懸、傘式機(jī)組導(dǎo)軸承甩油問(wèn)題分析與處理

【摘要】鑒于目前國(guó)內(nèi)懸、傘式水輪發(fā)電機(jī)組越來(lái)越多，但一個(gè)比較突出的問(wèn)題是不少機(jī)組導(dǎo)軸承發(fā)生不同情況的甩油問(wèn)題，特別是下導(dǎo)甩油問(wèn)題相當(dāng)明顯，而因安裝位置的局限性，檢修維護(hù)處理起來(lái)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力，下面我們來(lái)討論一下如何減少導(dǎo)軸承的甩油問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】懸、傘式機(jī)組；導(dǎo)軸承；甩油；分析；處理

1、問(wèn)題的提出

鑒于目前國(guó)內(nèi)高水頭（高轉(zhuǎn)速）水輪發(fā)電機(jī)組不斷增多，選用機(jī)型多為混流式水輪機(jī)和懸、傘式發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的下導(dǎo)和推力軸承通常設(shè)計(jì)為共用一油槽，油冷卻器內(nèi)置導(dǎo)軸承油槽內(nèi)，其結(jié)果是直接導(dǎo)致軸承油槽過(guò)大，盛油量較多，油槽內(nèi)透平油冷、熱循環(huán)效果差，導(dǎo)軸承和推理軸承的冷卻效果不理想。為解決油槽過(guò)大和冷卻效果不理想這一問(wèn)題，最新的設(shè)計(jì)是將導(dǎo)軸承油槽設(shè)計(jì)為上下自吸式油泵循環(huán)、油冷卻器外置循環(huán)、油槽高油位運(yùn)行、增加外置油泵循環(huán)等方式來(lái)解決。但實(shí)際運(yùn)用中常常出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，特別是油霧擴(kuò)散、導(dǎo)軸承的嚴(yán)重甩油問(wèn)題特別突出，嚴(yán)重的直接影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，環(huán)境嚴(yán)重污染等，針對(duì)此問(wèn)題的頻繁出現(xiàn)，我們?cè)诖诉M(jìn)行分析討論產(chǎn)生甩油的原因及如何解決導(dǎo)軸承的甩油問(wèn)題。

2、主要原因分析及方案提出

針對(duì)以上提出的油霧問(wèn)題可以通過(guò)增加外部吸油霧裝置基本可以解決，但各種情況的甩油問(wèn)題一直沒(méi)有得到很好的解決，甩油的原因分析也是各種樣；有的是發(fā)電機(jī)軸與擋油筒不同心，有的是推力頭水平不好導(dǎo)致各部分間隙不均勻，有的是擋油筒或軸頸內(nèi)部有較大的凸起或凹陷部位或者遮擋物體等等。這里著重討論軸承油槽高油位運(yùn)行導(dǎo)致的甩油問(wèn)題。我們知道當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)部分高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)油槽內(nèi)潤(rùn)滑油的快速流動(dòng)，伴隨油溫升高和膨脹，軸承油箱內(nèi)壓力未得到釋放，軸頸內(nèi)部與擋油筒間出現(xiàn)負(fù)壓，將油面吸高，推力頭和擋油圈均出現(xiàn)爬油現(xiàn)象，且因推力頭的內(nèi)側(cè)表面較為光滑，阻尼效果較差，爬油現(xiàn)象較為嚴(yán)重。所以我們這里主要討論機(jī)組爬油導(dǎo)致的甩油問(wèn)題，并且討論情況是基于：1、不改變?cè)筒鄣某叽缭O(shè)計(jì)；2、不改變高油位運(yùn)行條件；3、不外加循環(huán)油泵等。討論問(wèn)題的前提是能很好解決導(dǎo)軸承的因爬油現(xiàn)象導(dǎo)致的甩油問(wèn)題，解決方法容易實(shí)施，投入改造的各項(xiàng)費(fèi)用低廉，且便于后期維護(hù)等。通過(guò)查閱相關(guān)資料和深入各現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，特提出以下方案：即通過(guò)在油槽擋油桶上增加阻尼環(huán)的方式來(lái)控制爬油從而抑制甩油的發(fā)生，視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及甩油情況增加一道或幾道阻尼環(huán)方式；通常增加一道阻尼環(huán)只需在擋油筒中上部即機(jī)組運(yùn)行油位以上位置安裝即可，若機(jī)組本身運(yùn)行油位較高，機(jī)組高速運(yùn)行中運(yùn)行油位可能接近擋油筒頂部的，則應(yīng)考慮在擋油筒中上部再增加1、2道金屬阻尼環(huán)和在頂部增加1道非金屬阻尼環(huán)，擋油效果會(huì)更加明顯。

3、實(shí)施方法

具體做法：結(jié)合機(jī)組C修或A、B修，制訂好檢修施工方案，準(zhǔn)備好工器具和所需材料，準(zhǔn)備好以前安裝資料和常規(guī)運(yùn)行、維護(hù)技術(shù)資料以及廠家說(shuō)明書(shū)，做好安全隔離措施以及辦理相關(guān)工作手續(xù)后，進(jìn)行排油、清掃導(dǎo)軸承油槽之后，落下導(dǎo)軸承檔油桶，根據(jù)擋油桶結(jié)構(gòu)，在擋油桶外側(cè)靠近中上部加裝一道或幾道金屬阻尼環(huán)即可，阻尼環(huán)的結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)相關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)加工制作適用。若為下導(dǎo)軸承甩油，甩油情況又較為嚴(yán)重，則應(yīng)在下導(dǎo)擋油筒靠近推力頭下環(huán)面和頂部分別加裝幾道金屬阻尼環(huán)板和頂部加裝一道合成樹(shù)脂阻尼環(huán)板；安裝金屬阻尼環(huán)板時(shí)注意控制與推力頭下環(huán)面的間隙值不能太大（控制在1.5～2.5mm之間為宜，且間隙均勻），否則將形成自吸油泵向上泵油，起反作用，安裝合成樹(shù)脂阻尼環(huán)板時(shí)注意控制圓環(huán)凸出部分不宜過(guò)大，頂部阻尼環(huán)超出頂部外邊緣不大于6mm（以實(shí)際間隙考慮），嚴(yán)格控制與推力頭不產(chǎn)生接觸摩擦為宜。這樣操作實(shí)施過(guò)程簡(jiǎn)單易做，施工方便，耗時(shí)耗力較少，一次解決不需后續(xù)維護(hù)。

4、效果說(shuō)明

通常此類(lèi)型機(jī)組發(fā)生的甩油多為間接甩油，也叫內(nèi)甩油（運(yùn)行時(shí)油位接近或超過(guò)油槽頂部直接從油槽頂部甩出），即機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)順著擋油桶外部產(chǎn)生的爬油形成一定厚度的油膜爬至擋油桶頂部后受離心力作用向外飛出的過(guò)程。運(yùn)行油位較低的加裝一道阻尼環(huán)基本能控制爬油導(dǎo)致的甩油發(fā)生；高油位運(yùn)行的導(dǎo)軸承油槽加裝兩道或多道阻尼環(huán)后，前幾道阻尼環(huán)減緩了潤(rùn)滑油在油槽內(nèi)的晃動(dòng)幅度，頂部一道阻尼環(huán)是控制爬油使其返回油槽內(nèi)，因?yàn)楫?dāng)爬油到達(dá)油槽頂部時(shí)，潤(rùn)滑油受到阻尼后在擋油環(huán)上逐步集合變大，由于受自身重量變大和離心力的緣故自動(dòng)回落至油槽內(nèi)，從而真正控制了甩油的發(fā)生。最后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證，確實(shí)能達(dá)到預(yù)期效果。確實(shí)達(dá)到了：1）限制了甩油；2）節(jié)省檢修、維護(hù)成本；3）節(jié)能環(huán)保，4）可以廣泛推廣使用。

5、圖例

參考文獻(xiàn)

[1]《水電站機(jī)電技術(shù)》2010年01期和03期.

[2]《水電站設(shè)計(jì)》2003年03期.

[3]《水輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定性技術(shù)研究討論會(huì)文集》2007年.

[4]《西北水電》2011年04期.

[5]《機(jī)械科學(xué)與技術(shù)》1996年06期.

[6]《水電機(jī)電安裝技術(shù)》1996年06期.

作者簡(jiǎn)介

蔡家林，男，1976年7月10日生，電力工程師，水動(dòng)專業(yè)學(xué)士學(xué)位，國(guó)網(wǎng)江西柘林水電廠檢修車(chē)間副主任，主要從事水電廠機(jī)電設(shè)備的檢修、維護(hù)與安裝。