郭榮翔，陳文，潘高峰

(1.云南大唐國(guó)際那蘭水電開發(fā)有限公司，云南 紅河 661507;2.中國(guó)水電十一局檢修有限公司，云南 紅河 661507;)

0 前言

由于機(jī)組轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中都存在著擺動(dòng)現(xiàn)象，傳統(tǒng)的銅齒密封環(huán)(或毛氈密封，空氣迷宮式)與轉(zhuǎn)子軸的間隙在實(shí)際運(yùn)行時(shí)不能保證設(shè)計(jì)間隙及安裝間隙，時(shí)大時(shí)小無法補(bǔ)償，不能形成穩(wěn)定的油膜密封，所以易造成油及油霧泄漏現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)油霧現(xiàn)象對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)期可靠的運(yùn)行極為不利。本文分析了下導(dǎo)軸承油槽油霧產(chǎn)生的原因，提出了預(yù)防和處理措施。

1 設(shè)備狀況

水輪機(jī)下導(dǎo)軸承設(shè)置在下機(jī)架中心體內(nèi)，有12 塊導(dǎo)軸承瓦，瓦面掛有鎢金，在瓦背與座圈之間裝有能將徑向力傳遞給下機(jī)架的球面支柱，導(dǎo)軸承潤(rùn)滑轉(zhuǎn)子起離心泵作用，使?jié)櫥桶匆?guī)定的油路循環(huán)，當(dāng)油流過冷卻器時(shí)，經(jīng)熱交換，冷卻水帶走導(dǎo)軸承產(chǎn)生的損耗。1、2、3 號(hào)機(jī)組風(fēng)洞內(nèi)無吸油霧裝置，由于下導(dǎo)油盆油霧散發(fā)在空氣中彌漫，造成污染。下導(dǎo)軸承油槽結(jié)構(gòu)見圖1:

圖1 下導(dǎo)軸承油槽結(jié)構(gòu)圖

從圖1 可知，油霧外溢及甩油的部位有兩處，一是油槽上油封隨動(dòng)密封處，機(jī)組運(yùn)行時(shí)軸線存在擺度，接觸式密封塊在長(zhǎng)期與大軸摩擦運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生粉塵與油霧結(jié)合形成油泥，一方面對(duì)油槽中的透平油構(gòu)成了污染，另一方面導(dǎo)致密封塊在槽中阻力運(yùn)動(dòng)增大，不能很好適應(yīng)機(jī)組軸線擺度，密封塊和機(jī)組大軸就存在間隙，油霧從間隙處外溢。二是下導(dǎo)油盆內(nèi)油擋處向外溢油，因機(jī)組安裝或制造的原因，內(nèi)擋油圈與主軸間隙并不能證均勻一致，產(chǎn)生偏心，造成油環(huán)不均勻，機(jī)組運(yùn)行時(shí)機(jī)組大軸內(nèi)壁帶動(dòng)油一起旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生較大的壓力脈動(dòng)，油沿著內(nèi)擋油圈向上竄升，沿內(nèi)擋油圈向外溢出。

另外，從下導(dǎo)軸承觀察孔觀察下導(dǎo)軸瓦油槽油位正常，并對(duì)油盆進(jìn)行煤油滲漏試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，確認(rèn)不是由于漏油引起的。在機(jī)組停機(jī)檢修時(shí)，對(duì)下導(dǎo)軸承和油盆進(jìn)行了詳細(xì)檢查，檢查中未發(fā)現(xiàn)緊固螺栓松動(dòng)，只有油盆表面和下機(jī)架蓋板上存在油霧，油盆和油盆蓋間止油盤根未磨損。

油霧是隨機(jī)組運(yùn)行而產(chǎn)生的，是不可消除的，只能控制和凈化。由于機(jī)組轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中都存在著擺動(dòng)現(xiàn)象，傳統(tǒng)的銅齒密封環(huán)(或毛氈密封，空氣迷宮式)與轉(zhuǎn)子軸的間隙在實(shí)際運(yùn)行時(shí)不能保證設(shè)計(jì)間隙及安裝間隙，時(shí)大時(shí)小無法補(bǔ)償，不能形成穩(wěn)定的油膜密封，所以易造成油及油霧泄漏現(xiàn)象。而且風(fēng)洞內(nèi)無任何排油霧裝置，因此從下導(dǎo)油盆內(nèi)產(chǎn)生的油霧從下導(dǎo)油盆蓋與發(fā)電機(jī)大軸之間的間隙處飄出，機(jī)組停機(jī)油霧冷卻后變成油滴，對(duì)風(fēng)洞內(nèi)的設(shè)備造成污染，腐蝕發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈和定子線棒絕緣層。

2 解決措施

將下導(dǎo)油盆蓋改造成與大軸直接接觸的零間隙密封方式，將下導(dǎo)油盆全部密封，密封蓋采用102 鑄鋁，密封蓋表面采用靜電噴涂，下導(dǎo)接觸式密封蓋均采用整體絕緣形式，以便阻斷軸電流。接觸齒采用鋼或黃銅。下導(dǎo)接觸式密封蓋的接觸齒與轉(zhuǎn)軸表面形成接觸式密封，接觸齒沿周向?yàn)榉职杲Y(jié)構(gòu)，各瓣與軸在徑向形成接觸，在轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)偏心和擺動(dòng)運(yùn)行時(shí)可以自動(dòng)與其跟蹤調(diào)整間隙，達(dá)到無間隙運(yùn)行，但不會(huì)產(chǎn)生流體激振，不損傷轉(zhuǎn)軸、無異響、不引起轉(zhuǎn)軸發(fā)熱。此種接觸式密封蓋是通過完整的力學(xué)鏈來保證和約束接觸齒與轉(zhuǎn)軸之間的壓力，在這個(gè)完整力學(xué)鏈的控制下，密封裝置和轉(zhuǎn)軸之間能夠接觸，形成無間隙.下導(dǎo)接觸式密封蓋方案示意圖如圖2 所示:

圖2 下導(dǎo)接觸式密封蓋方案示意圖

下導(dǎo)接觸式密封蓋的接觸齒按圓周方向等分成若干偶數(shù)等份，每一等份均能徑向前進(jìn)和后退，靈敏度高，能緊隨軸的位移做徑向跟蹤，因此能確保下導(dǎo)接觸式密封蓋在軸有徑向擺動(dòng)的情況下一直保持和軸在無間隙狀況下穩(wěn)定運(yùn)行;接觸齒在等分后，每一等分都可以徑向前進(jìn)和后退，靈敏度非常高，能夠有效補(bǔ)償轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中的擺動(dòng)量，使接觸齒與轉(zhuǎn)軸之間連續(xù)不斷的接觸，保證接觸齒和轉(zhuǎn)軸之間在任何工況下零間隙運(yùn)行。

另外下導(dǎo)軸承接觸式密封蓋采用三道接觸齒密封，并設(shè)有大、小油霧呼吸器。它可使油霧在通過折流板到集油器的過程中，由油霧凝結(jié)成油滴，返流回油槽內(nèi)，經(jīng)過過濾的空氣被排出，使油槽內(nèi)外壓差保持一致，能使生產(chǎn)中的油霧進(jìn)行有效的分離。

3 結(jié)束語

對(duì)三臺(tái)機(jī)組下導(dǎo)軸承油盆蓋進(jìn)行改造處理后，減少了風(fēng)洞內(nèi)的油霧飄散，改善了風(fēng)洞內(nèi)的運(yùn)行環(huán)境，在一定程度上減少發(fā)電機(jī)漏磁，降低發(fā)電機(jī)溫度，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低了維護(hù)人員工作量和大量清潔材料消耗，同時(shí)減少了對(duì)下游水質(zhì)的影響。

［1］黃善書，無間隙密封蓋在水電站的應(yīng)用，《云南電力技術(shù)》，2011 年，40;

［2］王彬，水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)甩油原因分析與處理，《電力安全技術(shù)》，2002，05;

［3］水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)(水力機(jī)械) ［M］，水利電力出版社，1983;

［4］GB/T 15468－2006 水輪機(jī)基本技術(shù)條件［S］，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006。