洪江水電廠組合軸承油氣密封裝置改造與應用

楊長樂

（湖南五凌電力工程有限公司，湖南 長沙 410004）

洪江水電廠組合軸承油氣密封裝置改造與應用

楊長樂

（湖南五凌電力工程有限公司，湖南 長沙 410004）

摘要：洪江水電廠機組2003年投運以來，組合軸承油氣密封漏油問題一直比較突出，油污形成油霧吸附在磁極及定子繞組表面，導致繞組間絕緣降低，嚴重威脅機組安全運行，2008年已完成全部機組油氣密封改造，經過5年的運行觀察，油氣密封改造后密封良好，達到預期效果。

關鍵詞：燈泡貫流式發電機；組合軸承；油氣密封

1　概述

洪江水電廠裝機容量為6×45MW，設計水頭20m，最大水頭27m，系目前國內運行水頭最高的燈泡貫流式水輪發電機組。機組2003年投運以來，發電機風洞油污較為嚴重，油污的來源為組合軸承上游側油氣密封漏油，該油氣密封漏油現象在其他同類型機組中也普遍存在，漏油在機組運行中形成油霧吸附在轉子磁極、定子繞組表面，導致磁極、定子繞組間絕緣降低，嚴重威脅機組安全運行。

2　結構及現狀

2.1油氣密封結構簡介

改造前油氣密封結構如圖1所示。

圖1　改造前油氣密封結構圖

如改造前油氣密封裝配圖所示，環板及環氧板固定在軸承支架上，環板與主軸總間隙不大于0.40mm，環氧板與主軸間隙2.0mm，R型密封通過夾具環抱于主軸法蘭并與主軸一起旋轉，其“R”邊緊貼環板密封油氣，部分油氣透過“R”型密封后凝結成油滴，在環板底部經4mm排油孔排入組合軸承排油管。

2.2現狀

通過多次解體組合軸承上游側油氣密封，發現主要問題如下：

（1）環板與主軸法蘭的間隙過大，最大達1.20 mm；

（2）箍緊“R”型密封的夾具較松，“R”型密封邊與環板間存在間隙；

（3）環板安裝后梳齒密封底部收集的積油向外流出進入風洞。

2.3漏油原因分析

（1）箍緊“R”型密封的夾具安裝時由人工拉緊鎖固，主軸法蘭直徑為1 540mm，人力無法確保其緊度可靠，在機組運行過程中“R”型密封產生移位導致密封失效；

（2）環板與主軸法蘭的間隙過大（允許總間隙不超過0.40mm，而實際測量最大間隙達1.20mm），導致環板梳齒密封的密封效果變差，達不到密封要求；

（3）環板安裝后其底部梳齒密封平面上外低內高，梳齒密封收集的透平油無法向內側流入排油孔，集油外流進入風洞。

3　處理思路

（1）定制“R”型密封專用夾具，采用螺紋方式鎖緊，長度為5 050mm，螺紋調節長度300mm；

（2）在環板底部梳齒合金部位由外側第二環開始手動加工一寬6mm“U”型槽，使梳齒密封收集的透平油在底部順利流入排油孔；

（3）在環板外側圓周上配鉆M10螺栓孔并攻絲，加工一圓形法蘭壓板，在法蘭壓板與環板間安裝自補償耐磨密封。

4　施工工藝過程

4.1環板拆卸

（1）用專用強力膠帶將轉子磁軛通風槽粘貼牢固，然后用大塊白布平鋪在轉子支臂肋板間，根據肋板寬度裁剪合適長度和寬度的橡皮平鋪在白布上，在下游側定子下半部繞組上鋪上白布防止零件及工具吊入定子繞組之間的縫隙內；

（2）測量并記錄環板間隙（X、Y4點），做好標記后拆卸環板分瓣組合螺栓，用白布包好放于風洞外指定地點，拆卸下半部環板與軸承支架連接螺栓，4人托住向上游側移動至完全與軸承支架脫開后將環板抬出風洞放在平臺上，采用同樣的方法拆卸上部環板。

4.2圓環法蘭加工

圓環法蘭結構如圖2所示。

圖2　圓形法蘭結構圖

圓環法蘭制作在機械加工廠完成，共分4瓣，圓度差不得大于2.0mm，整圓應平整，現場安裝時與環板配鉆8.5mm×32通孔后再擴孔至12mm。

4.3環板處理

（1）將制作好的圓環法蘭對正位置后點焊在環板上，與環板一起配鉆孔，環板螺栓底孔直徑=10-1.0× 1.5=8.5mm,深=15＋0.7×10=22mm(攻螺絲深15 mm），孔配鉆完成后，磨除壓環焊點，進行環板螺孔攻絲，為了螺紋質量，每個螺孔必須進行頭攻、二攻處理；

（2）在下瓣環板梳齒密封正底部，由外側第二環開始采用角向砂輪機手動加工一寬6mm“U”型槽直至內側排油槽，“U”形槽應由外向內逐步加深，便于梳齒密封收集的透平油在底部順利流入排油孔。

4.4油氣密封安裝

改造后的油氣密封裝置圖3所示：

圖3　改造后的油氣密封裝置

（1）“R”型密封及夾具更換

拆除原“R”型密封及夾具，將主軸法蘭清掃干凈，根據法蘭尺寸截取適當長度的新“R”型密封，用495瞬間粘接劑將密封接頭粘接牢固，調整“R”型密封到達安裝位置，并確保其密封部位有2mm左右壓縮余量后鎖緊專用夾具調節螺栓。

（2）環板安裝

將主軸及軸承支架與環板法蘭連接清掃干凈，然后把下瓣環板抬入風洞到達安裝位置后由4人托起使環板緊貼主軸，對正標記后帶上所有固定螺栓，同樣將上瓣環板抬入風洞，用臘旗繩將環板吊起繞至主軸正上方并落在主軸上，對正標記后帶入所有連接螺栓，先緊固分瓣組合螺栓，環板組合縫應平整無錯牙，測量調整環板與主軸間隙均勻后對稱均勻緊固螺栓，安裝時螺栓應涂螺紋鎖固膠防止機組運行時螺栓松動。

（3）圓環法蘭及密封安裝

按圓環法蘭的實際尺寸剪裁適當長度和寬度的優質彈性自補償密封，并根據圓環法蘭螺孔的位置在密封上打孔，然后將密封固定在圓環法蘭上，與環板對正標記后擰緊所有連接螺栓，安裝時螺栓應涂螺紋鎖固膠防止機組運行時螺栓松動，檢查彈性自補償密封應緊貼主軸無間隙，否則進行調整。

4.5清掃驗收

油氣密封安裝完成后，拆除所有保護措施，再進行風洞衛生清掃、檢查和驗收，開機運行檢查油氣密封的改造效果。

5　結束語

洪江水電廠組合軸承油氣密封漏油問題一直比較突出，進行自補償結構的密封裝置改造后密封效果良好，且操作簡單、經濟適用，為解決同類機組組合軸承油氣密封漏油問題提供了新的思路。

參考文獻：

[1]洪江水電廠水輪機說明書[Z].

[2]GB8564-2003水輪發電機組安裝技術規范[S].

中圖分類號：TK730.3+25

文獻標識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）08-0011-02

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.08.004

收稿日期：2015-05-04

作者簡介：楊長樂（1972-），男，工程師，從事水電廠機械設備檢修工作。