铜管被泥沙淤积，杂物堵塞后，冷却水量减少；有些电站冷却水系统上装设有
减压阀，示流信号器等装置，当减压阀内或示流信号器的流道内卡有杂物时，冷却水量也会减少，特别是冷却水源直接从上游取得的电站，引取的水不可能是十分纯净的。

引水渠或水库内有漂浮物，杂草，夏秋作物收获季节，引水渠内小麦玉米桔杆较多，有时鱼虾、青蛙都会钻进冷却水系统的管道内，形成管道堵塞，使冷却水量减少。

因此运行人员必须根据上游的水质变化，判断冷却水量够不够。

即使是冷却水系统上装有示流信号器，压力表等监视装置，但有些特殊情况，监视装置也会给出了一个错误的信号，比如，冷却器内堵塞了，反映冷却器进口水压值并不会减低，有时还会增高，示流信号器被卡住了，虽然示流信号器的开度并未减小，但实际冷却水量已经减少了。

导致了轴瓦温度上升。

冷却水水温偏高，也是轴瓦温度升高的一个原因，一般机组生产厂家都规定了冷却水进口最高温度的限制，以免影响其散热效果，引起轴瓦温度上升。

3 机组振动引起轴瓦温度升高
水轮发电机组在运行中，由于多种原因都会引起机组振动。

当机组振动以后，主轴摆度要增大，会对轴瓦产生一个冲击力，使主轴与轴瓦的摩阻力增大，产生的热量要增加，同时由于主轴摆度大，润滑油的油膜受到一定程度的破坏，散热量不够，使得轴瓦温度上升。

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。

同时由于异物的重量存在，转轮在旋转时就会产生动不平衡，引起机组振动。

如丹东电站，转轮叶片流道最小开口处只有3.2cm，运行中经常有石子，木块卡进叶片内，导致机组振动，轴瓦温度升高，在运行中，如果导水机构某个活动导水叶的剪断销剪断了，被剪断的那个方向进水要减少很多，其它方向进水量不变，引起四周进水不均匀，机组产生振动，有些机组，会在某一开度或某一负荷下汽蚀严重，使尾水管内水流紊乱，引起水力不平稳，机组引起振动。

有些电站，引水中含泥沙较多，由于受泥沙、汽蚀的磨损作用，转轮叶片出水边变薄甚至形成坑洞。

迷宫环四周间隙也磨的很
不均匀，由于受水力因素的影响，引起振动。

转轮叶片受磨损时不可能十分均匀，磨下的重量也不可能会十分对称，机组在旋转时转轮也会产生动不平衡，使机组振动加大。

在运行时推力头或镜板结合的螺丝松动了，推力盘与镜板间的绝缘垫变形或断裂，推力头与轴配合的间隙在运行中逐渐增大，都会引起机组振动。

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。

4 其它原因引起轴瓦温度升高
水轮发电机组在检修时，轴瓦间隙必须调整合适，卧式机组的轴瓦间隙有侧间隙。

顶间隙和轴向间隙三种。

如侧间隙过小，进油边进油口间隙过渡不当，不易形成楔形进油，使润滑油量减少，油膜变薄，轴瓦温度就会升高。

如果顶间隙调的过大或过小，会引起主轴振动不利于油的循环，瓦温要升高。

轴向间隙调整的不均匀，一边大一边小，当机组转动后，由于受水推力的影响，使轴有一个窜动量，小的一边间隙会更小，轴颈的台阶紧贴着瓦的边沿形成了干摩擦，引起轴瓦温度升高。

如丹东电站在一次检修后，在调整小推力盘间隙时，间隙调整的不当，轴向间隙一边为4mm，另一边间隙只有1.5mm，当机组转动以后，轴颈台阶与瓦沿形成干摩擦，瓦温上升34℃，卧式机组下瓦与轴的压力角为75°～80°左右，接触点按每平方厘米一到三个点。

接触点应坚挺，不宜过大或过小。

如长时间运行，压力角，接触点都会因磨损而变大。

如接触点，接触角增大，摩阻力增大，影响到润滑油的循环，引起轴瓦温度升高。

轴瓦的档盖是轴瓦座的密封装置，防止运行时飞溅的油沫从档盖处渗漏出去。

在运行中档盖的螺丝松动了，或密封间隙调整的过小，会使档盖与轴之间形成干摩擦，使档盖温度升高，轴温度也增加，影响到轴瓦的温度上升。

在轴瓦座内，热油必须通过水冷却器变为冷油才能重新利用，如果冷热油接合处的橡胶密封垫破坏了，热油不经过冷却器就被重新利用，这时也会造成轴瓦温度升高。

润滑油在使用较长时间以后，如果生成的油泥沉淀物附着在冷却器紫铜管的外壁上，热油中的热量就不易传导给水冷却器，热量不能被带走，使轴瓦温度上升。

水轮发电机组在运行中，引起轴瓦温度上升的原因很多。

正确判断出是由哪种原因引起的，是很重要的。

运行人员应根据机组运行的时间长短，引水情况，润滑油的油质，轴瓦温度升高过程是迅速上
升的还是逐渐上升的规律进行综合判断，找出轴瓦温度升高的原因。

然后根据不同方法进行处理，保证轴瓦运行温度在允许的范围内，以保证机组的安全运行。