反冲性强的水轮发电机组轴承冷却系统

反冲性强的水轮发电机组轴承冷却系统

李德豪

广西三聚宝坛电力有限公司广西罗城546412

摘要：本文介绍了一种新型具有反冲作用的水轮发电机组轴承冷却系统，这种新型的冷却系统能够对冷却水管道中的杂物进行反冲清理，从而解决了传统冷却系统中需要停机并拆卸管道处理堵塞物质的现象，大大降低了系统维护的成本。本文主要探讨了传统水轮发机组轴承冷却系统存在的问题，并针对这些问题，提出了一种新型的水轮发电机组轴承冷却系统，这种系统有效的解决了轴承冷却系统堵塞的问题。

关键词：反冲性；水轮发电机组；轴承冷却系统

引言

电机轴承油冷却器是电力系统中常用的冷却设备，一般用于配套的同步、异步电机或者大型水轮发电机上。轴承油冷却器由紫铜管、不锈钢管、B10镍铜管以及L2铝管复合而成，从而实现具有一定温差的两种液体进行热交换，达到降低油温的目的，确保电力设备正常运行。虽然电机轴承油冷却器的冷却效果好，但是长期运行很容易被杂质堵塞。因此，需要定期清理电机轴承油冷却器，否则可能很容易导致轴承油温度升高，造成电力事故。而反冲性强的水轮发电机组轴承油冷却系统通过反冲作用，及时将堵塞物质清理干净，有效的降低系统维护的成本，具有良好的经济性。

一、传统电机轴承油冷却系统存在的问题

立轴冲击式水轮机发电机轴承油冷却器主要由端盖、冷却器体、Ф12mm紫铜管、管夹和支架等组成。端盖上的冷却进出管直径大小为Ф40mm，水箱一共设为三个腔，并用冷却器与耐油橡胶进行密封，用胀管连接紫铜管管头与承管板，与进出管构成一个冷却水循环回路。

其中，上导轴承冷却器1的上进水口101通过上进水阀Ⅰ102与进水主管道3相连通，上排水口104通过上排水阀Ⅰ103与排水主管道4相连通；下导轴承冷却器2的下进水口201通过下进水阀Ⅰ202与进水主管道3相连通，下排水口204通过下排水阀Ⅰ203与排水主管道4相连通。运行时，开启所有阀门，冷却水依次经过进水主管道3、上进水阀Ⅰ102或下进水阀Ⅰ202、上导轴承冷却器1或下导轴承冷却器2、上排水阀Ⅱ103或下排水阀Ⅱ203、排水主管道4，并形成冷却水循环回路，水流方向沿箭头方向流动。热油中的热量通过铜管运输到冷却水管，和冷却水进行热量交换，将热量带走，从而实现轴承油冷却，这种冷却结构性能好，结构简单，换热效果比较好。但是由于紫铜管罐头和承管板端的进水位置通过的面积不同，而冷却水中含有一定的杂质，这些杂质没有经过过滤，很容易堵塞在承管板中，导致循环冷却水量无法正常进行热量交换，导致冷却水供应不足，与冷却水热量交换不充分，导致水轮发电机组的轴承温度升高，影响到机组的正常运行。所以水电站定期要停机对轴承进行清理，由于发电机组轴承部分结构复杂，所以清理起来比较困难，需要花费长时间，对电力企业造成一定的损失。这是当前的电机轴承油冷却器存在的最大问题。这是现有立轴冲击式水轮机发电机轴承油冷却器机构系统图：

二、反冲性强的水轮发电机组轴承冷却系统工作原理

（一）反冲性强的水轮发电机组轴承冷却系统构成

反冲性强的水轮发电机组轴承冷却系统由上导轴承冷却器、下导轴承冷却器、水循环回路管道、上进水口、上进水阀、上排水阀、上排水口、上进水阀、下进水口、进水阀、下排水阀、下排水口、进水主管道、排水主管道、过滤器等构成。下图为反冲性强的水轮发电机组轴承冷却系统结构系统图：

图中：1-上导轴承冷却器，101-上进水口，102-上进水阀Ⅰ，103-上排水阀Ⅰ，104-上排水口，105-上进水阀Ⅱ，106-上排水阀Ⅱ，2-下导轴承冷却器，201-下进水口，202-下进水阀Ⅰ，203-下排水阀Ⅰ，204-下排水口，205-下进水阀Ⅱ，206-下排水阀Ⅱ，3-进水主管道，4-排水主管道，5-过滤器。

从上述图中，可以看出上导轴承冷却器的上进水口一路通过上进水阀Ⅰ，并与进水主管道相连通。另一路通过上排水阀Ⅰ与排水主管道相连通。上导轴承冷却器的上排水口一路通过上进水阀门II并与进水管道进行连接，另外一路通过上排水阀II并与排水主管进行连接，当两种不同温差冷却液进行热量交换以后由排水管道将冷却水排出。下导轴承冷却器的下进水口一路通过进水阀门I并与进水管道连接，另外一路通过下排水阀门I并与排水管道进行连接；下导轴承冷却器的下排水口一路通过下进水阀II并与进水主管道进行连接，另外一路通过下排水阀门II与排水管道进行连接，及时将热量交换后的冷却液排出轴承。这种新型的轴承冷却系统供水主管道上设有过滤器，所有进入轴承冷却系统的都要经过主供水管道上的过滤器进行过滤，这样在进口环节，就将这些进水杂质进行滤除，而进入到轴承管道的水质杂质比较少，所以就能避免杂物将管道堵塞。同时水轮发电机受到反冲击力的作用下，定期对轴承水管进行冲洗，这样能避免杂物堵塞管道，水轮发电机组的轴承冷却系统不需要定期停机进行维修，将管道疏通，这样大大提高了水轮发电机组的运行效率，大大降低了发电厂的维修成本。

（二）反冲性强的水轮发电机组轴承冷却系统工作原理

新型水轮发电机组轴承冷却系统工作原理：当发电机轴承冷却系统正常运行时，冷却系统会开启上进水阀Ⅰ、上排水阀Ⅱ、下进水阀Ⅰ、下排水阀Ⅱ，并关闭上排水阀Ⅰ、上进水阀Ⅱ、下排水阀Ⅰ、下进水阀Ⅱ，然后开启进水主管道阀门，冷却水依次经过进水主管道、上进水阀Ⅰ或下进水阀Ⅰ、上导轴承冷却器或下导轴承冷却器、上排水阀Ⅱ或下排水阀Ⅱ、排水主管道，形成冷却水循环回路，水流方向为正向流动。如果在运行过程中，水流方向上的紫铜管道管头与轴承板端盖的进水部分发生管道堵塞现象时，这个时候立即关闭上进水

阀Ⅰ、上排水阀Ⅱ、下进水阀Ⅰ、下排水阀Ⅱ，开启上排水阀Ⅰ、上进水阀Ⅱ、下排水阀Ⅰ、下进水阀Ⅱ，这个时候冷却水的水流方向会发生改变，从另一端进入，另一端排出，可迅速将堵塞的杂物直接冲走，达到快速清理杂物、保证管道畅通的目的。

（三）反冲性强的水轮发电机组轴承冷却系统的优点

与现有技术相比，新型的水轮机发电机轴承冷却系统增加一条新的冷却水循环回路，通过阀门控制水流方向，在冷却器正向水流发生堵塞时，可通过反向水流冲刷堵塞点，从而达到快速将堵塞杂物清理排出的目的，操作简便，无需停机或拆卸管道来处理堵塞杂质，维护成本大大降低；而在正常运行过程中，可定期切换运行，达到预防冷却器堵塞的作用。

结束语

本文主要概述了这种新型水轮发电机组轴承冷却系统基本构成与原理，以及主要特征。这种新型的冷却系统比现有的系统更具有优越性，能够降低维修成本，提高发电机组轴承冷却系统的效率，避免紫铜管道管头与轴承板端盖的进水部分发生管道堵塞。但是在实际应用过程中，还要结合水电站的实际情况，进行改进，从而确保轴承冷却系统更加符合实际需求。

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