淺析水電站導(dǎo)軸承甩油問題技術(shù)改造

馮敏

（新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局,烏魯木齊835000）

淺析水電站導(dǎo)軸承甩油問題技術(shù)改造

馮敏

（新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局,烏魯木齊835000）

新疆恰海電站水輪發(fā)電機(jī)組在試運(yùn)行期間，出現(xiàn)下導(dǎo)軸承擋油管甩油問題。通過與制造廠專家一起分析原因，討論解決辦法，成功消除了由于設(shè)計(jì)原因引起的機(jī)組下導(dǎo)擋油管甩油問題，為同類型機(jī)組擋油管甩油處理提供一定參考。

水電站；擋油管；技術(shù)改造

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.032

1 概述

新疆恰海電站裝有4臺(tái)立軸混流式發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量為80MW。發(fā)電機(jī)由哈爾濱電機(jī)有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)制造,為立式三相凸極同步發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)組為兩導(dǎo)半傘式結(jié)構(gòu)。

發(fā)電機(jī)設(shè)上、下導(dǎo)軸承和一個(gè)推力軸承。上導(dǎo)軸承設(shè)置在上機(jī)架中心體油槽內(nèi)，下導(dǎo)軸承設(shè)置在下機(jī)架中心體油槽內(nèi)，推力軸承位于下機(jī)架下機(jī)架上的推力油槽內(nèi)。

上、下導(dǎo)軸承均采用12塊扇形瓦自調(diào)式結(jié)構(gòu)。在不干擾轉(zhuǎn)子、推力軸承盒集電環(huán)的情況下，可裝拆、更換、調(diào)整和檢修導(dǎo)軸承。導(dǎo)軸承為油浸式自循環(huán)和巴氏合金結(jié)構(gòu)，潤滑油采用內(nèi)循環(huán)水冷卻方式，冷卻器在規(guī)定的溫度下，有足夠的冷卻能力。

1）發(fā)電機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

發(fā)電機(jī)型號:SF80-34/8800

額定容量:80MW

額定電壓:13.8kV

額定電流:3 937.6A

額定頻率:50Hz

額定轉(zhuǎn)速：176.5r/min

飛逸轉(zhuǎn)速：320.4r/min

2）發(fā)電機(jī)運(yùn)行環(huán)境

發(fā)電機(jī)安裝地面高程919.500m多年平均環(huán)境氣溫8.8℃

冷卻水最高溫度25℃

導(dǎo)軸承瓦溫升不超過65℃

2 油槽甩油情況

電站1號機(jī)組安裝調(diào)試完畢后，機(jī)組進(jìn)行過速試驗(yàn)時(shí)，

當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到150%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，下導(dǎo)擋油管存在往外翻油現(xiàn)象；當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速降至額定轉(zhuǎn)速時(shí)，下導(dǎo)擋油管翻油現(xiàn)象消失。但由于機(jī)組未進(jìn)行商業(yè)運(yùn)行，未發(fā)現(xiàn)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)漏油，因此該現(xiàn)象未能引起運(yùn)行單位的足夠重視。

機(jī)組經(jīng)72h試運(yùn)行后，運(yùn)行單位連續(xù)運(yùn)行4d發(fā)現(xiàn)，下導(dǎo)擋油管底部汽輪機(jī)油結(jié)成油滴，向下滴油；連續(xù)運(yùn)行一個(gè)月后，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)下導(dǎo)油槽油位下降約30mm，下導(dǎo)瓦溫有上升的趨勢。

在其它機(jī)組安裝時(shí)，針對漏油問題在擋油管上做了一些技術(shù)改造措施：在擋油管距上端80mm處加裝一道迷宮；在迷宮下部加焊若干個(gè)長度100mm的擋油板。然而，實(shí)際運(yùn)行中，未能有效改善漏油的問題。

機(jī)組下導(dǎo)甩油問題造成軸承油位降低需經(jīng)常補(bǔ)油，同時(shí)造成瓦溫過高、報(bào)警停機(jī)。2006年3號機(jī)組第三次開機(jī)時(shí)下導(dǎo)瓦溫兩小時(shí)之內(nèi)迅速上升，停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)下導(dǎo)瓦已燒損；4號機(jī)組試運(yùn)行期間,發(fā)生下導(dǎo)瓦溫迅速上升,引起瓦溫超高報(bào)警停機(jī)，停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)下導(dǎo)瓦已燒損。

甩油問題通過定期向下導(dǎo)油槽補(bǔ)充汽輪機(jī)油可避免燒瓦事故。但油霧通過油槽蓋溢出到發(fā)電機(jī)風(fēng)洞內(nèi)部，附著在定子、轉(zhuǎn)子上，對發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子線圈絕緣起到腐蝕，影響發(fā)電機(jī)的使用壽命；同時(shí)，漏油甩在水輪機(jī)室里襯壁上，造成水輪機(jī)室污染，嚴(yán)重污染水輪機(jī)室機(jī)電設(shè)備；并且，漏油滴在水輪機(jī)室的踏板上，易造成運(yùn)行人員巡視水輪機(jī)室時(shí)滑到，引發(fā)人身安全事故。下機(jī)架示意圖如圖1所示。

圖1 下機(jī)架示意圖

3 油槽甩油原因分析

機(jī)組下導(dǎo)軸承置于下機(jī)架中心體油槽內(nèi)，采用12塊扇形瓦自調(diào)試結(jié)構(gòu)，導(dǎo)軸承為油浸式自循環(huán)和巴氏合金結(jié)構(gòu)，汽輪機(jī)油由裝在油槽內(nèi)的油冷卻器冷卻，汽輪機(jī)油在冷卻器與油槽間自動(dòng)循環(huán)。

下導(dǎo)檔油管是分瓣結(jié)構(gòu)，擋油管分兩瓣，安裝時(shí)，兩瓣擋油管套在發(fā)電機(jī)大軸上，組裝成整體然后安裝。由于制造工藝的要求，在兩瓣組合處設(shè)置把合立筋，每瓣擋油管的把合立筋中間還有2道軸向加強(qiáng)立筋10mm×50mm×714mm。

機(jī)組在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)帶動(dòng)軸承內(nèi)的汽輪機(jī)油一起運(yùn)動(dòng)，油槽油面上升，沿著檔油管往上走，由冷卻器冷卻后自動(dòng)循環(huán)到油槽內(nèi)。油流在高速運(yùn)動(dòng)過程中由于受到下導(dǎo)檔油管軸向加強(qiáng)筋板的阻擋，產(chǎn)生碰撞，使汽輪機(jī)油飛濺和霧化。由于上、下導(dǎo)油槽設(shè)計(jì)人員未設(shè)計(jì)油呼吸器，上導(dǎo)油槽和下導(dǎo)油槽內(nèi)汽輪機(jī)油運(yùn)行過程中產(chǎn)生的油霧沒有排出通道，產(chǎn)生一定的壓力。油霧從檔油管內(nèi)部溢出，污染發(fā)電機(jī)風(fēng)洞；凝結(jié)后，沿著擋油管內(nèi)壁流到擋油管底部，形成油滴，甩濺到水車室內(nèi)，造成污染；隨著機(jī)組轉(zhuǎn)速升高，汽輪機(jī)油沿筋板向上爬行，造成了機(jī)組過速試驗(yàn)時(shí)下導(dǎo)大量翻油、漏油。

4 油槽甩油技術(shù)改造

2)在距擋油管的上端部50mm、110mm處，加焊兩層環(huán)板，采用間斷焊接，其加工后的外徑為1190mm。

運(yùn)行單位就以上問題及時(shí)與哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司取得聯(lián)系。制造廠派出設(shè)計(jì)人員到現(xiàn)場，經(jīng)過對電廠1號機(jī)、4號機(jī)的實(shí)物觀察與現(xiàn)場分析，對下導(dǎo)擋油管和下導(dǎo)瓦溫過熱問題，提出處理方案如下：

1)拆下?lián)跤凸?，取?6C9806擋板，把擋油管軸向上的筋板用角磨機(jī)去除。

3)在合縫板上開槽。槽上部距擋油管上端150mm，槽高20mm。在合縫板上開槽的外徑為R553mm（凸出擋油管外徑mm，擋油管外徑R545mm）。

4)在擋油管底平面大法蘭上的合縫板止口處去掉5mm，使底平面的積油聯(lián)通，以便于檢修。

5)對于下導(dǎo)12塊瓦的瓦溫相差較大的問題，重新調(diào)整瓦間隙，使單邊瓦間隙在0.15～0.20mm之間。

6)在擋油管底平面大法蘭上約R800mm處鉆攻M20× 1.5螺孔，便于檢修排油。

7)在發(fā)電機(jī)的上導(dǎo)油槽蓋板和下導(dǎo)油槽蓋板上加裝呼吸

器。擋油管改造前后分別見圖2、圖3（圖3中的指示箭頭）。

圖2 擋油管改造前

圖3 擋油管改造后

5 處理結(jié)果

機(jī)組檢修時(shí)，運(yùn)行單位采用上述方案，對3號發(fā)電機(jī)的下導(dǎo)擋油管進(jìn)行改造，在油槽蓋板上加裝呼吸器，對下導(dǎo)瓦間隙進(jìn)行了調(diào)整，并對油槽蓋板的接觸式油檔進(jìn)行了調(diào)整。通過1個(gè)月運(yùn)行觀察，下導(dǎo)漏油現(xiàn)象基本消失，瓦溫也下降到允許值，油位沒有再發(fā)生下降，機(jī)組運(yùn)行良好。

隨后，運(yùn)行單位按照方案對其它3臺(tái)機(jī)組也進(jìn)行了同樣技術(shù)改造，取得了很好的效果。

6 結(jié)語

水輪發(fā)電機(jī)組甩油、油霧問題在很多水電站中均有不同程度的存在。長期運(yùn)行將造成定子線棒引線、轉(zhuǎn)子磁極、阻尼環(huán)的污染。油霧對線棒的絕緣造成腐蝕，加速老化。定子通風(fēng)格，磁極外表面等處的油霧清掃起來十分困難，加大檢修維護(hù)工作量等。

該類問題應(yīng)引起制造廠家及運(yùn)行單位的重視，在設(shè)計(jì)時(shí)盡量采取規(guī)避措施。同時(shí)，對機(jī)組甩油及油霧問題的處理，應(yīng)根據(jù)機(jī)組的實(shí)際情況，進(jìn)行分析、改造。

運(yùn)行單位經(jīng)過技術(shù)改造后，4臺(tái)機(jī)組沒有發(fā)現(xiàn)甩油現(xiàn)象，瓦溫也很穩(wěn)定，實(shí)踐證明，我們對4臺(tái)機(jī)組甩油的原因分析是正確的，采取的處理措施是合理的。

Analysis of Lower Guide BearingTubeTwists Out of Oil andTechnical Reformation

FENG Min
(Ily River Development,Constructionand Management Bureau,Wulumuqi 835000,China)

Duringhydrogeneratorunittrialrunning,guidebearingtubetwistsoutofoilfromthetop.Theproblemissolvedaftertheauthor analyzedanddiscussedthedesignlimitation,andgivessomereference.

hydroplant；tube；technicalreformation

TV734.2+1;TM312

B

1007-9467（2016）07-0129-03

2016-03-04

馮敏（1979～），男，吉林白山人，工程師，從事水電站安全管理研究，（電子信箱）fengmin_1022@163.com。