楊東河電廠水導(dǎo)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(shè)有限公司；2.重慶三峽水利發(fā)電有限公司，重慶 400000）

1 設(shè)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(zhèn)楓香壩木鄉(xiāng)化郎坪和湖北省利川市建南鎮(zhèn)太陽坪交界處。裝機(jī)2×24MW，水輪機(jī)為立軸混流式水輪機(jī)，型號為HL84-LJ-155，額定水頭390m，設(shè)計流量7、326m3/s，額定轉(zhuǎn)速為750r/min，機(jī)組的水導(dǎo)軸承采用稀油自潤滑循環(huán)方式巴氏合金筒式導(dǎo)軸承，軸瓦周向分為四段拋物線軌跡瓦面。主軸旋轉(zhuǎn)時與瓦面間形成穩(wěn)定的油楔，運(yùn)行中從上油箱流經(jīng)軸瓦進(jìn)入下油箱（轉(zhuǎn)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(diǎn)報警功能。在軸瓦內(nèi)設(shè)有2 只鉑熱電阻測溫裝置及報警點(diǎn)，在油槽上設(shè)有鉑熱電阻監(jiān)測油溫。潤滑油采用L-STA-46 號汽輪機(jī)油，在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，冷卻水最高溫度25℃時，軸瓦及油的最高設(shè)計溫度不超過65℃，水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1

2 水導(dǎo)甩油的基本情況

自2011 年12 月該電站機(jī)組投產(chǎn)以來，兩臺機(jī)組水導(dǎo)油盆油位出現(xiàn)不同程度的下降，水導(dǎo)溫度逐漸升高，檢查發(fā)現(xiàn)頂蓋排水有油滴出現(xiàn)，由于水導(dǎo)排水直接進(jìn)入廠內(nèi)集水井，在集水井水面有明顯透平油。給油盆補(bǔ)足油后，運(yùn)行100 小時左右，又會出現(xiàn)油位過低，需要不斷重復(fù)的補(bǔ)油。油盆甩油導(dǎo)致油位過低，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，由于油進(jìn)入集水井，通過水泵排入河道，導(dǎo)致河流水質(zhì)污染而引起環(huán)保污染。2015 年檢查發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)動油盆止漏環(huán)梳齒積油，在止漏環(huán)梳齒開回油孔；2016 年檢查發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動油盒蓋與大軸間隙不均以至抱水導(dǎo)時，瓦背與轉(zhuǎn)動油盒蓋產(chǎn)生摩擦，甩油日趨嚴(yán)重，逐合瓦將水導(dǎo)瓦背車一刀（最多處轉(zhuǎn)100s）；2017 年，考慮到轉(zhuǎn)力油盆內(nèi)部有負(fù)壓，檢修時在水導(dǎo)瓦垂直鉆孔，對轉(zhuǎn)動油盆內(nèi)部補(bǔ)氣。每年檢修查找均無得到有效處理，給機(jī)組的正常運(yùn)行構(gòu)成了威脅，同時也增加了維護(hù)成本。

3 甩油原因檢查分析

水導(dǎo)軸承潤滑油為自循環(huán)形式，油盆固定在主軸上并隨之高速轉(zhuǎn)動，當(dāng)主軸高速旋轉(zhuǎn)時，潤滑油自動地在油盆、冷卻器、上油箱之間進(jìn)行循環(huán)。轉(zhuǎn)動油盆內(nèi)的油由于旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生動壓頭通過畢托管導(dǎo)向冷卻器，冷卻后經(jīng)上油箱、軸承體并潤滑軸瓦表面后流回油盆。檢查、分析水導(dǎo)軸承潤滑油自循環(huán)的線路，可以判斷油箱油位降低的主要原因就是轉(zhuǎn)動油盆甩油。

2018 年，楊東河電廠對機(jī)組水導(dǎo)甩油，進(jìn)行了四次以上專門停機(jī)檢查甩油原因和處理。進(jìn)行了以下檢查處理：

（1）檢查水導(dǎo)轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了4h，檢查油盆各把合面沒有發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，所以排除了轉(zhuǎn)動油盆滲漏的可能性。

（2）甩油盆與導(dǎo)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(yùn)行，甩油現(xiàn)象仍然存在。

圖2

（3）停機(jī)后，檢查甩油盆油位剛好浸沒畢托管口，運(yùn)行中，也能滿足上油量，排除畢托管導(dǎo)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(yùn)行時，邊緣有明顯的氣流向外，分析認(rèn)為是間隙小，形成泵效應(yīng)，油盆蓋與軸瓦之間形成真空，導(dǎo)致油盆的油經(jīng)過間隙向外排除。

（5）由于沒有油盆檢修數(shù)據(jù)，沒有進(jìn)行間隙數(shù)據(jù)測量，按照加工定位記號進(jìn)行安裝。運(yùn)行中，存在油盆蓋與軸瓦有偏心磨損的現(xiàn)象。在拆卸過程中，對每個部位進(jìn)行數(shù)據(jù)測量。測量軸瓦內(nèi)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(xiàn)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(yīng)，將油經(jīng)油盆蓋與大軸間隙吸出甩到外面。

4 轉(zhuǎn)動油盆甩油的解決方案

原因泵吸效應(yīng)，根據(jù)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)及原理，分析從以下方面進(jìn)行了解決：

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

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

（3）根據(jù)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(shù)據(jù)，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(shè)置5 道密封，通過增加密封距離和密封齒數(shù)，達(dá)到減壓和增加阻力，實現(xiàn)減小漏油目的。

圖3

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

（5）在甩油盆與上油盆之間，增設(shè)3 個直徑30 的補(bǔ)風(fēng)管，破壞之間的真空效應(yīng)。

5 結(jié)語

該電站自機(jī)組轉(zhuǎn)動油盆改造后，再沒有發(fā)生過水導(dǎo)軸承油位過低現(xiàn)象，改善了機(jī)組的運(yùn)行條件，減輕了運(yùn)行維護(hù)人員的工作量，為機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了有力的保障。