空冷水輪發(fā)電機自然補氣集油霧裝置設計

于華艷，王巖祿

(1.常州機電職業(yè)技術學院機械系，江蘇常州 213164;2.哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱 150040)

軸承是水輪發(fā)電機組中最重要的部件之一，其中推力軸承起著支持發(fā)電機組轉子質量及軸向水推力作用;導軸承起導向作用，保證發(fā)電機轉動部件高速旋轉的穩(wěn)定。軸承工作性能不僅直接關系到機組能否安全運行，而且還影響機組的出力和效率。由于發(fā)電機軸承油槽內轉動部件高速旋轉，攪動油槽內潤滑油，同時轉動部件與固定部件持續(xù)摩擦發(fā)熱，使油槽內的潤滑油產生大量油霧。油霧如果不能有效過濾清除，將從發(fā)電機油槽內擴散到整個發(fā)電機內部，對發(fā)電機造成污染，并降低發(fā)電機內絕緣材料的壽命。由于發(fā)電機內部空間狹小，不適宜安裝結構復雜的輔助通風補氣裝置，造成單純使用油霧分離裝置分離收集油霧的效果不佳。目前國內水電站普遍存在發(fā)電機軸承油霧清除效果不佳造成油霧污染的問題，因此迫切需要一種簡單高效的油霧收集裝置。設計了一款自然補氣集油霧裝置，改善了以往油霧收集不佳的問題。

1 結構設計

1.1 集油霧裝置結構

圖1、圖2為油霧收集裝置示意圖，由油霧分離器1、集油杯2、集油霧鋼管3和補氣鋼管4組成。油霧分離器1內的電動機輸出功率可根據(jù)不同發(fā)電機的使用要求調節(jié)。油霧分離器1內設置粗濾和精濾兩級過濾裝置，如圖2所示，能充分過濾出空氣中的油霧，油霧分離器1的下面安裝有集油杯2，用于收集過濾出的潤滑油，集油杯2為透明材料制造，方便觀察和清理內部的積油。

圖1 集油霧裝置示意圖

圖2 A向視圖

集油霧鋼管3一端連接發(fā)電機軸承油槽，另一端與油霧分離器1相連，安裝時集油霧鋼管傾斜向上與水平線成一定夾角，便于冷凝在管壁上的潤滑油回流到發(fā)電機軸承油槽內。補氣鋼管4安裝在發(fā)電機軸承油槽頂部適當位置，其開口在發(fā)電機定子附近，利用發(fā)電機冷卻循環(huán)風的流動風壓向發(fā)電機軸承油槽內補氣，平衡發(fā)電機軸承油槽的氣壓。補氣鋼管也需向上傾斜，與水平線成一定夾角，防止油槽內飛濺的油滴積存到鋼管內部。

1.2 優(yōu)點

該集油霧裝置補氣方式是利用發(fā)電機內部的循環(huán)風自然補氣。補氣鋼管的管口安裝在發(fā)電機定子線棒附近，這里是空冷發(fā)電機循環(huán)風風道的高壓區(qū)，利用壓力較高的循環(huán)風通過補氣管進入發(fā)電機軸承油槽，平衡發(fā)電機軸承油槽內的氣壓。油霧分離器的電機功率可調，以適應不同轉速發(fā)電機軸承內部氣壓的不同;集油霧鋼管從發(fā)電機軸承油槽到油霧分離器間采取向上一個仰角安裝，利于冷凝在鋼管管壁上的潤滑油回流到發(fā)電機軸承油槽內。

整個裝置合理地利用了壓力較高的發(fā)電機空氣冷卻的循環(huán)風向軸承油槽內進行補氣，防止油霧分離器從軸承油槽內抽取油霧時造成軸承油槽內氣壓降低，影響油霧分離效果。由于補氣鋼管的開口位于發(fā)電機循環(huán)風風路中的高壓區(qū)，發(fā)電機軸承油槽內的油霧不會從補氣鋼管中泄漏出來。

2 結束語

該油霧收集裝置無須使用專門的輔助補氣裝置，利用發(fā)電機循環(huán)風實現(xiàn)自然補氣，無須附加氣源。利用簡單的方法維持了發(fā)電機軸承油槽內的氣壓平衡，使空氣流通順暢，提高了油霧分離效果。

由于補氣的風量很小，不影響發(fā)電機整體的通風冷卻效果，整個裝置結構簡單，安裝方便，占用空間小，非常適宜在密閉的、結構緊湊的水輪發(fā)電機中使用。

【1】粱維燕，邴鳳山，饒芳權，等.中國電氣工程大典:第5卷:水利發(fā)電工程［M］.北京:中國電力出版社，2010.

【2】機械設計手冊編委會.機械設計手冊［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2004.