三峡机组推力轴承油路循环及冷却方式研究.PDF

第1l卷第2期 东方电气评论 ,701．12No．2 1997年6月 DONGFANGDIANQIPINGLUN Jun．1997 三峡机组推力轴承油路循环及冷却方式研究 擒蔓氟连三峡电站700MW承轮发电机推力轴承澜滑油冷却方式前期研兜情况，通过在东电公司试验古，安赢水电站、葛 洲坝电站等进行的大量研究聂真机穗试工作，经测试、计算、骨析、比较，推荐适合兰峡机组的推力轴承冷却方式． 关■调三块电站水轮发电机推力轴承狰却 1 引言 三峡电站水轮发电机推力负荷高达53．9MN，镜板直径5m以上，辅承掏精损耗约 900kW，估算搅拌损耗在400kW以上，总损耗将大于l300kW。对于这种大容量、高负荷机 组，推力轴承设计难度是非常大的。不仅应重视轴瓦支撑结构．轴瓦材料的选择，镜板加工 精度的控翻，推力轴承润滑油的冷却方式及结构的研究也同样重要。 自70年代以来，东方电机股份有限公司(以下简称“东电公司”)在推力轴承冷却方式 方面进行了大量的科研工作。一方面在常规冷却方式(内循环)结构上不断完替提高，如在 转动部件上开孔以促进油路循环改善}挡油板的合理布置使油路更为合理，采用散热性较好 的翅片管冷却器代替光管冷却器}另一方面在大型水轮发电机上进行了推力轴承润滑油外循 环冷却系统研究，先后取得了乌江渡外加泵外循环和龙羊蛱自身泵外循环系统研制、运行经 验，比较起来外加泵外循环系统比自身泵外循环系统散热效果更好、可靠性更大。外循环系 统的优点在于油槽内部结构简单，能有效降低油的搅拌损耗(据经验公式计算，油的搅拌损 耗约近润惜损耗的一半，在外循环系统中囡油槽内油路畅通，阻挡物步，旋转部件外圆装有 适当的挡油翻，搅拌损耗可得到降低)，油可直接进入油冷却器充分进行热交换。由于油冷却 器位于油槽外部，给检修、维护、更换均带来方便。特别是外加泵外循环结构，因油的循环 是由管路中的电动油泵运行形成，泵的工作压力可根据管路损失计算情况选取，因此散热元 件可选用冷却效果好、维护检修方便但压力损失较大(约0．2～n3MPa)的不锈钢片叠成的 承运行证明，外加泵外循环系统是成功的。而且安康、漫湾两电站发电机在安装后均一次启 动成功，推力轴承运行稳定，用户满意。这一成果已用于175MW的宝珠寺、400MW的孪家 峡水轮发电机组推力轴承设计中。园三峡机组推力轴承损耗大、结构紧张、油糟尺寸太大，采 用内循环将很困难，而外循环比较容易解决这一同题，因此为进一步研究外循环系统甩于特 大型机组上，外加泵外循环系统是该课题研究的主要目标。 收t日期，1997-Ol-06 124 东方电气评论 第11卷 2技术方案论证和准备 2．1方案论谴 根据我国多年来大型水轮发电机运行经验表明，推力轴承运行可靠性主要取决于轴瓦的 支撑方式(减少瓦的机械变形)和润滑油的冷却结构(使油路循环合理、散热效果好，同时 降低瓦的热变形)。经分析，三峡推力轴承如采用传统的内循环，油槽尺寸将达7m班上，24 个大型油冷却器将充满油槽，轴瓦需直接水冷，水管路和高压油装置管路及引线等将使油槽 内布置非常紧张。这样不仅安装维护困难，而且油的循环性差，热袖得不到充分冷却，难以 保证轴瓦的安全运行。即使用近几年开发的氟塑料瓦，因同工况下与钨金瓦损耗一样(已经 安康电站试验证明)，散热问题仍然存在。因此，课题组以外加泵外循环冷却方式作为三蛱推 力轴承的散热系统来研究。 2．2技术准备 2．2．1资料收集 研究人员收集采用外循环的国内外大型机组情况见表1。 表】大型推力轴承统计 电站豫铲耥／瓤定r．m糙Lu-I辚瓣嬲碧石翟。一。鼗嚣裙搿投逗年甜 表1中，国内机组润滑计算均接进、出油边油膜厚度比h，／ht一2进行的，安康推力轴承 后者计算应是比较合理的。 鉴于国外大型推力轴承外循环详细资料不多，主要参考东电公司已投入运行的安康，漫 湾推力轴承的设计计算图纸资料，并调研两电站运行情况及运行数据进行分析。 2．2．2换热计算 为满足设计散热要求，对外循环管路中的重要元件如换热器散热能力．油泵运行流量均 需进行计算。为此，在参考东电公司原整理的计算公式的基础上，根据电站运行实况和按热 器制造厂的有关资料，对计算公式进行进一步的修正和完善。图