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摘要：水电站在运行过程中常常会出现水导轴承瓦温过高的情况，这会严重影响到水电站的正常运转，甚至发生安全事故，造成一定的损失。本文主要分析了导致这一情况发生的原因，并提出了相应的解决方案以及设备改进等有效措施，从而更好地确保水轮发电机组能够正常运行。
关键词：水轮发电机组；水导瓦温过高；故障分析；改进措施
1水导轴承及其冷却系统介绍
灯泡贯流式水轮发电机的组合轴承位于发电机的下游侧，而水导轴承则位于水轮机大轴密封的上游侧，主要包括径向轴承、正推力轴承以及反推力轴承三个结构，其中水导轴承与径向轴承是用于支撑水轮机、发电机转子以及大轴等重量型部件的，并且还要确保大轴能够保持在中心位置运行。水导轴承全部都采用了压力油润滑系统来进行冷却，以防发生因水导瓦温过高而烧毁轴瓦的安全事故。与此同时，水轮发电机组还配备了轴承油温度过高保护装置，确保当任意轴承油温度高于至规定值时能够迅速启动保护装置，避免发生爆炸事故。测量轴瓦温度时通常选择测温电阻来进行，采取三线制的方式接入二次仪表盘的单点测温仪，再由单点测温仪通过常开接点将测得的数据分别送至水轮发电机保护回路、在线监测装置以及监控系统，用来时刻监测轴瓦温度的变化情况。一旦轴瓦温度过高，监控系统将会立即发出温度过高的警告，此时水轮发电机将会进行保护回路动作，并启动事故停机操作。
2导致水导瓦温过高故障的原因分析
2.1润滑油牌号不符合规定
水轮发电机组技术协议中有一项关于润滑油牌号的明确规定，在选择机组轴承润滑油牌号时，需要选择L-TSA-32汽轮机油，然而水电站实际上并没有遵守这一规定，而是为了满足厂家的要求使用了L-TSA-46汽轮机油。但明显32号汽轮机油的粘稠度要远低于46号汽轮机油，使用46号汽轮机油将会大大增加轴承的损耗，并且还不利于轴承的散热，为此，通常来说都会选择低牌号的汽轮机油来作为高转速机组轴承的润滑油。
2.2冷却水系统是否运行正常
水轮发电机组一般采用蜗壳取水来作为技术供水，主要通过减压以及过滤供水的方式来进行冷却。要确保冷却水系统正常运行就要检测冷却水的水压、流量以及水温是否都符合设计要求，除此之外，合同所规定的水温温度一般在25℃，最好确保水温能够远远低于25℃。
2.3水导轴承结构设计不够合理
水导轴承结构在设计时需要符合该水电站的实际情况，使之能够发挥出应有的作用以及效果。倘若水导轴承结构设计与水轮发电机组不匹配，将会导致其在实际运行过程中发生水导瓦温过高的情况，甚至有可能因此烧毁水导轴瓦，发生不必要的安全事故。
2.4水导轴承冷却器容量偏小
水导轴承冷却器对于防止水导瓦温过高具有重要的作用，需要为其配备足够的冷却容量，如此才能有效避免产生水导瓦温过高的情况。假如水导轴承冷却器的容量偏小，将会导致水导瓦温升高时因没有进行及时的降温冷却处理而发生轴瓦烧毁的事故，因此，必须要确保水导轴承冷却器具有足够的容量。
3解决水轮发电机组水导瓦温过高故障的相关方案
3.1检测单点测温仪是否运行正常
单点测温仪在运行过程中一旦发生温度跳变现象，需要立即进行相关检测。首先，要安排仪表校验人员与测温仪厂家技术人员来校验单点测温仪是否合格；其次，单点测温仪发生温度跳变现象还可能与测温探头的安装位置以及现场运行的环境等有关。假如测温探头的安装位置不当，则容易造成测温的不稳定，另外，发动机振动较大时也会影响测温的精确度。但测温探头的安装位置以及振动都是水轮发电机组中相对固定的，发生改变的可能性不大。
在这其中，解决瓦温过高故的关键就是要降低单点测温仪的误动概率，主要在于以下两个方面：一是增加启动事故停机流程判断的条件，避免单纯依靠瓦温过高这一个判断条件，以此来降低误动率；二是提高测温数据的精确度，减小单点测温仪的误差，然而这一方法实施起来难度较大，这是因为测温探头在采集温度数据时会进行将其实时传送到单点测温仪，而且如果要使得测温仪的精度能够完全满足水轮发电机组现场设备的运行要求，就需要在其回路中加装其他的过滤、放大回路，这样反而会使得现有的保护回路变得更加复杂，更不利于水轮发电机组的稳定运行。因此目前来说，增加启动事故停机流程判断的方法可行性较大。
3.2关于相关设备的改进方案
（1）增加水导上油盆的上油量
水导瓦温的高低主要在于润滑油是否能够较好地将水导轴承的发热量带走。同时，经过全面分析水导轴承的结构构成，可以发现水导轴承上油盆上油量的多少会直接影响到润滑油是否处于正常循环冷却状态。因此，我们可以了解到，水导上油盆上油量较小会造成水导油盆内热油循环不畅，需要采取以下两个措施来解决：一是可以将水导瓦面原先的2根油槽增加到4根,以此来增加上油量；二是可以加大水导轴承体原设计的径向进油孔面积，以此来增加过油断面积，缓解水导油盆内热油循环不畅的问题。
（2）降低水导轴承的发热量
提高水导油盆的上油量之后,一定程度上能够改善水导轴承的温度，但这并不能从根本上解决水导瓦温过高的问题。为此，还需要进一步改进热油循环油路。我们可以观察到水导轴承发热量的多少与轴承间隙值之间具有直接关系，因此要想有效降低水导轴承的发热量,可以在现场将水导轴承的间隙从0.3mm扩大至0.55mm，一旦扩大了间隙,水导轴承的发热量将会直接降低至10.75kW。
4其它技术改进的措施
针对水轮发电机组水导瓦温过高故障问题，除了以上介绍的解决措施之外，还可以改造与升级其中的水导轴承结构以及冷却管路，以此来更有效地降低水导瓦温,最终实现水轮发电机组能够保持长期安全稳定带负荷运行。主要改进措施有以下四个方面：
(1)在原水导瓦背加钻16个M16紧固螺栓,从而减少巴氏合金瓦在温度升高情况下产生微量变形的概率。
(2)在导油板上增加16-25个回油孔，以此解决水导上油盆回油不畅,油回流速度太慢的问题。
(3)核算水导轴承的用油量,根据现场情况将水导轴承油位从220mm(旋转油盆加油高度)降至170mm。
(4)将回油管筒结构更换为油管结构,以此来限制未冷却的热油进入回油管，使得热油与冷却器可以进行充分的交换，改善回油管结构不合理的问题。
采取以上措施之后还要进行72小时的试运行,此时将会发现水导瓦温最高至61℃,水导油温最高维持在56.5℃，而且上油量进一步加大且均匀,热油循环顺畅，如此便从根本上解决了水导瓦温过高影响水轮发电机组长期连续安全稳定运行的问题。
5结束语
总而言之，通过采取对水导轴承结构及油冷却系统进行科学合理的技术改造和设备升级等措施，将会从根本上解决水轮发电机组水导瓦温过高故障问题，从而进一步确保水轮发电机组能够保持长期稳定的运行，并取得一定的社会效益和经济效益。
参考文献：
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［3］刘国选．灯泡贯流式水轮发电机组运行与检修［M］．北京:中国水利水电出版社出版，2006．
作者简介：吴伟洲 （1987，4），男，籍贯：陕西周至，本科：学历 工程师，研究方向：研究方向：水轮发电机组安装、运行与维护