黄金库
中国长江电力股份有限公司 向家坝电厂 644612
摘要：在充分分析大型水轮发电机组水导轴承实际工况的情况下，设计研究了一种轴承在线滤油系统，对系统的整体结构进行了详细的设计与介绍，研究了在线滤油系统的两种工作模式，分别为“自循环滤油模式”和“自循环滤油+油渣吸收模式”。将设计的轴承在线滤油系统应用到工程实践中，取得了很好的实践应用效果。显著提升了水导轴承的使用寿命，在保障大型水轮发电机组运行可靠性方面发挥着非常重要的作用。
关键词：大型水轮；发电机组；水导轴承；在线滤油
引言
大型水轮发电机组正常工作过程中，需要不停的旋转，对轴承的性能提出了相对更高的要求[1]。轴承运行过程中会摩擦生热，因此需要对轴承进行润滑冷却。但润滑油经过长时间使用后内部难免会混入杂质，会加剧轴承的磨损[2]。目前大型水轮发电机组水导轴承无在线滤油系统，当水导轴承油质变坏，不符合继续运行指标时，要停机将全部水导轴承油排出至油库进行过滤，将油槽清洗干净，再从油库加入符合条件的油品，不但过程复杂，而且影响机组正常运行[3]。基于此，有必要设计研究一种在线滤油系统，对轴承使用的润滑油进行在线过滤，避免设备停机。
1.在线滤油系统的整体结构
1.1.系统包含的主要结构
设计的一种大型水轮发电机组水导轴承在线滤油系统，可在机组正常运行时，利用压力滤油机对水导轴承轴承内部不合格油品进行自循环过滤，还可对油箱底部的颗粒杂物进行吸收清除，给机组的安全稳定运行带来有效保障。为了实现上述的技术特征，设计了如图1所示为大型水轮发电机组水导轴承在线滤油系统的整体结构示意图。图中：1-出油管、2-第一阀门、3-第一放油阀、4-油泵、5-泵送电机、6-第二放油阀、7-滤油机、8-第二阀门、9-总出油管、10第四阀门、11-第三阀门、12-第二回油管、13-第一回油管、14-第五阀门、15-内部油管、16-水导轴承油箱。
.png)
1.2.零件的安装连接形式
设计研究的一种大型水轮发电机组水导轴承在线滤油系统，它包括水导轴承油箱，水导轴承油箱的一端连通有出油管，出油管通过第一阀门与油泵相连，油泵的出油口与滤油机相连，滤油机的出油口连接有总出油管，总出油管上安装有第二阀门，总出油管分别连接有第一回油管和第二回油管；第一回油管和第二回油管的末端都与水导轴承油箱相连，第二回油管上安装有第三阀门，第一回油管上安装有第四阀门和第五阀门。通过采用上述系统，能够利用现有的设备和条件，加装水导轴承在线滤油系统，不但保证了水导轴承系统的安全稳定运行，而且机组不停运，创造了巨大的经济价值。
另一方面，油泵与泵送电机相连，泵送电机采用变频电机，以便达到节能减排的效果。通过采用上述结构的油泵能够实现泵油作业。第一阀门和油泵之间的管路上安装有第一放油阀。通过第一放油阀能够保证在紧急情况下进行放油作业。油泵和滤油机之间设置有第二放油阀。通过所述的第二放油阀能够保证在紧急情况下进行放油作业。第五阀门之后连接有内部油管，内部油管设置在水导轴承油箱的内部。通过第五阀门能够用于自循环滤油和油渣吸收模式。避免机组停机排油、换油和清洗油槽，可在不影响机组正常运行的情况下进行在线滤油。
2.在线滤油系统的工作模式
设计的在线滤油系统共包含两种工作模式，不同的工作模式适合不同的工作场景，以下对两种不同的工作模式进行简要的阐述。
2.1.自循环滤油模式
这种模式主要是对循环油进行自动过滤，工作原理主要如下：全开第一阀门、第二阀门、第三阀门，全关第四阀门和第五阀门阀门，开启压力滤油机或真空滤油机或静电滤油机进行自循环过滤。该模式只会对乳化液中存在的杂质进行过滤，但不会对过滤的油渣进行吸收。通常情况下乳化液在使用的前段时间，内部包含的杂质不会很多，因此适合使用自循环利用模式。只需对杂质进行过滤即可，无需对油渣进行吸收。
2.2.自循环滤油+油渣吸收模式
这种模式下不仅可以对循环油进行自动过滤，还可以对油渣进行自动吸收，其工作原理主要如下：全开第一阀门、第二阀门、第四阀门、将第三阀门开至50%，根据油槽底部的油渣情况调节第五阀门的开度大小；对油渣进行吸收。随着乳化液使用时间的不断延长，内部包含的杂质含量会随之不断增加。当乳化液使用时间达到一定程度时，就需要开启油渣吸收模式，首先利用自循环滤油模式对油渣进行过滤，再利用吸收模式对油渣进行吸收处理。
3.在线滤油系统的应用效果分析
将设计的大型水轮发电机组水导轴承在线滤油系统应用到工程实践中，并对其实践应用效果进行连续一年时间的观察和测试，发现取得了很好的实践应用效果。整个测试期间系统运行稳定，没有出现明显的故障问题。该系统的实践应用效果可以从以下三个方面进行阐述：
第一，本系统在机组正常运行而且不排油的情况下进行滤油，利用现有的设备和条件，加装水导轴承在线滤油系统，不但保证了水导轴承系统的安全稳定运行，而且机组不停运，创造了巨大的经济价值。
第二，原有加排油管路在水导轴承外油箱上的距离过近，在进行自循环滤油的时候油品不能进行大循环，改造后的加油管与排油管分别在水导轴承外邮箱的两侧，在进行自循环滤油的时候油品进行大循环，减少了油品整体循环的时间，提高了滤油效率。
第三，设计的在线滤油系统具有很好的环境适应性，系统中使用的零部件可以根据实际情况进行更换调整，以适应不同的使用环境。比如，在线滤油系统根据不同的过滤要求，即颗粒度超标、水分超标等，选择不同的滤油机，将滤油机与相应机组的水导轴承加排油管连接即可构建上述的滤油系统，其结构简单，成本较低，容易实现。
基于以上分析可以看出，设计的在线滤油系统虽然结构简单、成本较低，但是在实践应用过程中可以取得很好的实践应用效果，为相关企业创造最大的经济价值。
4.结束语
大型水轮发电机组中使用的水导轴承在运行过程中需要不断的对它进行润滑与冷却，通过在线滤油系统的实践运用，能够显著提升水导轴承连续运行的时间，从而提升整个大型水轮发电机组运行的效率及可靠性。本文设计的在线滤油系统经过实践验证，取得了很好的应用效果，值得其它水轮发电机组借鉴。
参考文献
[1] 葛君. 水轮发电机组复合控制综述[J]. 技术与市场. 2020, 27(8): 7-10.
[2] 刘小云，李志鹏. 水轮发电机组轴承油雾溢出治理[J]. 电力系统装备. 2018(6): 124-125.
[3] 祁广福. 水导轴承润滑油乳化原因分析及对策[J]. 水电站机电技术. 2020, 43(1): 39-41.