在我國小水電站中采用臥式機組的電站較多，其軸承的冷卻方式不外乎油自冷和水冷兩種。由水冷卻的軸承，軸承溫度相對穩(wěn)定，而靠油自冷卻的軸承，受環(huán)境溫度的影響較大。當盛夏酷暑期間，廠房環(huán)境溫度達到40℃時，輕則使軸溫升高，加速潤滑油的劣化，縮短軸瓦壽命，重則使軸承過熱，燒壞軸瓦，因為當環(huán)境溫度達到40℃，可使軸承溫度在正常運行情況下達到70℃左右。按照電站運行規(guī)程，凡軸溫達到65℃時應發(fā)出警告信號，達到70℃時，必須立即停機，否則將由事故繼電器執(zhí)行跳閘。為了保證機組因軸承過熱跳閘，多數(shù)電站通常采用排風扇、外接油泵循環(huán)冷卻或被迫減少機組出力等辦法來防止軸承溫度升高，但仍有燒壞軸瓦的重大事故發(fā)生。
　　
　　1　軸承結(jié)構(gòu)和發(fā)熱原因
　　
　　一般采用三支點布置機組，其推力軸承由水冷卻，前后導軸承靠油自冷卻。導軸承為油環(huán)帶油式徑向軸承。其軸瓦分上下兩塊，下軸瓦水平安放在軸承座上，軸瓦底部設有軸承測溫孔，里邊插有一支WTZ-288型溫度表；上軸瓦兩端各有一個徑向缺口，兩個甩油環(huán)就從徑口處伸向外面，同時套著主軸和下軸瓦。軸瓦表面鍍有一層巴氏合金，軸承使用30號汽輪機油作為潤滑劑，甩油環(huán)下半部分則泡在潤滑油中。當主軸轉(zhuǎn)動時，兩個甩油環(huán)就跟著在主軸上滾動，不斷將軸承座中的潤滑油帶到主軸上和潤滑冷卻軸承的摩擦面，此時摩擦面上的熱量基本被潤滑油吸收。因甩油環(huán)的作用，潤滑油中的熱量又基本被帶至軸承座空氣中自行冷卻，最后使軸承溫度穩(wěn)定在略高于環(huán)境溫度之中，其值一般不超過60℃。當環(huán)境溫度升高后，軸承和潤滑油的溫度跟著升高，加上機組工作時產(chǎn)生的摩擦熱量，使得潤滑油的溫度更加升高；當油溫達到60℃以后，氧化速度加快，冷卻效果逐漸減小，繼而使摩擦面發(fā)熱量增加又使?jié)櫥蜏囟壬?，如此惡性循環(huán)，難以保證不發(fā)生過熱故障或事故，因此，降低軸承溫度的關(guān)鍵就是必須降低潤滑油的溫度。
　　
　　2　降溫措施和應用效果
　　
　　(1)冷卻方案和原理：
　　
　　如圖1所示為一個軸承降溫冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)由進、出水閥，工作閥、試驗閥和進、出水管、冷卻管、壓力表等元件組成。當機組運行時，軸承熱量被潤滑油吸收，因冷卻管直接安泡在潤滑油中，故部分熱量被冷卻管優(yōu)先吸收和傳遞，通過流動的冷卻水將熱量排放到尾水池；另一部分熱量則由甩油環(huán)的滾動，散發(fā)在軸座內(nèi)的空氣中。因這兩種作用同時進行，使軸承摩擦面產(chǎn)生的熱量基本被吸收排出，達到了冷卻軸承的目的。
　　
　　(2)確定主要參數(shù)和選擇元件：
　　
　　①散熱面積：散熱面積可根據(jù)軸承摩擦發(fā)熱量(即摩擦功率等于油潤滑狀態(tài)下的摩擦系數(shù)、軸承載荷和軸頸處的線速度的連乘積)，所選材料的傳熱系數(shù)，油溫和水溫的溫差，可計算出散熱面積。經(jīng)設計計算，得散熱面積為0.02m2；因軸座內(nèi)的空間有限，選紫銅管外徑為20mm，并彎成U形，其開口距離70～100mm，要求紫銅管泡在潤滑油中的長度不小于0.32m。
　　
　?、诠┧浚和ㄟ^紫銅管傳遞的熱量，被冷卻水帶走，所需供水量可通過冷卻水出口與進口的溫差和需帶走的熱量、水的熱容量來進行計算，可算出供水量為6.67×10-3m3/h，因供水量不大，故選冷卻水的進、出水管內(nèi)徑為15mm。