楊東河電廠水導軸承甩油處理方法

鄒龍軍，熊志，林華

（1.重慶三峽水利電力建設有限公司；2.重慶三峽水利發電有限公司，重慶 400000）

1 設備概況

楊東河水電站，位于磨刀溪流域重慶市石柱縣黃水鎮楓香壩木鄉化郎坪和湖北省利川市建南鎮太陽坪交界處。裝機2×24MW，水輪機為立軸混流式水輪機，型號為HL84-LJ-155，額定水頭390m，設計流量7、326m3/s，額定轉速為750r/min，機組的水導軸承采用稀油自潤滑循環方式巴氏合金筒式導軸承，軸瓦周向分為四段拋物線軌跡瓦面。主軸旋轉時與瓦面間形成穩定的油楔，運行中從上油箱流經軸瓦進入下油箱（轉動油盆）的熱油由畢托管泵入外冷卻器，冷卻后以重力自流流入軸承上油箱，上油箱配有一個油位信號計，具有高低油位接點報警功能。在軸瓦內設有2 只鉑熱電阻測溫裝置及報警點，在油槽上設有鉑熱電阻監測油溫。潤滑油采用L-STA-46 號汽輪機油，在連續運轉條件下，冷卻水最高溫度25℃時，軸瓦及油的最高設計溫度不超過65℃，水導軸承結構如圖1 所示。

圖1

2 水導甩油的基本情況

自2011 年12 月該電站機組投產以來，兩臺機組水導油盆油位出現不同程度的下降，水導溫度逐漸升高，檢查發現頂蓋排水有油滴出現，由于水導排水直接進入廠內集水井，在集水井水面有明顯透平油。給油盆補足油后，運行100 小時左右，又會出現油位過低，需要不斷重復的補油。油盆甩油導致油位過低，嚴重影響機組的安全穩定運行，由于油進入集水井，通過水泵排入河道，導致河流水質污染而引起環保污染。2015 年檢查發現，轉動油盆止漏環梳齒積油，在止漏環梳齒開回油孔；2016 年檢查發現轉動油盒蓋與大軸間隙不均以至抱水導時，瓦背與轉動油盒蓋產生摩擦，甩油日趨嚴重，逐合瓦將水導瓦背車一刀（最多處轉100s）；2017 年，考慮到轉力油盆內部有負壓，檢修時在水導瓦垂直鉆孔，對轉動油盆內部補氣。每年檢修查找均無得到有效處理，給機組的正常運行構成了威脅，同時也增加了維護成本。

3 甩油原因檢查分析

水導軸承潤滑油為自循環形式，油盆固定在主軸上并隨之高速轉動，當主軸高速旋轉時，潤滑油自動地在油盆、冷卻器、上油箱之間進行循環。轉動油盆內的油由于旋轉而產生動壓頭通過畢托管導向冷卻器，冷卻后經上油箱、軸承體并潤滑軸瓦表面后流回油盆。檢查、分析水導軸承潤滑油自循環的線路，可以判斷油箱油位降低的主要原因就是轉動油盆甩油。

2018 年，楊東河電廠對機組水導甩油，進行了四次以上專門停機檢查甩油原因和處理。進行了以下檢查處理：

（1）檢查水導轉動油盆的密封，工藝和所用的密封材料都符合要求，煤油滲漏試驗按標準進行了4h，檢查油盆各把合面沒有發現滲漏現象，所以排除了轉動油盆滲漏的可能性。

（2）甩油盆與導軸瓦之間是兩道迷宮密封，甩油從密封間隙之間甩出來的，在油盆蓋與到上油盆底子之間增加一道梳齒密封，如圖2，通過運行，甩油現象仍然存在。

圖2

（3）停機后，檢查甩油盆油位剛好浸沒畢托管口，運行中，也能滿足上油量，排除畢托管導致的下油盆油位高的原因。

（4）檢查甩油盆蓋與上油盆底子之間距離小，約30mm，運行時，邊緣有明顯的氣流向外，分析認為是間隙小，形成泵效應，油盆蓋與軸瓦之間形成真空，導致油盆的油經過間隙向外排除。

（5）由于沒有油盆檢修數據，沒有進行間隙數據測量，按照加工定位記號進行安裝。運行中，存在油盆蓋與軸瓦有偏心磨損的現象。在拆卸過程中，對每個部位進行數據測量。測量軸瓦內徑與外徑的同心度、與軸瓦座子的垂直度，測量甩油盆盆壁與大軸的同軸度、油盆蓋與大軸的同軸度。油盆壁與大軸同軸度相對值(mm)+Y11.79:+X11.55:_Y11.95:_X11.94。油盆蓋與大軸同軸度相對值（mm）+Y78.83;+X79.54;-Y79.95;-X80.02。

存在油盆壁、油盆蓋與大軸偏心有0.5mm 以上。間隙偏大，單邊間隙在1mm 以上。通過以上現象與檢查分析判斷出：甩油盆與大軸的不同心，甩油盆與上油盆之間距離小，形成真空效應，將油經油盆蓋與大軸間隙吸出甩到外面。

4 轉動油盆甩油的解決方案

原因泵吸效應，根據機械密封結構及原理，分析從以下方面進行了解決：

（1）校核軸瓦的同心度和垂直度，以軸瓦內徑為基準，校核軸瓦外圓、軸瓦座子，通過車床進行處理。

（2）以校核后的軸瓦外徑為基準，確定甩油盆蓋子孔徑。根據密封間隙越小，漏油量越小的原理，考慮水導擺度值，確定比水導擺度值大0.1mm 確定甩油盆孔徑。

（3）根據密封原理，密封軸向距離長短對密封效果影響大，原甩油盆密封軸向距離為40mm，只有兩道密封，密封距離短。在甩油盆蓋與上油盆底子之間增加一道梳齒密封，由于上油盆底子與甩油盆的同心度無法保證，也無法測量數據，梳齒深度無法再加深，故梳齒密封不考慮改動。確定在軸向增加密封距離到100mm，設置5 道密封，通過增加密封距離和密封齒數，達到減壓和增加阻力，實現減小漏油目的。

圖3

（4）對甩油盆及蓋子同心度進行校核處理。以甩油盆與大軸安裝位置尺寸為基準，校核甩油盆及蓋子，確保同心度在0.1mm 內。

（5）在甩油盆與上油盆之間，增設3 個直徑30 的補風管，破壞之間的真空效應。

5 結語

該電站自機組轉動油盆改造后，再沒有發生過水導軸承油位過低現象，改善了機組的運行條件，減輕了運行維護人員的工作量，為機組安全、經濟運行提供了有力的保障。