技术供水系统的轴承故障及解决方法

1.技术供水对象

技术供水的主要作用是为了机电运行设备的冷却和润滑。其设计要求技术可靠、安全、经济合理，在运行中能正确、有效地工作。对于贯流式泵站来讲，主要供水对象有电动机冷却用水、机组轴承油冷却用水、机组主轴密封润滑用水以及齿轮箱油冷却用水等。

（1）电动机冷却用水。电动机运行时由于电磁损失在铁芯和绕组中所产生的热量，一般由装设在转子上的风扇强迫空气流过转子绕组经定子通风沟槽排出，而使进入的冷风吸收热量后变成热风带走。对于容量较大的电动机常采用密闭的空气自循环系统，此时热风通过由冷却水不断冷却的空气冷却器降温变成冷空气，然后再进入电动机内循环，即可将电动机因电磁损失而产生的热量散发出机外，以保证设备能高效率地安全运行。

（2）机组轴承油冷却用水。水泵机组轴承在运行时发生机械摩擦产生热量，引起轴承及油槽内润滑油温度升高，这些热量如不及时排走，将影响轴承的使用寿命及安全，并加速透平油的劣化。散热的方法是在油槽内安装一组由铜合金管制成的油冷却器，冷却水自一端进入冷却器内，吸取透平油的热量，降低轴承及油的温度，由另一端排出，将部分热量带走。冷却水如果中断，会引起轴承温度升高，油质变坏，以致不能运转。冷却水的温度，一般应保持在25℃以内，当水温过高时，水流通过冷却器的吸热能力降低，因而轴承的温度也相应地升高。

（3）机组主轴密封、润滑用水。机组的主轴旋转密封型式一般有盘根填料式、盘式（轴向端面密封）、环式（径向密封）。由于密封部件接触面摩擦发热，因此必须使用水润滑冷却。

（4）齿轮箱油冷却用水。对于采用齿轮箱减速传动的贯流式泵站，齿轮箱油也应用水冷却。

2.技术供水对水的要求

各种用水设备对技术供水的水量、水压、水温、水质均有一定的要求，应具体分析确定。

（1）用水量：

1）机组冷却用水量的确定。机组冷却用水量是指电动机空气冷却器用水量加上机组轴承油冷却用水量。

大型国产贯流机组尚处于开发、发展阶段，机组冷却用水量尚未有合适的估算方法（图表、公式等）。在可行性或初步设计阶段，如未能获得制造厂家用水资料，可根据相类似泵站和机组的用水资料进行估算。在技术施工设计阶段，再按制造厂所提供的资料做进一步的修改与校核工作。

2）机组主轴密封、润滑水量的确定。机组主轴密封、润滑用水量较少，可行性研究或初步设计阶段可按推力轴承冷却用水量的5%～10%确定，不必另行估算。技术施工设计阶段再由制造厂家提供准确的用水资料。

（2）水温。技术供水水温一般按夏季经常出现的最高水温考虑，经常出现的水温与取水的水源、取水的深度、各地气温变化等诸多因素有关。

根据我国的具体情况，机组制造厂一般要求进水温度为25℃作为设计依据，冷却水温不超过28℃。对于建设在南方的泵站，渠道取水时，在盛夏季节是很难满足这一要求的。资料表明我国湖北省已建泵站都是在渠道上取水，从运行实践来看，尚未有不良的反映。但有条件的泵站，水温超过25℃的地区，制造厂应专门设计特殊的冷却器，对技术供水水温进行控制。冷却水过低也是不适宜的，这会使冷却器黄铜管外凝结水珠以及沿管长方向因温度变化太大造成裂缝而漏水。一般要求进出口水温不低于4℃，冷却空气温度不低于5℃。

（3）水压：

1）机组冷却器对水压的要求。为保持需要的水量和必要的流速，电动机空气冷却器及机组轴承油冷却器应有一定的进口水压，进口水压与冷却器本身的结构及压力降有关，结构不同的冷却器对水压的承受能力不同，压力降也不同，应视具体情况确定。如国产机组的电动机空气冷却器一般采用管形结构，压力降为0.04～0.075MPa，进口压力通常采用0.2MPa。根据泵站的具体布置情况，冷却器的进口水压也可采用低于0.2MPa，但应足以克服冷却器内部压力降及排水管路的水头损失。

2）机组主轴密封、润滑对水压的要求。机组主轴密封、润滑水压与主轴密封结构有关。一般来讲，进水压力大，因摩擦力增大而造成密封件容易损坏，应根据实际运行情况调整。通常在技术施工设计阶段，制造厂家应对主轴密封润滑水压提出要求。

（4）水质。泵站的技术供水水质必须清洁，一般有下列几点要求：水中悬浮物（泥沙）常年不超过800mg/L，汛期不超过8000mg/L，泥沙最大平均粒径应小于0.1mm；为避免形成水垢，冷却水应是软水，暂时硬度不大于8～12度；为防止管道与用水设备的腐蚀，要求pH值检测为中性，不含游离酸，不含硫化氢等有害物。对润滑水质的要求还要略微高一些，一般要求：水中悬浮物常年不超过100mg/L，汛期不超过200mg/L，泥沙粒径应小于0.01mm；水的暂时硬度不大于6～8度。当水质不满足要求时，必须加以处理。

3.供水水源及供水方式

（1）水源。技术供水水源的选择应满足用水设备的水量、水压、水温和水质的要求，保证机组安全运行，使整个供水系统的设备操作简便，投资和运行费用最省。一般情况下，应采用泵站所在的河流作为供水系统的水源，只有在河水不能满足用水设备的要求时，才考虑其他水源（例如地下水源），如果技术用水量不大，又有条件的话，也可考虑采用自来水。

（2）供水方式。大型泵站的供水方式有两种。一种是水泵直接供水方式，由供水泵直接向管网供水，保证供水系统的水压和水量。另一种是水泵间接供水方式，是水泵向水塔供水，再由水塔通过供水干管、支管向机组提供冷却润滑用水。(www.xing528.com)

技术供水应有可靠的备用水源和备用机组。当主水源和主供水机组因故障停止运行时，备用水源和备用机组自动投入工作。

4.供水设备的选择

（1）供水泵的选择。供水泵是按照泵站所需要的供水量和扬程进行选择的，大型贯流式泵站一般选择两台离心式水泵进行供水，供水泵的流量和扬程可按式（8-1）、式（8-2）进行计算。

供水流量

式中　Q供——供水泵的流量，m3/s；

Q1——每台机组需要的供水流量，m3/s；

n——主机组的台数；

Z——供水泵的台数，一般为两台。

供水扬程

式中　H供——供水泵的扬程，m；

▽冷——最高冷却器的高程，m；

▽进——进水池最低水位，m；

H冷——冷却水的进水压力，m；

∑h——供水管路中的水头损失，m。

供水流量和扬程确定后，可在泵类产品样本或水泵厂家的说明书上选择出合适的供水水泵。

（2）取水口的选择。供水泵取水口应布置在最底取水位1.00m以下，且不宜靠近机组冷却水排出口。为了防止取水口被水草堵塞，最好将取水口布置在渠道的拦污栅后面，并在水泵吸水口设置拦污网，拦污网要比管径大，使过网流速尽量小一些，最好水面以下部分做成可拆卸的，以便清污。

（3）供水管路及阀件的选择。供水管路可选择钢管，采用法兰连接并用橡胶衬垫。管径按通过管路中的允许流速来确定。水泵吸水管的流速一般取1.0m/s左右；水泵压水管的流速一般取1.5～2.5m/s。大型泵站的供水干管一般选用DN150～200的钢管，通向每台机组的支管选用DN50的钢管。

阀件的选择必须符合管路系统的工作压力、管径及控制等要求。

（4）滤网的选择。对于以进水池中的水作为供水水源的供水方式，在供水系统的进水管口应设置滤网，其外形尺寸的大小应与管径相适应，水流通过滤网的流速一般为0.25～0.50m/s。当流速过大时，滤网阻力大，水头损失也大，同时不易清污；当流速过小时，为保证一定的供水量，必然增大滤网尺寸，增加投资。

（5）滤水器的选择。滤水器的选择取决于水源所含悬浮物的程度。滤水器有固定式和转动式两种。滤水器的孔网尺寸一般采用1mm×1mm～2mm×2mm的防锈滤网或不锈钢滤网，或采用孔径为2～6mm的钻孔钢板。水流通过滤网的流速为0.10～0.25m/s，滤水器的尺寸取决于通过的流速。