羅建華

（哈爾濱電（diàn）機廠有（yǒu）限責（zé）任公司）

　　1　前言

　　思林水輪發電機的額定轉速為93.75r/min，推力軸承的推力負荷為（wéi）2200t，屬於典型的低轉速，大推力（lì）負荷（hé）的推力軸承。由於（yú）推力軸承均屬（shǔ）於動壓承載滑動軸承，動壓油膜的形成可以使鏡板麵和瓦麵分離，不（bú）能（néng）形成（chéng）動壓油膜或油膜過小使得鏡板與推力瓦之間幹摩擦，造成燒瓦事故，對於低速（sù）機組，需（xū）采用（yòng）加大瓦直徑（jìng）的方（fāng）式增大周速從而形成較（jiào）理想的動（dòng）壓油膜，但帶（dài）來損耗較大的問題，本文將主（zhǔ）要研究合理選擇適合（hé）思林水輪發電（diàn）機的油冷卻方（fāng）式。

　　2　潤滑油冷卻（què）方（fāng）式的選擇（zé）

　　2.1內循環冷卻方式

　　內循環冷（lěng）卻即將油冷（lěng）卻器放置在推力軸承（chéng）油槽（cáo）裏，該種結構布置的油冷卻器靠近鏡板外圓，以便（biàn）在油冷（lěng）卻（què）器中獲得一個合適的熱交換油的流速，由於油的粘滯作用，隨鏡板（bǎn）旋轉的油流以切線速度向外擴散進入冷卻器進行熱交換（huàn）（熱量通過油一管壁一水），冷油密度（dù）大自然下沉，靠近油（yóu）槽底部，鏡板外圓連續（xù）甩油（yóu），而內圓勢必缺油，由油槽（cáo）底部冷（lěng）油（yóu）來補充，從而形成內循（xún）環潤（rùn）滑冷（lěng）卻係統。

　　該冷卻方式瓦間（jiān）是冷熱混合油參加潤滑，冷卻效果較差，通（tōng）常采用加大冷卻器容量的辦法來滿足熱交換。思林推力軸承屬低轉速軸承，雖增大直徑獲得了必要的油流，但機（jī）組損耗大，應用內冷卻方式，為增加冷卻效果，必須增大冷卻器容量，將使冷卻器尺寸增大，占空間大，且由於轉速低，油（yóu）流動力不足，整體的冷卻（què）效果不佳（jiā）。因此非（fēi）Z佳選擇。

　　2.2外循環冷卻方（fāng）式

　　外循環潤（rùn）滑冷卻方式是將油冷卻器放置（zhì）在油槽外部，由提供循環（huán）動力的泵組強迫潤滑油按給定的流速，流經冷卻器進行熱交換。該結構（gòu）分鏡板泵外循環和外加泵外循環。

　　2.2.1鏡板（bǎn）泵外循環

　　鏡板泵（bèng）外循環是在鏡板上加工12～20個徑向或後傾式徑（jìng）向孔，稱泵孔，對應泵孔在鏡板的外圓（yuán）裝有集油（yóu）槽構成離心泵。軸承運轉時，從泵孔打出的油（yóu）流（liú）到集（jí）油槽（cáo），通過管路引出至外部（bù）冷卻器進行熱交換，冷油再通過管路進入瓦間。

　　鏡板泵外循環冷卻效果很好，已成功應用在拉西瓦（700MW）、洪家渡（200MW）、天生橋（qiáo）1級（200MW）等電站，但鏡板離心泵效率低，需選擇適當管路（lù）阻（zǔ）力特性以（yǐ）及保持泵在噴油（yóu）管出口的壓力在一定範圍內，一般保持為1公斤（jīn）力/厘米2左右，加上管路的阻力，則需一定的空載（zǎi）壓頭約為2公（gōng）斤（jīn）力/厘米2左右。經過計算（suàn），思林（lín）推力軸承空載壓頭為1公斤力/厘米2，噴油管出口處的壓力不足，因此（cǐ）不能采（cǎi）用鏡板泵外循環方（fāng）式。

　　2.2.2外加泵外（wài）循環

　　外（wài）加泵外循環是（shì）在油的循環回路係統中外加一組互相（xiàng）備用（yòng）的電動油泵作（zuò）為循環動力，其餘由冷卻器、濾油器、壓力表、流量顯示器和（hé）閥門等元件組成。

　　2.2.2.1瓦間噴管結構

　　瓦間噴管結構，進出油環管布置在（zài）油槽內，在進油環管上（shàng）按瓦數布置小孔噴管，直接引入瓦間噴（pēn）油潤滑冷卻。在出（chū）油環管上布置吸油管將上浮的熱油吸走，進（jìn）入冷卻器，冷卻後重複循環，如圖1。

　　外加（jiā）泵外循環冷卻效率高，根據（jù）油冷卻係統需要，可滿足任何大小的工作流量和工作壓力，但（dàn）循（xún）環係統需用一套輔助設備，增加了結構複雜性。一般在內循環無法滿足（zú）要求時采（cǎi）用。

　　經過對比，思林推力軸承潤（rùn）滑油冷卻采用外加泵外循環結構。但是瓦間噴管結（jié）構參加潤滑冷卻的卻是冷、熱混合油，思林推力軸承為低轉速且負荷大，為確保軸承（chéng）安全穩定運行，經過分（fèn）析，Z終確定采用國內首創的外加泵外（wài）循環瓦間隔板結構。

　　3　外加泵外循環瓦間隔板結構

　　3.1外加泵（bèng）外循環冷卻（què）係統

　　圖（tú）2為外加泵（bèng）外循環冷卻係統的原理（lǐ）圖。循環冷卻係統的（de）裝（zhuāng）置安裝高程須低於油槽底麵，除有一組備用的交流電源（yuán）油泵外，還需有一組直流電（diàn）源（yuán）油泵及其自動切換裝置（zhì），以提高軸承（chéng）運行可靠性。需要冷卻的（de）熱油經出油環管送至回油槽，混入油（yóu）中的氣體雜質，經過回（huí）油槽中的（de）濾網過濾，還有一種沒有回油槽的（de）閉路循環係統，用濾油器代替回油槽中（zhōng）的濾網，這樣可以使（shǐ）係統的結構簡（jiǎn）化，占地麵積小，同時又不受安裝高程的限製，但混入油中的氣體不（bú）易排除，這（zhè）可以依據（jù）具（jù）體情況選擇。熱油（yóu）經過冷卻器進行冷卻，冷卻後的（de）冷油經過進油環管（guǎn）流回油槽參與冷卻。

　　3.2瓦間（jiān）隔板結構
　　瓦間隔板結構，特點是用（yòng）4mm厚的鋼板，按瓦間扇麵形狀，兩（liǎng）側稍大些加工成（chéng）隔（gé）板，安裝時將隔板（bǎn）靈（líng）活插入瓦（wǎ）兩側的溝槽內，與鏡板麵之間形成一個高（gāo）度方向為45mm徑向通道（dào），稱瓦間隔板結構。應用該（gāi）結構油（yóu）槽中必須設隔油（yóu）板，其位置（zhì）與瓦間隔（gé）板平齊，將油槽分成上、下兩空（kōng）間，上部空間為熱油區，下部空間（jiān）為冷油區，進油環管上按瓦數布置（zhì）出油（yóu）管（guǎn），將（jiāng）冷（lěng）油送至軸承座附件，同樣在出油環管上布置吸油管，不（bú）少於4個，將熱油區的熱油吸走，進入冷卻器，冷卻後重（chóng）複循環，如圖3。

　　瓦間隔板結構的顯著優點是瓦間徑向通道流過並參加（jiā）潤（rùn）滑冷卻的油完（wán）全是冷油，對軸承的冷（lěng）卻十分有利。

　　4　結論

　　思林水（shuǐ）輪發電機低機（jī）組轉速、大推力負荷推力軸承潤滑（huá）冷卻係統（tǒng）作為國內首創（chuàng）的冷卻係統，為今後低轉速、大負荷機組（zǔ）推力軸承潤滑冷卻積累了寶貴的經驗。
 

 來源：《中（zhōng）國科技財（cái）富》2011年12期