木座水電站水導軸承漏油原因分析及處理

2017-05-06 03:46:28李超葉太福陳琳李家海

水電站機電技術 2017年4期

李超，葉太福，陳琳，李家海

（四川華能涪江水電有限責任公司，四川成都610041）

木座水電站水導軸承漏油原因分析及處理

李超，葉太福，陳琳，李家海

（四川華能涪江水電有限責任公司，四川成都610041）

結合木座水電站水導軸承結構和漏油現象對筒式結構導軸承漏油原因進行了分析，重點對水導轉動油盆卡環密封結構、螺栓連接孔和組合面等部位進行了技術改造。改造成果顯著，徹底消除了水導軸承漏油現象。

水電站；水導軸承；卡環；漏油；技術改造

1 引言

木座水電站為高水頭引水式電站，電站按“無人值班、關門運行、數字電站、網絡控制”原則設計，由遠程集控中心集中控制火溪河4個梯級電站，該控制方式要求設備有較高的可靠性。電站裝有2臺通用電氣亞洲水電設備有限公司制造的懸式水輪發電機組，裝機容量2×50MW，發電機型號SF-J50-12/4250，額定容量58.824MVA，額定轉速500r/min，水輪機型號為HL (VF)-LJ-215，額定出力51 MW，額定流量21.51 m3/s，額定水頭262.7 m。

2 水導軸承特點和運行情況

木座電站水輪機導軸承采用稀油潤滑筒式軸承，無需在工地研刮，并能保證機組冷卻水中斷后仍能安全運行10 min。水導軸承潤滑油采用L-TSA-32號汽輪機油，導軸瓦各種工況持續運行溫度不超過75℃。筒式軸瓦分為4段拋物線瓦面，主軸旋轉時與瓦面間形成穩定的4個油楔，均勻承受徑向載荷。軸承潤滑采用自潤滑循環方式，運行中上油箱透平油在自重作用下流經軸瓦，從軸瓦的喉口間隙排至轉動油盆，熱油在離心力作用下由畢托管泵抽至油冷卻器，經冷卻后回至上油箱，形成油循環。水導軸承結構見圖1。

木座水電站2臺機組水導軸承均存在漏油現象，運行過程中油位緩慢下降，需要定期向水導上油盆加油，不滿足機組安全穩定運行的要求和環保要求，需要在機組檢修時徹底消除該缺陷。

圖1 水導軸承結構圖

3 水導軸承漏油原因分析

根據機組目前的運行情況，查閱水導軸承結構圖紙，對漏油原因進行初步分析，漏油可能原因有：

1）筒式瓦與瓦座之間、水導轉動油盆與大軸凸臺之間的“O”型密封條耐油性能差，老化嚴重，密封失效導致漏油；

2）轉動油盆底部卡環與甩油盆連接螺栓孔為通孔，部分透平油從螺栓及卡環螺紋滲出；

3）甩油盆、卡環為分瓣組合結構，但其連接方式存在設計缺陷：未設計組合面連接螺栓，組合面不具有密封作用；

4）轉動油盆與卡環連接的組合面、卡環與大軸凸臺的接觸面均未設計密封圈，從卡環與傳動油盆的連接螺栓滲出的油可能從組合面直接漏走；

5）畢托管進油口安裝高度偏高，導致轉動油盆油位過高，從轉動油盆頂部梳齒密封溢出。

按照檢修計劃對水輪機進行檢修，拆卸分解水導軸承，對照以上5個原因進一步分析：筒式瓦與瓦座之間、水導轉動油盆與大軸凸臺之間的“O”型密封條基本完好，但壓縮量有所不足，屬正常現象，不是漏油主要原因；根據卡環與轉動油盆實物，轉動油盆與卡環的密封結構確存在設計缺陷，設備制造廠在結構設計時沒有充分考慮卡環與甩油盆連接螺栓孔、卡環法蘭面、卡環組合面的止漏問題，原結構不能有效密封轉動油盆與卡環連接螺栓螺紋處的滲漏油；因機組額定轉速500 r/min，轉動油盆內的油旋轉離心力較大，畢托管進油口與轉動油盆底部距離比較合適，不會導致甩油盆頂部溢油。

4 水導軸承漏油處理

針對水導軸承存在的密封結構設計缺陷，重點對卡環結構進行技改，技改方案設計如下：仍然采用分瓣結構，卡環與轉動油盆連接螺栓分度圓直徑與螺栓的孔距不變，將原卡環螺孔的通孔更改為帶內螺紋的沉孔；在螺孔內外側法蘭面開密封圈槽，裝設4 mm“O”型耐油膠條，密封圈槽及膠條符合國標GB/T3542《液壓氣動用O型密封圈》要求；將卡環分瓣組合面連接方式由原來的無連接改為柱銷連接，組合面精加工，連接時涂密封膠。卡環結構設計見圖2和圖3。