水輪發電機組甩油原因及解決方法探析

王忠明

摘 要：在水電站運行過程中，由于站立式混流式機組推力軸承極易在運行過程中出現甩油現象，而且這一現象發生的還較為普遍，這就給機組運行的穩定性帶來了較大的安全隱患。特別是對于懸吊型的水電機組，這種甩油現象所帶來的危害更加嚴重，所以需要針對甩油的具體的情況查明原因，并提出具體的解決措施，確保機組運行的穩定性。

關鍵詞：水力發電機組；甩油現象；分析；解決方法

1 發電機組甩油現象所造成的危害

1.1 傷害運行工作人員

對于甩油的水力發電機組，一旦甩油現象發生時，則會導致發電機風洞內和水車室地面上都形成一定的積油面，極易使人滑倒，特別是在對于電站運行人員和檢修人員來講，如果在日常工作中沒有注意到地面的情況，則極易滑倒，給人員的人身安全帶來一定的傷害。

1.2 對水力發電機組帶來損傷

當機組發生甩油時，則會導致機組內部各機械結構之間的潤滑效果下降，同時潤滑油夾雜著灰塵也極易導致在機組通風系統等部位形成相應的阻礙面，影響正常的通風效果，從而給機組帶來安全隱患。

1.2.1 會引起水輪發電機定子劇烈發熱溫升

當水輪機上出現甩油現象時，則會導致發電機定子線圈外層有一層滲油面形成，而油自身的粘性會吸附周圍的灰塵，一旦時間一長，則所形成的污穢半徑則會擴大，導致發電機定子線圈通風孔受到堵塞，這樣當發電機運行時，定子線圈內部的熱量不能及時散發出來，從而導致定子線圈出現發熱溫升現象，使電機的正常運行受到影響，而當溫升當到一定程度時，則會導致線圈的絕緣受到不同程度的破壞，降低定子線圈的使用壽命。

1.2.2 增加發電機定子線圈的維護保養難度

由于定子線圈通風孔受到堵塞，這就導致在發電機檢修過程中其維修保養難度增加，相對于沒有堵塞的定子線圈則需要多浪費較長的工時，導致維修人員的工作量增加。

1.2.3 會引起發電機定子絕緣水平下降

當水輪機出現甩油現象時，不僅會導致定子線圈內部的通風系統受到堵塞，使內部熱量無法排放出來，這樣就導致內部溫升速度加快，當溫度達到一定程度時，會給定子線圈的內部絕緣水平帶來較大的影響。通過對一組定子線圈的對比中發現，沒有甩油機組的定子線圈在停機一天后其絕緣吸收比符合運行的安全標準，同時其絕緣水平與運行時相比沒有多大的降低，而對于甩油的機組來講，其停機一天后，雖然定子絕緣吸收比還是能夠滿足運行的要求，但其絕緣水平下降的幅度則較大，所以對于甩油的發電機組，其絕緣水平呈現下降的趨勢，而且會隨著運行環境的惡化而不斷降低。

1.2.4 會引起發電機定子線圈發生單相接地或相間短路等事故 當水輪發電機組在甩油現象中運行時，一旦有不正常的負荷沖擊，則會導致定子線圈處在熱效應和動效應的雙重作用下發生損壞，導致單相接地故障發生，甚至直接導致定子線圈繞組絕緣受到破壞，影響發電機的正常運行。

1.2.5 增加發電機軸瓦發生燒毀事故的危險率

當水輪發電機組甩油比較嚴重時，則會使其運行過程中軸承油位出現急劇下降的問題，極易導致故障的發生，嚴重時會導致軸瓦發生燒毀，使機組無法正常運行，導致停機事故發生，影響電站的正常生產運營。

2 發電機組甩油原因分析

2.1 內甩油原因

發電機作為電站中非常重要的設備之一，由于其內部結構較為復雜，任何一個環節出現問題，都會導致發電機組的正常運行受到較大的影響。機組在正常運行時，在轉子高速旋轉過程中，在上部風扇的作用下就會起到鼓風作用效果，在發電機推力油槽擋油管內下側形成一個低壓區，在壓差作用下，檔油管與推頭內壁之間就會形成相應的油霧，并將沿著發電機主軸與擋油圈的環腔間向下溢出，甩到輪輻及發電機定子線圈上，這就是日常運行中所說的內甩油現象。內甩油除了運行過程中發電機高速運轉原因造成外，還可能由于機械結構制造不規范和安裝調試不到位等原因造成擋油管外圓與推力頭內圓之間的徑向距離出現不均勻，偏靠一方的原因。在機組運行時，當推力頭帶動潤滑油高速旋轉時，其內部運行環境就類似于偏心泵，從而使得潤滑油產生周期性的壓力脈動，不斷向上竄油，使潤滑油及油霧沿著推力頭的內壁甩出，飛濺到發電機內部，形成相應的雜質油阻礙面，從而影響機組的正常運行。

2.2 外甩油原因

發電機組在運行時會出周期性的循環推力產生，在這種推力作用下，如果油槽內的通風系統再不暢通，這極易導致油槽內的油溫上升，一旦油溫達到45℃左右時，則會導致油槽內的空氣出現熱膨脹現象，這時油槽內攪動旋轉及油在離心力作用下，則會出現不規則的拋物線運動，一旦在運動時遇到阻礙，則會濺起在油槽上方形成油霧，從而甩出油槽內。

3 甩油的解決方法

3.1 阻止法

為了有效的抑止發電機甩油現象的發生，則可以利用外加設備來對發電機內部的壓力環境進行破壞，這樣使局部形成負壓，或是對于油的吸高和涌溢進行阻止，可以有效的避免甩油現象的發生。

在發電機推力頭內壁中加裝壓力破壞風扇，利用風扇形成的壓力干擾重新形成利于發電機組正常運行的壓力環境，保證潤滑油具有高效的工況性能。風扇葉片可焊在發電機運行正常油面以上，并與水平面形成一個大約15-30度左右的安裝角。當推力頭在高速旋轉過程中，就會使風扇產生一個負壓，既可以降低油槽油面吸高，還可以阻止油霧上竄。如果內部空間不夠時，也可將風扇葉片焊接在正常油面之下或固定在推力油槽鏡板內側，使風扇葉片完全浸入到油中，從而形成葉片泵結構。在正常運行時，靠旋轉產生的負壓將油面往下吸，阻止該處油面升高。在推力頭內壁處加擋油圈，可以有效阻止風扇產生的少量漏油。從而實踐運行證明，利用在推力軸承內部加風扇與擋油圈相結合的方法可以有效解決發電機組發生甩油問題。

3.2 穩壓法

穩壓法就是通過內部結構改造，加大旋轉件與擋油筒之間的間隙，使潤滑油在機組高速旋轉過程中減小其相對偏心率，從而降低油面壓力脈動值，有效保持油面在運轉過程中的平穩特性，防止油液或油霧飛濺上竄。另外可以為了確保油面達到穩壓的效果，則可以在旋轉部件上進行穩壓孔的鉆取，這樣可以實現油槽內外的壓力達到平衡，避免內部出現負壓，從而有效的防止油面出現吸高甩油的情況。

3.3 阻力延長法

這種方法是利用在油槽內進行增設迷宮槽或是擋油管，來阻擋甩油或是延長甩油通道，使機組的甩油阻力增加，從而起到有效的防止甩油現象發生作用。

4 結束語

由于水輪發電機組在甩油過程中存在著內甩油和外甩油之分，這就需要在對于甩油現象進行處理時，則需要根據發電機的特點，針對于日常甩油的問題進行分析，根據內甩油和外甩油所產生的具體原因來制定切實可行的解決措施，從而有效的抑制甩油現象的發生，確保發電機組能夠高效、穩定的運行，為電站創造良好的經濟效益。

參考文獻

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