摘要: 采用静水润滑轴承代替传统的油润滑系统, 是具有许多优点的无污染解决方案。水润滑系统的研究已经能使研制的轴承性能提高, 减少能源损失, 来提升发电效率。

  宝库河梯级水电站位于西宁市城北区大通县宝库河上，黑泉水库下游的三座水电站。共有10台混流立轴水轮发电机机组，总装机4万千瓦。在西宁市水源保护地里面，对环保有着极高的要求因此对水润滑轴承的改造迫在眉睫。

  近年来人们对环境保护的重视，水润滑轴承开始慢慢地推广应用。用水代替油作润滑介质，不仅节约大量的油料，还能够尽可能的防止以油为润滑介质对环境能够造成的污染。同时润滑介质由压力钢管直接供水，这样大幅度的降低了水润滑轴承的成本，阻燃性好，易维护保养。还能增加轴承的常规使用的寿命，提高轴承使用可靠性。

  静水润滑轴承可在所有运行条件下工作, 包括启动阶段, 而含油轴承是利用轴旋转产生的液体动力效应工作的。当轴不旋转时, 含油轴承没有对中作用。相反, 静水轴承即使没有转速时仍能对轴线对中起作用。在正常和不正常的情况下, 在起动、停机和低速阶段, 系统性能均能得到保证。

  静水导轴承比含油导轴承更加刚性、更加紧凑。而且, 它们能更加靠近转轮, 最小化悬臂作用。因此, 转轮的径向位移较小, 可降低固定迷宫环的间隙, 减少了泄漏, 提高了整个电厂的效率。

  水是一种低粘度液体，在其他条件都相同的情况下，为获得相等的承载能力，水膜的厚度仅为油膜厚度的1.8。这表明水润滑轴承承载能力比较低，而且有很大的可能性在非流体摩擦工况下工作，易产生轴瓦和轴颈配合材料间的相互接触。因此，水润滑轴承材料的性能是决定其工作性能和常规使用的寿命的一个重要的因素。我厂采用塑料料材料的轴承；应用最多的塑料轴承是酚醛树脂轴承和氟化乙烯树脂轴承。不同的塑料材质，对水的润滑性能也不同。如果塑料或其填充剂与水的亲和性很好，就显示出优良的润滑性。对于塑料材料的耐热性能差、水溶胀和易发生老化等缺陷，能够最终靠添加剂、优化结构和改进工艺方法，使之满足特定的性能要求。

  发电厂效率。静水润滑轴承在提高发电厂效率方面可发挥及其重要的作用。因为油和水的粘度不同, 水润滑轴承的摩擦损 耗下降 50%。温升非常有限, 不再需要冷却系统, 因此提高了发电厂效率。

  期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同样, 因为悬臂效应较低、 靠近转轮的轴位移较小, 可减小设计用于油润滑轴 承的迷宫间隙, 因此减少了漏水。

  环境效益。河流中的大多数漏油来自水轮 机油润滑轴承, 它们可对环境能够造成重大破坏。因此, 它们也损毁了水电的名誉, 甚至遭到罚款。而采用水作为润滑剂是防止漏油进入河流的根本处理方法, 因此, 消除了污染风险。

  维护效益。静水润滑轴承的维护十分便捷。因为已经从系统中去除了轴密封及其供水辅助设施 (很难到达 ), 大幅度减少了这些元件的维护量。 因为布置更加紧凑, 至各部件的通路更加畅通, 对水润滑轴承的检查更容易。如前节所述, 油润滑轴承需要更多必须维护的辅助设施。

  提高运转率效益。油润滑轴承和轴密封的维护操作可能是整个发电厂有效利用率低的原因。由于维修工作的减少和在正常与不正常的情况下的水润滑轴承的稳定性, 所以机组不经常停机和停机时间比较短, 对提高发电厂的运转率是有贡献的。

  健康与安全效益。水润滑系统上安装了许多压力与流量传感器, 以防止不正常的运行。此外, 消除了发电厂中的油蒸气, 从而排除了因地面湿滑而使发电厂工人滑倒的可能性。

  水润滑轴承的效益包括无油的环境效益、简化了水轮机和轴承设计、降低了靠近水轮机转轮的轴承、新轴承也用作轴密封, 因此消除了需要单独水轮机轴密封的必要性。供水系统与辅助设备的简化减少了维护工作量。现在已经将宝库河三个电站的10台机组全部安装了水润滑轴承, 从1台调试与运行接近12个月，到10台全部改造。自最初为保证足够的流量和压力而 进行的调试试验和供水调整以来, 新轴承从未发生过任何故障, 甚至在甩负荷期间也能应付接近水轮机飞逸的过速。静水润滑推力轴承由于降低了维护工作, 为发电厂提供了高水平的可用性。

  因此，水润滑轴承能使发电厂运行人员以较高的效率和可靠性来生产清洁能源。油系统用水技术的替代, 改进了发电厂的环境状况以及生产效率, 并降低了维护费用。而且, 水润滑径向轴承和轴向推力轴承技术能降低维护要求、提高电厂的运转率。静水润滑轴承的优点已经在数个工程中得到证实, 它们适合于安装在新建和改造工程中。

  【1】王优强，李鸿琦，佟景伟．水润滑陶瓷轴承研究进展叽润滑与密 封。2003，(6)：92-94．

  【2】王海宝，杨大壮，吴光洁-水润滑轴承材料设计叨．润滑与密封， 2002，(3)：83-85．

  【3】翟文杰，齐霖，．硅化石墨的摩擦性能的试验研究田．机械 工艺师．2002，(1)：66-68．