淺談亭子口電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)組軸承蓋密封刷對(duì)機(jī)組的作用

(嘉陵江亭子口水利水電開(kāi)發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628400)

淺談亭子口電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)組軸承蓋密封刷對(duì)機(jī)組的作用

韋瑋

(嘉陵江亭子口水利水電開(kāi)發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628400)

針對(duì)亭子口電廠(chǎng)水輪發(fā)電機(jī)組下導(dǎo)/推力油槽蓋板密封刷油霧外溢嚴(yán)重情況，分析原因并提出相應(yīng)的解決方法。

水輪發(fā)電機(jī)組 下導(dǎo)/推力油槽 油霧外溢 密封刷

1 工程概況

亭子口水利樞紐工程位于四川省廣元市蒼溪縣境內(nèi)，下距蒼溪縣城15km，是嘉陵江干流開(kāi)發(fā)中唯一的控制性工程，以防洪、灌溉及城鄉(xiāng)供水、發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)，并具有攔沙減淤等效益的綜合利用工程。是國(guó)務(wù)院《關(guān)于加強(qiáng)長(zhǎng)江近期防洪建設(shè)的若干意見(jiàn)》中確定的長(zhǎng)江防洪體系的重點(diǎn)工程之一。工程裝有4臺(tái)27.5萬(wàn)kW混流式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為110萬(wàn)kW。發(fā)電機(jī)組軸承蓋密封刷分布于發(fā)電機(jī)上導(dǎo)、下導(dǎo)油槽蓋內(nèi)側(cè)，每套密封刷分四層，每層密封刷又分為四段。密封刷可以在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，最大程度地減少油槽油霧溢出，保證風(fēng)洞內(nèi)環(huán)境情況和機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。自投運(yùn)以來(lái)，2號(hào)機(jī)組下導(dǎo)/推力油槽蓋出現(xiàn)了嚴(yán)重的油霧外溢現(xiàn)象，給機(jī)組的運(yùn)行、維護(hù)造成了嚴(yán)重的安全隱患。對(duì)此，設(shè)備維護(hù)部機(jī)械專(zhuān)業(yè)及時(shí)提出檢修方案，對(duì)2號(hào)機(jī)組下導(dǎo)/推力油槽密封刷進(jìn)行了技術(shù)改造，收到了很好的效果。本文結(jié)合實(shí)踐介紹了油霧外溢現(xiàn)象、危害及解決方案。

2 改造前2號(hào)機(jī)組的運(yùn)行情況

亭子口電廠(chǎng)2號(hào)機(jī)組于2013年8月29日投運(yùn)發(fā)電。自投運(yùn)以來(lái)，2號(hào)機(jī)組在運(yùn)行中，機(jī)組下導(dǎo)/推力油槽上密封蓋板與推力頭軸領(lǐng)之間間隙處油霧外溢情況嚴(yán)重。

整個(gè)機(jī)組運(yùn)行環(huán)境惡劣，特別是風(fēng)洞內(nèi)環(huán)境尤為嚴(yán)重。整個(gè)風(fēng)洞內(nèi)空氣中充滿(mǎn)油味，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子下部、定子下部、下機(jī)架支臂及地面上形成大面積積油；油霧凝結(jié)在轉(zhuǎn)子下部、定子下部，下機(jī)架支臂上，造成風(fēng)洞內(nèi)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡劣。為保證風(fēng)洞設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的清潔，機(jī)械班工作人員在2013年—2014年2號(hào)機(jī)組檢修期間，對(duì)下風(fēng)洞內(nèi)地面和設(shè)備進(jìn)行整體清掃，然而根本問(wèn)題未得到解決，機(jī)組運(yùn)行后油霧外溢，下風(fēng)洞內(nèi)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境依舊惡劣，問(wèn)題得不到根本上的解決。

3 下導(dǎo)/推力油槽油霧外溢危害

(1)發(fā)電機(jī)風(fēng)洞內(nèi)下機(jī)架蓋板、爬梯的積油，容易導(dǎo)致運(yùn)行、維護(hù)人員在日常的設(shè)備巡回和缺陷處理中滑到，存在嚴(yán)重的人身傷害安全隱患；

(2)水輪發(fā)電機(jī)下導(dǎo)/推力油槽的油霧外溢造成對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極、轉(zhuǎn)子輪輻以及定子線(xiàn)棒的污染。油霧與灰塵在定子鐵芯通風(fēng)溝和轉(zhuǎn)子磁極通風(fēng)溝處堆積，造成發(fā)電機(jī)通風(fēng)散熱變差，嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)的散熱效果。油霧和灰塵長(zhǎng)期吸附在絕緣層上，對(duì)發(fā)電機(jī)線(xiàn)棒等絕緣造成腐蝕，使其絕緣性能下降，加速老化，極易造成發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈短路或擊穿，給機(jī)組安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行帶來(lái)潛在的危害，威脅發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。

4 機(jī)組下導(dǎo)/推力油槽上油槽蓋密封條簡(jiǎn)介

嘉陵江亭子口水利樞紐發(fā)電機(jī)組軸承蓋密封條，分布于發(fā)電機(jī)上導(dǎo)、下導(dǎo)/推力油槽蓋內(nèi)側(cè)，每套密封刷分四層，每層密封條又分為四段，第一層四段首尾相接坐落于下導(dǎo)/推力油槽蓋內(nèi)側(cè)密封槽內(nèi)，密封條毛刷頭與大軸輕微接觸；第二層四段首尾相接坐落于第一層密封條金屬條上，接口與第一層密封條接口呈90°交錯(cuò)；第三層、第四層依次坐落于密封槽內(nèi)，由于每段密封條之間沒(méi)有連接用的固定接頭，每層之間沒(méi)有固定槽，只能依靠安裝人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)安裝，極易出現(xiàn)安裝錯(cuò)位的情況。密封刷可以在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，密封條刷頭按照廠(chǎng)家給定接觸距離與大軸輕微接觸，機(jī)組在任何擺度工況下均可最大程度地減少油槽油霧溢出，保證風(fēng)洞內(nèi)環(huán)境情況和機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。

5 機(jī)組下導(dǎo)/推力油槽油霧外溢原因分析

(1)原理上分析。在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，推力頭和鏡板外壁帶動(dòng)粘滯的靜油運(yùn)動(dòng)，使油因離心力的作用向油槽外壁涌高、飛濺或攪動(dòng)，從而使油珠或油霧從油槽蓋板縫隙處溢出，形成外甩油。此外，隨著機(jī)組的運(yùn)行，軸承溫度升高，使油槽內(nèi)的油和空氣體積膨脹，因而產(chǎn)生了內(nèi)壓。在內(nèi)壓的作用下，油槽內(nèi)的油霧就會(huì)隨氣體從蓋板縫隙處溢出。

(2)設(shè)備結(jié)構(gòu)上分析。由于推力頭軸領(lǐng)的高速旋轉(zhuǎn)，造成軸承油槽內(nèi)油面波動(dòng)加劇，從而產(chǎn)生許多油泡，當(dāng)這些油泡破裂時(shí)，也會(huì)形成很多油霧。

(3)設(shè)備缺陷上分析。2號(hào)機(jī)組由于未按照廠(chǎng)家所要求的安裝工序進(jìn)行裝配，導(dǎo)致多條密封條錯(cuò)位甚至緊貼大軸上。在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，由于機(jī)組處于高轉(zhuǎn)速狀態(tài)，密封條與大軸緊貼，高速摩擦下溫度升高，使部分錯(cuò)位緊貼于大軸上的密封條毛刷因溫度過(guò)高而損壞。損壞的密封條由于機(jī)組擺度被往后推，使密封條失去密封作用，油霧從沒(méi)有密封條毛刷的位置大量外溢，使整個(gè)風(fēng)洞在機(jī)組運(yùn)行時(shí)充滿(mǎn)油霧。停機(jī)后溫度下降，油霧重新凝結(jié)在下機(jī)架及其他設(shè)備上，在下機(jī)架蓋板形成積油。

6 整改方案

改造前，2號(hào)機(jī)組下導(dǎo)/推力油槽上蓋板密封條第二層未按要求首尾相連，導(dǎo)致第二層密封條有兩根錯(cuò)位，使第三層密封條無(wú)法完整坐落在第二層密封條金屬條上，第四層密封條也無(wú)法完整坐落在第三層密封條金屬條上。加上密封壓板的擠壓，使中間層的密封條遭受?chē)?yán)重?cái)D壓錯(cuò)位變形，部分密封條直接緊貼大軸。在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，密封條與高速旋轉(zhuǎn)的大軸摩擦，產(chǎn)生高溫，使緊貼大軸的密封條毛刷損壞。密封條毛刷損壞后，僅剩密封條金屬條緊貼大軸，金屬條在摩擦作用下溫度升高，使部分壓在金屬條上的密封條毛刷也由于高溫部分損壞。使整個(gè)2號(hào)機(jī)組下導(dǎo)/推力油槽上蓋板密封失去作用。

改造方案，將2號(hào)機(jī)組下導(dǎo)/推力油槽上蓋板密封條全部取出，檢查所有的密封條，將最完好的密封條首尾連接，按廠(chǎng)家要求安裝在密封槽第一層和第二層。第三層安裝四根相對(duì)完好，但有破損的密封條。由于密封條需要靠密封壓板來(lái)壓緊固定，使其不會(huì)位移，所以雖然有一層的密封條無(wú)法起到密封作用，但仍需要其起壓緊固定作用。第四層安裝四根已經(jīng)破損的密封條。密封條的安裝按照廠(chǎng)家要求，密封條毛刷頭與大軸輕微接觸，毛刷頭向上微翹；第二層四段首尾相接坐落于第一層密封條金屬條上，接口與第一層密封條接口呈90°交錯(cuò)，層層交替疊加，最后用密封壓板將密封條壓緊固定。

7 改造后效果

2013年至2014年年度機(jī)組檢修中，對(duì)2號(hào)機(jī)組下導(dǎo)/推力油槽上密封蓋板密封條進(jìn)行了整改方案的實(shí)施。整改后，油槽油霧外溢現(xiàn)象得到了很明顯的控制。目前2號(hào)機(jī)組的整個(gè)下風(fēng)洞內(nèi)設(shè)備都比較干凈，下機(jī)架蓋板、下機(jī)架爬梯再無(wú)油污污染、積油現(xiàn)象，減輕了機(jī)械專(zhuān)業(yè)人員的日常維護(hù)工作量，不再容易導(dǎo)致運(yùn)行、維護(hù)人員在日常的設(shè)備巡回和缺陷處理中滑到，消除了人身傷害的安全隱患，達(dá)到了改造的預(yù)期效果。目前2號(hào)機(jī)組已正常運(yùn)行4年，下風(fēng)洞環(huán)境良好，沒(méi)有嚴(yán)重的油霧外溢、甩油現(xiàn)象發(fā)生。

8 結(jié)語(yǔ)

這套密封條是廠(chǎng)家定制，純?nèi)毡具M(jìn)口，造價(jià)高，購(gòu)買(mǎi)周期長(zhǎng)，無(wú)法短時(shí)間內(nèi)購(gòu)買(mǎi)回來(lái)，用此方案可以在缺少備品的情況下快速、有效地解決油槽甩油、油霧外溢等問(wèn)題的發(fā)生，從而節(jié)約了購(gòu)買(mǎi)密封條備品備件的資金(純?nèi)毡具M(jìn)口，50萬(wàn)/套)。同時(shí)，此方案也可作為其他3臺(tái)機(jī)組及其他機(jī)組，同類(lèi)型密封的上導(dǎo)油槽及下導(dǎo)/推力油槽密封蓋出現(xiàn)此情況的處理方案。

〔1〕劉 云.水輪發(fā)電機(jī)故障處理與檢修[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2002.

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2095-1809(2017)06-0048-02