臥式水輪機軸承漏油問題的原因及對策

李吉平

摘要：文章主要對臥式水輪機軸承的漏油問題進行了探討，通過對臥式水輪機軸承出現漏油的原因進行分析，從而提出了有效解決的途徑，以保障臥式水輪機軸承可以正常運作。

關鍵詞：臥式水輪機；軸承；漏油現象；漏油部位；水電站 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV734 文章編號：1009-2374（2015）14-0091-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.045

水輪機軸承在臥式水輪機組中是一個重要的組成部分，水輪機軸承運行的正常與否，直接影響到臥式水輪機組是否可以正常的運行，就我國目前臥式水輪機組運行的整體情況來看，水輪機軸承中存在嚴重的漏油現象，而且這一現象在高轉速機組的徑向止推軸承上較為常見，而主要的漏油部位則是水輪機軸承兩端的加蓋固定的部位與運動部位的結合處，要想解決這種問題，就需要根據漏油出現的原因采取相應的措施進行處理，從而保障水輪機軸承可以正常運行。

1 臥式水輪機軸承漏油的主要原因

臥式水輪機軸承兩端通常會用羊毛氈圈對其進行固定，而在固定的部位與運動部位的軸徑結合處，很容易因為各種操作因素的影響而出現漏縫問題，這樣就會使得軸承中的潤滑油容易順著縫隙流到軸承的外端，進而形成漏油問題。臥式水輪機軸承兩端固定的羊毛氈圈雖然具有一定的密封性和彈性，但是由于臥式水輪機在運行的過程中，主軸會高速進行運轉，這樣就會使得覆蓋的羊毛氈圈的密封性減弱，同時也會使得羊毛氈圈的彈性逐漸降低，而主軸在經過高速運轉后，會出現溫度上漲的危險，而溫度的增加會使得羊毛氈圈加劇老化的速度，無論是彈力還是密封性都會嚴重下降，久而久之就會使得羊毛氈圈的密封性和彈性消失，而在羊毛氈圈彈性和密封性降低以及消失后，就會使得羊毛氈圈與軸徑之間的連接部位出現較大的縫隙，而縫隙的出現會使得軸承內部的潤滑油泄露出來，造成漏油問題的出現。而軸承在運轉的過程中，會出現左右或者是上下擺動的情況，在擺動量不斷增加的同時，會使得漏油的程度不斷的加重，而擺動量的多少直接決定了臥式水輪機軸承漏油量的多少。由上述的分析可以看出，軸承兩端固定部位的羊毛氈圈的密封彈性受到各種因素的影響，而不斷消失是臥式水輪機軸承出現漏油問題的最主要原因。

而臥式水輪機軸承漏油的主要來源就是在軸承高速運轉時，軸承中的潤滑油會被連帶著進行高速的運轉，這樣就會使得空氣大量地融入到潤滑油中，而使得潤滑油出現油氣泡，而當油氣泡的高度大于水輪機組在運行的過程中所允許的最大油位高程設計時，就會使得水輪機軸承兩端的羊毛氈密封圈出現松動，其就會出現縫隙，潤滑油就會順著縫隙流出軸承外，造成漏油現象的出現。

另外，在軸承運轉時，小推力盤處會噴出呈現弧線的油體，而這些油會順著弧線的噴射路線落在主軸密封圈的附近，最終集中在主軸頸上，從而產生一系列的油氣泡，而這些油氣泡在高程上相對較高，其所排出的油量也相對較大，這也是造成水輪機軸承出現漏油現象的主要原因之一。小型推力盤的排油，即徑向止推軸承與徑向軸承的區別是徑向止推軸承存在漏油的來源。這就是徑向止推軸承存在漏油現象的根本原因。

2 解決臥式水輪機軸承漏油問題的主要措施

就上述分析的臥式水輪機軸承漏油問題出現的原因，可以了解到，只是單純地對水輪機軸承兩端密封的羊毛氈圈固定部位與運動部位的縫隙進行處理，并不能夠有效地防止漏油問題的出現，而只要保障水輪機軸承潤滑油不出現氣泡以及對漏油問題產生的原因處理得當，就可以在根本上防止水輪機軸承出現漏油問題，從而保障臥式水輪機可以正常地運轉。

而在水輪機軸承中之所以會出現油氣泡的問題，主要是因為軸承在運動的過程中，會帶動潤滑有一起運動，這樣就會使得潤滑油與空氣形成接觸，并且隨著軸承高速的運轉，使得周圍空氣的流動性逐漸增大，而在外部空氣的流動性大于潤滑油黏性的極限和自重合力時，空氣的流動就會自然的涌向潤滑油，在大的流動壓力作用下，潤滑油中就很容易進入空氣，而在空氣進入到潤滑油內后，雖然空氣能夠利用自身比重較輕的特性漂浮到潤滑油的表面上，但是由于潤滑油具有一定的黏性，這樣就會使得潤滑油出現氣泡現象。

由上述油氣泡出現的原理來看，要想使得臥式水輪機軸承在運行的過程中不會出現油氣泡的問題，就需要對漏油的部位進行有效的檢查，防止漏油問題的出現，只有這樣才能夠從根本上解決油氣泡的問題，而要想充分地解決臥式水輪機軸承漏油的問題，可以采取以下兩種方法：

2.1 使潤滑油在軸承體內空氣中的運動變成與空氣隔離的封閉式流動

在軸承運轉時，軸承中的潤滑油與空氣會形成循環，而主要的循環方式就是空氣順著油面運行到軸瓦前，然后在軸瓦區域潤滑之后，就會返還到油面，從而形成排油。而就徑向止推軸承的排油過程來說，其在進油后，主要利用推力盤的帶動作用，使得潤滑油進入到軸瓦內部，以此來形成排油。推力盤會帶動空氣進行方向運行，而其運動的速度較快，但是空氣的反方向運動并沒有將空氣涌入到油的表面，推力盤帶動的空氣只是在擋風板內部進行回轉，空氣無法與油進行接觸，從而無法形成油氣泡，這樣就可以有效地防止漏油問題的出現。即使形成油氣泡也是在軸瓦前進油腔內，對軸承漏油毫無影響，并且在進入軸瓦前也會被不斷地破壞，所以杜絕了軸承體內油面形成油氣泡的問題。歸根到底是一個軸瓦潤滑后的排油運動與空氣隔絕的問題。

當前徑向止推軸承的軸瓦潤滑后的排油雖有兩條渠道：一條是導瓦下的排油孔；另一條是小推力盤處的圓周排油。這些都是任其空氣隨意地排入熱油腔的渠道，所以徑向止推軸承潤滑油形成油氣泡又主要呈現在熱油腔內，漏油也是在熱油腔端蓋密封處。

對這兩處相距很近的排油與空氣隔離引至油面下并不難。只要設一個集油盤，并在集油盤的下部再設一根適當口徑的排油管，就把軸瓦潤滑后的油在空氣中的自由流動變成與空氣隔離的封閉式流動。通過設置集油盤這一措施，即使形成少許油氣泡也在集油盤內油面之上，不會形成漏油之來源。

2.2 設置去氣泡板

可以在軸承容易出現漏油的地方設置相應的去泡板，利用去泡板來防止油氣泡的出現，而去氣泡板主要是用來固定在熱油腔油面的板上，要注意在板上設置可以向下部排油的排油孔，同時還要在板上裝置上可以用來刺破油氣泡的尖針，但是值得注意的是，這些尖針必須是空心尖針，并且要在這些設置的空心尖針上設置橫向排氣孔，從而保障其可以有效地去除油氣泡。

3 結語

總而言之，據相關的報道顯示，我國的部分水電站都存在徑向止推承軸漏油的問題，而且很多水電站止推軸承漏油現象較為嚴重。要想有效地防止臥式水輪機軸承漏油問題的出現，就需要積極采取有效的措施，在分析出水輪機軸承出現漏油原因的基礎上，對軸承漏油的部位進行綜合治理，從而保障臥式水輪機可以正常的

運轉。

參考文獻

[1] 曾文勝.中轉速水輪機主軸密封新技術通過鑒定[J].四川電力技術，2000，（5）.

[2] 毋生俊.水輪機主軸密封的磨損與檢修[J].農村電氣化，2000，（4）.

[3] 竇純玉.解決臥式水輪機軸承漏油問題的探討[J].科技創新導報，2008，（14）.

[4] 楊晉波.中小型臥式水輪機主軸密封結構的改進[J].技術與市場，2011，（7）.

[5] 王陽，陳少武，趙愛民.中小型臥式水輪機主軸密封結構的改進[J].機電技術，2013，（4）.

（責任編輯：秦遜玉）