梧州桂江電力有限公司軸承冷卻系統技術改造研究

【摘要】軸承冷卻系統是對軸承因工作等多種原因造成局部溫度升高進行冷卻的系統。本文對我公司水電機組軸承冷卻系統存在的問題就是簡要的描述，剖析問題產生的原因，提出引進過濾的河水進行冷卻軸承的軸承冷卻系統的技術改造。研究發現，按方案對軸承冷卻系統改造完成并經歷半年的運行后，軸承冷卻效果顯著優于改造前，并且油溫比處理前下降13攝氏度。

【關鍵詞】水電站；軸承冷卻系統；技術改造

1、引言

水電站機組軸承冷卻系統有兩大分類：第一，開式軸承冷卻系統。在這個軸承冷卻系統中，冷卻所用的水是經過過濾、除雜等方式處理但未進行化學方式處理后的海水、江水以及河水等自然來源的水，同時進行熱交換后的水也不進行回收而直接被排放回自然界；第二，閉式軸承冷卻系統。閉式軸承冷卻系統是一個封閉的軸承冷卻循環系統，其基本循環流程為高位水箱、立管、軸承冷卻泵、壓力條街閥門/溫度調解閥門、軸承冷卻器、軸承冷卻水用戶以及軸承冷卻泵進口。

本水電站機組軸承初始設計的軸承冷卻系統為密閉強迫雙循環冷卻系統，是閉式軸承冷卻系統的一種。雙循環冷卻系統包括軸承油密閉強迫循環系統和冷卻水密封強迫循環系統。但是作者工作期間發現，本水電站機組軸承冷卻系統出現冷卻水溫度過高的現象。本文即對我公司水電機組軸承冷卻系統存在的問題就是簡要的描述，剖析問題產生的原因，提出引進過濾的河水進行冷卻軸承的軸承冷卻系統的技術改造。

2、問題描述

2.1 改造前軸承冷卻系統工作情況描述

本水電站機組軸承冷卻系統出現冷卻水溫過高的問題，主要集中在夏天天氣溫度過高，同時機組進行高負荷工作時：1號機組軸承冷卻器進油溫度、軸承冷卻器出油溫度、軸承冷卻器進水溫度、軸承冷卻器出水溫度以及軸承油溫分別為53.7℃、49.8℃、45.9℃、47.2℃和44.0℃；2號機組軸承冷卻器進油溫度、軸承冷卻器出油溫度、軸承冷卻器進水溫度、軸承冷卻器出水溫度以及軸承油溫分別為49.4℃、45.2℃、42.0℃、43.3℃和40.0℃。

由此可以看出，本機組水電站軸承冷卻系統在夏天溫度較高并進行高負荷運作時，冷卻水溫度過高時軸承冷卻系統所出現的最大問題。

2.2 改造前軸承冷卻系統問題原因分析

在對本機組軸承冷卻系統進行綜合分析的前體下，本文總結出以下兩個造成軸承冷卻系統冷卻水溫過高的原因：第一，本機組軸承冷卻系統選擇為密閉強迫雙循環冷卻系統在設計上有先天的不足。由2.1可知，1號和2號機組軸承冷卻水溫度分別為45.9℃和42.0℃與軸承的進油溫度（53.7℃和49.4℃）相差小于10℃，如此低的溫度差是直接導致冷卻效果不好的重要原因之一。第二，軸承機組冷卻系統使用零部件冷卻效果較差。本水電站軸承冷卻系統軸承冷卻器使用的是瑞典SWEP生產的B45冷卻器，雖然該冷卻器體積較小，便于優化安裝，但是從多年使用情況來看其冷卻效果較差。如2.1所示，1號和2號機組軸承冷卻器進水溫度分別為45.9℃和42.0℃，而2個機組的出水溫度分別為47.2℃和43.3℃，由此可見經過軸承冷卻器冷卻前后水溫相差不到2℃，說明軸承冷卻器冷卻效果較差。

3、軸承冷卻系統技術改造

根據2.2所分析的本機組軸承冷卻系統出現的問題，對其進行相應的技術改造，引入河水作為冷卻用水，具體如下所示：第一，接入河水冷卻，在冷卻水進入機組軸承冷卻系統前安裝一個型號為DLS100的水自動清洗過濾器對進入冷卻系統的河水進行過濾處理，本次技術改造設定水自動過濾器的過濾流量、工作壓力以及過濾精度分別為84 m3/h、不超過1.6 M Pa 和1500 um。同時，在軸承冷卻器出口處增加一個型號為65SG30-50的增壓器。本次技術改造增壓器的工作參數設定為流量、揚程、電機功率以及電壓分別為30 m3/h、50 m、75 kW和380 V，增壓器通過UCI屏進行控制。第二，本次技術改造考慮到現有軸承冷卻系統在除夏季高溫高負荷工作時會出現問題，但在其他時候均無問題的情況下，將改造后軸承冷卻系統增加一個通過冷卻水流量監測、信號傳輸、開關信號輸出系統以實現對改造后的軸承冷卻系統的遠程監控體系，在不需要使用改造后的軸承冷卻系統時，可以通過關閉河水冷卻水進出口閥門以實現快速系統關閉功能。

4、討論與效果評價

本次改造不僅工程量較小、使用資金較低以及工程周期短等優勢，而且改造后的新舊冷卻系統可以隨意切換使用，便于設備的利用與維護。經過如3所示的方法對本水電站機組軸承冷卻系統進行改造，試運行冷卻結果顯示：在水流流量為26 m3/h、散熱功率為89 kW條件下，冷卻前軸承油溫為50、水溫為28，冷卻后油溫為34℃、水溫為32℃，油溫下降超過15℃，冷卻水水溫上升4℃，說明冷卻系統工作效果良好。此外，經過技術改造后的軸承冷卻系統運行半年的監測結果表明，軸承油溫比技術改造前下降超過10℃，軸承油溫冷卻效果較好。

參考文獻：

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