懸式機組轉動油盆甩油的原因分析與處理

摘要：為了解決某水電廠懸式機組轉動油盆投產以來甩油的嚴重現象，采用了在不改變原有設備結構的方法，對水導軸承轉動油盆進行加工改造；取得了令人滿意的效果，確保了設備長期安全、穩定、經濟地運行。

關鍵詞：懸式機組 油盆甩油 改造 設備安全運行

1 設備概況

某水電廠安裝三臺3x60MW的立式水輪發電機，發電機型號為SF-J60-16/4870，水輪機型號為HL（F）-LJ-275，為立軸懸式三相空冷水輪發電機，額定水頭為210m，額定轉速為375r/min，該水電廠機組采用自循環的畢托管式稀油自潤滑水導軸承，為筒式分半結構，軸承由軸承支架、轉動油盆、軸承體、軸瓦、上油槽、冷卻器等組成。

機組的水導軸承采用稀油自潤滑循環方式巴氏合金筒式導軸承，軸瓦周向分為四段拋物線軌跡瓦面，主軸旋轉時與瓦面間形成穩定的油楔，導軸承承受徑向載荷，導軸承運行時保證不漏油、不甩油，運行中從上油箱流經軸瓦進入下油箱（轉動油盆）的熱油由畢托管泵入外冷卻器，冷卻后以重力自流流入軸承上油箱，上油箱配有一個油位信號計，具有高低油位接點報警功能；在軸瓦內設有2只鉑熱電阻測溫裝置，并有報警點，在油槽上設有鉑熱電阻監測油溫；潤滑油采用L-STA-46號汽輪機油，在連續運轉條件下，冷卻水最高溫度25℃時，軸瓦及油的最高溫度不超過65℃，水導軸承結構如圖一所示。

圖一

2 油盆甩油的基本情況

2010年10月該電站機組投產發電以來，三臺機組均頻頻發生水導油槽油位低的報警信號，伴隨著水導軸承瓦溫會比同樣工況下的要高1°到2°左右，經現場檢查發現頂蓋排水溝里的水面漂浮著一層油，確認上油箱的油位確實下降了，補充加足潤滑油后油位低的信號消失，同時瓦溫又回到原來的溫度；但機組運行幾天后，油位過低信號又出現了，為避免瓦溫過高，又重復補充加足潤滑油后油位低的信號消失；這樣三臺機組的油位過低信號反反復復出現；該事件嚴重地威脅機組的安全穩定運行，極大地影響該廠的經濟效益。在別無選擇的情況下，只能由運行值班人員和維護人員加強對水導油槽油位的監視和補充，待到機組檢修時再擇機作處理。

3 轉動油盆甩油的解決方案

根據現場的實際情況和機組安裝的質量記錄卡進行初步分析和判斷，轉動油盤油位降低的原因可能有三種：一是畢托管的間隙調整過大不符合廠家圖紙的技術要求，二是轉動油盤各把合面之間存在滲漏，三是轉動油盆甩油，水導軸承潤滑油完成一次自循環時，根據水導軸承潤滑油自循環的線路，可以判斷油箱油位降低的主要原因就是轉動油盆甩油。

根據以上油盤甩油分析的情況，結合機組在年底時進行B級檢修的時候來消缺處理。處理改造的方案是：在原有主設備的基礎上進行改造加工，原則上以安全可靠為主，改造的效果對機組的安全運行不能有任何的影響，節約技改費用，并確保改造后機組的運行效果良好。首先我們對3#機組進行改造，待效果見效后再對2#、1#機組進行改造。

3.1 在轉動油盤的止漏梳齒環下部加裝止漏環

根據機組B級檢修的項目開展工作，在分解水導轉動油盤時，記錄下畢托管安裝的位置，分解完水導軸承轉動油盤后吊到安裝間進行組裝，還原機組運行時畢托管的位置，實際測量畢托管與轉動油盤間的間隙有10mm之多，遠遠超過了廠家圖紙要求的設計間隙在3mm至5mm之間的范圍。

機組在正常運行時，我們根據轉動油盤高速旋轉的特性及潤滑油甩出油盤的方向和位置，我們在水導軸承轉動油盤的止漏梳齒環下部再加裝一止漏環進行止漏（止漏環的形狀如圖二所示），這樣機組在運行時，轉動油盤的油就可以得到有效的阻擋，防止油從轉動油盤止漏梳齒環和水導軸承的間隙甩出，從而使油盤的甩油現象得到有效的遏制（加裝的效果如圖一中的4項所示）；實踐證明，該種改造方案簡單有效、可行，符合原有改造方案的要求，機組運行1個月的時間內上油箱油位過低信號不再出現，確保了機組的安全可靠運行，提高了經濟效益。

圖二

3.2 轉動油盤加裝止漏環的步驟與要求

3.2.1 按機組B級檢修的項目要求拆除水導瓦、水導軸承座，將轉動油盤分半吊出并清掃干凈并進行組裝，整體運送到車間，以減少加工的誤差。

3.2.2 根據圖二的止漏環形狀和轉動油盤的實際尺寸，在車間現場進行止漏環的測量和加工制造，保證止漏環與水導軸承轉動油盤的圓度和同心度。

3.2.3 止漏環加工完畢在車間進行預裝、測量，確認無誤后到機組現場進行組裝，止漏環安裝時要注意Φ4的盤根要用耐油的橡膠圓盤根，固定把合面用的螺栓要涂抹螺紋緊固劑。

3.2.4 將轉動油盤清掃干凈，對轉動油盤各組合面用1211密封膠進行涂抹把合，各把合聯接螺栓用螺紋緊固劑進行涂裝緊固。

3.2.5 組裝好后的轉動油盤按技術規范要求進行煤油滲漏試驗，保證4小時內油盤沒有滲漏現象為合格。

3.2.6 水導軸承安裝完畢后對畢托管的間隙進行調整：畢托管進油口與轉動油盤的間隙距離調整是一項關系到水導軸承溫度及油盤是否甩油的重要工序，廠家圖紙設計要求間隙距離為3mm-5mm；現對畢托管的間隙距離要求調整為2mm，調整時，嚴格控制工藝措施，采取百分表監控的方法，以確保間隙不變，螺母備緊力度足夠，防止因力度過小而松動，并在緊固后的螺母與螺栓之間涂抹螺紋緊固劑，防止機組在運行過程中因振動而引起螺母松動，從而引起畢托管與轉動油盤之間的間隙發生變化。若距離過小，運行時畢托管就會與轉動油盤在機組振動激烈下可能發生碰撞，從而引起事故的發生。若距離過大，油循環的速度變慢，冷卻和潤滑的效果變差，使水導軸承軸瓦溫升高，影響機組的安全運行，轉動油盤也因油量過多而發生甩油現象。

4 機組轉動油盤改造后的運行的效果

自3#機組轉動油盤改造運行后，以每周為單位時間對水導軸承上油箱油位進行觀察測量，連續4周的時間上油箱油位過低的信號都沒有出現，頂蓋排水溝也未發現有油跡的現象，說明該改造方案效果是可行的，緊接著對2#、1#機組的轉動油盤也進行了同樣的改造，也取得了相同的效果。

從三臺機組水導軸承甩油原因分析、處理過程中看，對轉動油盤結構改造，畢托管間隙距離調整處理后，經過1年多的運行，軸瓦溫度基本穩定在40-43℃，水導加油間隔時間在2-3個月以內（設計要求每月加一次），達到了預期的效果。

5 結論

該電站自機組轉動油盤改造投產以來，就再沒有發生過水導軸承油位過低而斷斷續續加油的現象，極大地改善了機組的運行條件和減輕了運行維護人員的工作量，為機組安全經濟的發供電提供了有力的保障。

參考文獻：

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作者簡介：江華明（1969-），男，四川阿壩州人，助理工程師，主要從事水電站水輪發電機組設備的運行、維護和檢修管理工作。