自润滑推力轴承在灯泡贯流水轮机中的应用

小水电2014年第6期（总第180期）技术交流

自润滑推力轴承在灯泡贯流水轮机中的应用

朱天飞，章嘉庆，翁留发

（浙江金轮机电实业有限公司，浙江金华321002）

1概述3

3. 1

内循环推力轴承

原理

目前世界上水力资源的开发趋势正从易开发的中、高水头逐步转向大难度的低水头。低水头特别是8m 以下的水力资源尚处于起步阶段。随着全球能源需求的不断增加，低水头水力资源开发将形成一个新的投资热点，而灯泡贯流机组则是低水头电站开发的首选机型，其拥有良好的过流能力，具有较好的水力性能。推力轴承是水轮机的重要附件之一，需承受几吨、十几吨、几十吨，甚至高达上百吨的水推力；推力轴承直接影响机组的运行稳定性和机组寿命，按油循环冷却方式划分，可分为内循环自润滑轴承和外循环轴承。

自润滑内循环推力轴承取消了高位油箱和回油箱这些设备，直接把轴承底部空间作为油箱，结构紧凑，而且节省大量润滑油；采用甩油盘的旋转作为供油动力，由安装在大轴上的甩油盘利用高速旋转的离心力将油带起到轴承的顶部，然后通过油孔分别流入推力瓦和球面轴瓦中，通过油腔再回流到轴承底，完成油的一次循环；然后通过轴承底部的水冷器完成对油的冷却。3. 2

结构

如图1所示（见图1），推力轴承依照前后顺序设置球面轴瓦、甩油盘（镜板）、推力瓦，推力瓦由抗重螺栓支撑，球面轴瓦座落在轴承座的球面座上，轴承座与固定支座相联，把机组的水推力传递给固定支座。径向瓦、推力瓦及导油罩等均安装在轴承体中，轴承座上设有导油罩，导油罩与球面轴瓦、甩油盘、推力瓦之间形成油腔，并且轴瓦上设置有进油孔。推力轴承下部设置有进油管，甩油盘边缘设置有内凹的吸油槽，吸油槽与进油管的上端联通，进油管下端伸入油箱，与油箱内的润滑油接触；导油罩上设有控制流量的刮油板，以避免由于油量过大而导致流量动能损失，从而引起油温过高的情况。轴承底座下部设有2组联通的冷却器，冷却器为圆通式的内装冷却器，与油箱合为一体，散热效果更好，同时节省了空间，布置更合理，给机组的运行管理带来了极大的方便。由于轴承座内有水冷却铜管，容易产生冷凝水，为降低运行人员的检修强度，在轴承底部装有油混水装置。在机组启动和关机时转速小，由于甩油盘没有转动或者转速过低，存在无油或供油量不足的情况，这将影响轴瓦寿命或者瓦温过高引起烧瓦事故，故采用高压

·23·

2外循环推力轴承

常规的灯泡贯流水轮机一般都是选用外循环推

力轴承，它的原理是依靠20m 高处的高位油箱，利用势能，自流给机组的轴瓦提供需要的冷却油，然后利用落差自流回低处的回油箱，再利用油泵把经回油箱冷却后的水送至高位油箱。这一系统的缺点是轴承座油槽内转动部件粘滞泵等循环动力没有被利用，仅成为搅拌摩擦损耗，冷却器占用外部空间，电动油泵需要增加1台备用泵，以防万一某台油泵出现故障时，另一台能继续工作，保证油的供给，否则对电站的经济效益将产生不利影响。另外高位油箱、回油箱等这一整套设备都需要自动化元件来控制，自动化原件多，导致机组的稀油控制系统更加复杂，对自动化要求更高。

收稿日期：2014－09－29

作者简介：朱天飞（1980－），男，工程师，主要从事水电站

设备机电设计工作。E －mail ：103551672@qq. com

技术交流

顶起装置克服这一弱点

。

3. 3

SMALL HYDＲOPOWEＲ2014No. 6，Total No. 180

实例

辽宁实华电站是笔者公司设计的卧式灯泡贯流水轮发电机组，于2014年1月正式发电，水轮机型号为GZJ735B —WP —300，额定功率2094kW ，额定转速136. 4r /min，飞逸转速376r /min，最大水头4. 5m ，最小水头3. 5m ，额定点效率91. 6%，吸出高度H s ≤－0. 9m ，轴向水推力270kN ，转轮重量4. 4t 。本机组为卧式机组，轴承不仅承受水推力，而且机组本身的重力也比较大，故采用球面推力径向轴承。润滑方式根据招标书的要求采用自润滑内循环方式，内循环自润滑推力轴承结构简单紧凑，能够省去1套复杂的供油、集油系统，自动化元件也大为减少，从而提高了机组运行的可靠性。具有自位能力的球面推力径向轴承则解决了机组安装时主轴的扰度问题，机组安装和维修方便，大大提高了安装效率。

4结语

辽宁实华水电站经过半年时间的运行考验，从电站的反馈信息来看，机组的各项性能达到设计要求，特别是推力轴承的运行非常令人满意。

图1

内循环推力轴承示意

责任编辑

吴

■

昊

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石或是土质边坡中，这些软弱的岩石或是土质边坡在开挖过程中很容易发生事故，而加入土钉能够起到很好的加固作用。

（4）预应力锚索加固。预应力锚索加固是一种常用的加固方式，适用于高边坡工程中，能够起到深层加固的效果。4. 3

防护

（1）植物防护。植物防护就是指在边坡附近栽种树木草皮等植物起到巩固水土、防止水土流失的边坡防护措施。

（2）工程防护。工程防护就是指在边坡附近修筑工程从而达到边坡稳定效果的措施，通常可以采用砌体封闭防护和喷射素混凝土防护两种方法。4. 4

排水

排水措施在边坡稳定加固中的应用比较广泛，通常情况下都使用挖截水沟的方式进行排水，但是·24·

为了达到更好的排水效果，还需要配合坡内排水的方式。

5结语

总而言之，纳井田水库左岸边坡稳定分析与评价是一项复杂的工作，涉及到多个方面的内容；左岸边坡稳定性的影响因素也较多，需要从多个角度、多个方面对其稳定性进行分析和评价。参考文献：

［1］郭鸿俊，姜清辉，孙金山．大岗山水电站右岸高边坡加

．人民长江，2012，43（15）：16－固方案优化研究［J ］

19．［2］包 ，石豫川，史建辉．某电站右岸边坡整体稳定性评

J ］．西北水电，2011（5）：14－16，29．价及预测［

［3］景林珍．和川水库蓄水对左岸滑坡体稳定性的影响

［J ］．科技情报开发与经济，2010，20（31）：177－178．

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吴

昊