立式水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)油盆滲油原因分析與處理

潘淑改，潘方正，郭偉震，亓雪鋒，孫志強(qiáng)，沈 倩，鄭 欣，馬 楠

(黃河小浪底水資源投資有限公司，河南 濟(jì)源 454681)

0 引 言

水輪發(fā)電機(jī)軸承油盆無論是在停機(jī)態(tài)滲油或是發(fā)電態(tài)甩油都將對(duì)設(shè)備造成極大的危害。一是軸承潤滑和冷卻效果不好，容易造成軸瓦溫度升高甚至燒瓦，危及到機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。二是機(jī)組漏掉或甩出的油流入河道造成水質(zhì)污染，會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境。

1 設(shè)備概況

小浪底西溝水電站(簡(jiǎn)稱西溝水電站)建于河南省小浪底水利樞紐北側(cè)西溝水庫下游，橋溝河右岸支溝內(nèi)，是小浪底水利樞紐的備用電源和“黑啟動(dòng)”電源。電站安裝2臺(tái)單機(jī)容量為10 MW的立軸懸垂型密閉循環(huán)空氣冷卻三相同步水輪發(fā)電機(jī)組，額定水頭84.5 m， 額定轉(zhuǎn)速500 r/min，多年平均發(fā)電量1億 kW·h， 設(shè)計(jì)年利用小時(shí)數(shù)為5 000 h。

西溝水電站水輪機(jī)型號(hào)為HLA696—LJ—130，水輪機(jī)水導(dǎo)軸承采用稀油潤滑筒式軸承，軸承內(nèi)徑φ365 mm，總間隙0.2～0.3 mm，由軸承體、軸瓦、旋轉(zhuǎn)油盆、上油盆、冷卻器等組成；正常運(yùn)行時(shí)上油盆油量約63 L，旋轉(zhuǎn)油盆油量約14.77 L。軸承采用帶鋼背的分瓣復(fù)合瓦襯，用螺栓固定于軸承體上，在軸瓦內(nèi)開有自循環(huán)螺旋油槽，軸瓦材料采用錫基軸承合金，潤滑油采用L—TSA—46汽輪機(jī)油。軸承內(nèi)設(shè)有油冷卻器及監(jiān)視上油盆油位的浮子信號(hào)器(見圖1)。

4mm。40mm,BP?4mm。40mm,BP?

水導(dǎo)軸承的主要作用是支承和承受旋轉(zhuǎn)部分的徑向載荷。軸承固定于支架上。油盆內(nèi)的冷油沿著自循環(huán)螺旋油槽自動(dòng)進(jìn)行油潤滑，油從軸承體下部油盒中沿油孔進(jìn)入軸瓦內(nèi)的螺旋油槽，自下而上進(jìn)行潤滑并帶走熱量后流入上油盆；經(jīng)冷卻器冷卻后，再從軸承體上的回油管回到下面的旋轉(zhuǎn)油盒內(nèi)；如此不停地周而復(fù)始循環(huán)，達(dá)到循環(huán)供油作用。軸承上設(shè)有鉗熱電阻以檢測(cè)軸瓦溫度和油溫，其軸瓦最高溫度不得超過65 ℃，另外還設(shè)有油混水探測(cè)器。

2 油盆滲油原因分析及處理

2020年9月28日，西溝水電站2臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組在停機(jī)穩(wěn)態(tài)。 當(dāng)天凌晨2∶14，監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)報(bào)“浪1號(hào)機(jī)組水導(dǎo)油槽油位低報(bào)警”，運(yùn)行值班人員現(xiàn)地檢查發(fā)現(xiàn)1號(hào)機(jī)組水車室頂蓋上部有少量油污，水輪機(jī)導(dǎo)軸承旋轉(zhuǎn)油盆+Y方向有明顯的滲油點(diǎn)，滲油量約為每秒1滴，旋轉(zhuǎn)油盆其他方向同樣存在滲油點(diǎn)。

檢修維護(hù)人員測(cè)量水導(dǎo)軸承上油盆油位僅有1.5 cm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)正常油位(正常油位10 cm)，油量約30 L左右，比正常油量減少約33 L。排查分析滲油可能有3個(gè)原因(見圖2、圖3)：一是上油盆擋油圈螺栓松動(dòng)間隙滲油。二是溢油管安裝松動(dòng)間隙滲油。三是推力瓦測(cè)溫電阻松動(dòng)間隙滲油。

現(xiàn)場(chǎng)檢查1號(hào)機(jī)組水車室頂蓋油污量很少，其他部位也沒有發(fā)現(xiàn)大量滲油現(xiàn)象，初步判斷上油盆減少油量可能滲漏至旋轉(zhuǎn)油盆。

圖2 上油盆擋油圈螺栓松動(dòng)導(dǎo)致間隙滲油至旋轉(zhuǎn)油盆

圖3 溢油管安裝松動(dòng)導(dǎo)致間隙滲油、推力瓦測(cè)溫電阻松動(dòng)導(dǎo)致間隙滲油

檢修人員現(xiàn)場(chǎng)拆開上油盆和旋轉(zhuǎn)油盆，發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)油盆油量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常油量，經(jīng)過計(jì)算，證實(shí)了上述上油盆潤滑油滲漏至旋轉(zhuǎn)油盆的結(jié)論。進(jìn)一步分析，滲油是因?yàn)樯嫌团钃跤腿β菟吧嫌团枰缬凸芩蓜?dòng)，產(chǎn)生間隙導(dǎo)致上油盆潤滑油滲漏至旋轉(zhuǎn)油盆。檢修人員立即對(duì)上述滲油點(diǎn)進(jìn)行了加固處理。

3 運(yùn)行效果

1號(hào)機(jī)組投運(yùn)近3個(gè)月的跟蹤觀察，水導(dǎo)軸承上油盆油位始終維持在10 cm，瓦溫、油溫也很穩(wěn)定，說明此次水導(dǎo)軸承油盆滲油問題得到了解決，原因分析和處理過程是成功的，可以將此經(jīng)驗(yàn)推廣到同類型水輪發(fā)電機(jī)組軸承滲油故障處理中。