善泥坡水電站1號機組上導油槽漏油原因分析及處理

雷 橋 軍， 丁 強， 帥 際 超

(國電大渡河檢修安裝有限公司，四川 樂山 614900)

1 概 述

善泥坡水電站位于北盤江干流中游河段貴州省六盤水市水城縣順場鄉(xiāng)境內(nèi)，是北盤江流域綜合規(guī)劃中的第八個梯級電站。善泥坡水電站為引水式電站，總裝機容量185.5 MW，其中主廠房裝設兩臺單機90 MW的立式混流式水輪發(fā)電機組，副廠房裝設一臺單機5.5 MW的生態(tài)流量小機組。善泥坡電站1號機組(單機90 MW)于2014年12月投產(chǎn)運行；2號機組(單機90 MW)于2015年1月投產(chǎn)運行,3號機組(單機5.5 MW)于2015年5月投產(chǎn)運行運行。1號機組自投運以來，上導油槽一直存在嚴重的漏油現(xiàn)象，部分油霧受發(fā)電機冷卻風流的帶動，吸附到定轉子線圈上，腐蝕線圈絕緣，威脅機組安全穩(wěn)定運行。在2017年3月機組首次A修中，全面檢查了上導油槽現(xiàn)場實際漏油情況，發(fā)現(xiàn)以下三個部位有較多油跡：一是轉子支架上表面有大量油跡；二是在吊出上機架后，發(fā)現(xiàn)擋油筒內(nèi)壁有明顯油跡。

2 原因分析及處理措施

根據(jù)現(xiàn)場實際漏油情況，分析認為，該電站上導油槽甩油原因為兩個方面：一是因上導油槽擋油筒結構設計不合理，在機組運行過程中透平油順著擋油筒內(nèi)壁甩濺出油槽；二是因發(fā)電機轉子4根引流平壓管堵塞或引流平壓作用削弱，使大量油霧沿著擋油筒與主軸之間的間隙外逸。

2.1 擋油筒結構設計不合理造成甩油的原因分析及處理

善泥坡電站機組推力上導油槽和推力都布置于同一油槽內(nèi)，從下至上依次是油槽、推力瓦支架、推力瓦、鏡板、推力頭，推力頭外周是上導瓦，上面是油槽蓋版。善泥坡上導油槽擋油筒外壁焊接有8條75 mm寬的豎向加強筋板；在加強筋板的外部加焊了4條封油環(huán)。

2.1.1 原因分析

機組高速旋轉過程中，因推力頭空心油泵作用，使推力頭內(nèi)側和油面之間形成局部負壓,內(nèi)油槽油位勢必要沿擋油筒管壁上升。1號機組運行時，上導油槽中透平油做圓周運動，油液沖擊豎直加強筋板攪動加劇，但內(nèi)油筒外壁并未加裝擋板封蓋，無法有效控制減少透平油的上竄量，導致透平油濺起很高的油花，大量的油花漫過擋油筒上沿，沿擋油筒內(nèi)壁流至上機架底部密封環(huán)，最終沿軸段流至轉子上方。

2.1.2 改進方案

(1)在擋油筒外徑部位加裝弧形隔油板?；⌒胃粲桶灞诤? mm，整圈加工好后，于現(xiàn)場對稱均分為4瓣焊接。

(2)將最上面一道封油環(huán)中部加焊擋板封蓋。擋板封蓋壁厚5 mm，整圈加工好，于后現(xiàn)場對稱均分為8瓣焊接，并在每一瓣擋板封蓋上加工2個φ30 mm的回油孔，減少向上涌的油花量，同時起到穩(wěn)流擋油作用。

(3)在擋油筒頂部內(nèi)徑部位焊接一圈高5 mm，壁厚5 mm的阻油環(huán)，以防油跡沉積后流入擋油筒內(nèi)壁。

2.2 上機架4根引流平壓管堵塞或引流平壓作用削弱造成甩油的原因分析及處理

善泥坡電站上機架上布置4根DN40引流平壓管(如圖1所示)，在機組運行時，能夠將轉子外圍高壓區(qū)的氣流引向擋油筒下部(轉子中心區(qū)域)，使擋油筒內(nèi)壁與主軸形成的腔體上下壓力維持均衡，防止上導油槽中的油霧被吸入低壓區(qū)。如果引流平壓管作用失效，在機組運行時，大量油霧將會向腔體下部漂移，油霧冷凝后，形成油液甩濺至轉子上。

2.2.1 原因分析

經(jīng)檢查，4根DN40引流平壓管通暢無堵塞。但是發(fā)現(xiàn)腔體底部8個M48的上機架與定子起吊軸把合螺栓孔未封堵(善泥坡機組起吊定子時，先將上機架與起吊軸裝配，然后上機架與定子把合，借助上機架起吊定子)。機組運行時，8個M48的孔洞可能會將由引流平壓管引入的高壓氣流導入上機架下部，則導致引流平壓作用嚴重削弱，造成大量油霧將會向腔體下部漂移，油霧冷凝后，形成油液甩濺至轉子上。

圖1 善泥坡電站1號機組上機架上布置4根DN40引流平壓管

2.2.2 改進方案

檢修人員征得機架設計廠家同意，將8個M48的上機架與定子起吊軸把合螺栓孔進行封堵(如圖2所示)。

3 甩油防范措施

善泥坡1號機組上導油槽底板(羊毛氈密封)改造：在大軸上安裝甩油環(huán)、上機架油槽底部安裝集油盒(如圖3所示)。該結構具有以下特點：

(1)甩油環(huán)和集油盒采用高強度鋁合金結構，重量輕不易變形；

(2)甩油環(huán)與主軸之間采用2根φ4 mm橡膠圓密封；

(3)密封齒沿圓周分布，每瓣均能與軸形成徑向跟蹤，靠彈簧的作用可實現(xiàn)徑向前進1 mm或后退5 mm；

(4)在機組運行時，密封齒可通過彈簧的作用自動跟蹤調(diào)整其與主軸之間的間隙，實現(xiàn)集油盒與主軸之間無間隙運行。

上述結構，能夠將上導油槽由于內(nèi)甩油產(chǎn)生的油霧封閉在密閉空間，油霧在有效的空間凝結，通過安裝在大軸上的甩油環(huán)將凝結的油滴收集在集油盒內(nèi)，再通過排油管引排至機組漏油箱，從而有效防止上導油槽內(nèi)甩油造成油液甩濺至轉子上部。

1-主軸；2-φ4橡膠圓密封；3-甩油環(huán)；4-集油盒；5-接觸式非金屬耐磨密封齒；6-隨動密封彈簧；7-排油管(至漏油箱)；8-上機架圖3 善泥坡電站1號機組上導油槽底板改造圖

4 結 語

通過對善泥坡電站1號機組上導油槽擋油筒結構技術改造、封堵上機架與定子起吊軸把合螺栓孔充分發(fā)揮引流平壓管作用兩種整治措施，并在主軸上安裝甩油環(huán)、上導油槽底部安裝集油盒起到甩油防范措施，在機組運行后，轉子上方、機架上再沒出現(xiàn)油跡，推力瓦及上導瓦瓦溫、上導油槽油位都處于正常狀態(tài)。

善泥坡電站1號機組上導油槽漏油問題的成功處理，減少了對推力軸承的清掃維護工作，有效遏制了對轉子、機架以及風洞的環(huán)境污染，消除了透平油滲漏過多對油位、瓦溫的影響，保證了機組安全穩(wěn)定運行。并節(jié)約了停機清理衛(wèi)生的時間，為機組搶發(fā)電量提供了保障，增加了電站經(jīng)濟效益。