木座水電站水導(dǎo)軸承漏油原因分析及處理

李超，葉太福，陳琳，李家海

（四川華能涪江水電有限責(zé)任公司，四川成都610041）

木座水電站水導(dǎo)軸承漏油原因分析及處理

李超，葉太福，陳琳，李家海

（四川華能涪江水電有限責(zé)任公司，四川成都610041）

結(jié)合木座水電站水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)和漏油現(xiàn)象對筒式結(jié)構(gòu)導(dǎo)軸承漏油原因進(jìn)行了分析，重點(diǎn)對水導(dǎo)轉(zhuǎn)動油盆卡環(huán)密封結(jié)構(gòu)、螺栓連接孔和組合面等部位進(jìn)行了技術(shù)改造。改造成果顯著，徹底消除了水導(dǎo)軸承漏油現(xiàn)象。

水電站；水導(dǎo)軸承；卡環(huán)；漏油；技術(shù)改造

1 引言

木座水電站為高水頭引水式電站，電站按“無人值班、關(guān)門運(yùn)行、數(shù)字電站、網(wǎng)絡(luò)控制”原則設(shè)計，由遠(yuǎn)程集控中心集中控制火溪河4個梯級電站，該控制方式要求設(shè)備有較高的可靠性。電站裝有2臺通用電氣亞洲水電設(shè)備有限公司制造的懸式水輪發(fā)電機(jī)組，裝機(jī)容量2×50MW，發(fā)電機(jī)型號SF-J50-12/4250，額定容量58.824MVA，額定轉(zhuǎn)速500r/min，水輪機(jī)型號為HL (VF)-LJ-215，額定出力51 MW，額定流量21.51 m3/s，額定水頭262.7 m。

2 水導(dǎo)軸承特點(diǎn)和運(yùn)行情況

木座電站水輪機(jī)導(dǎo)軸承采用稀油潤滑筒式軸承，無需在工地研刮，并能保證機(jī)組冷卻水中斷后仍能安全運(yùn)行10 min。水導(dǎo)軸承潤滑油采用L-TSA-32號汽輪機(jī)油，導(dǎo)軸瓦各種工況持續(xù)運(yùn)行溫度不超過75℃。筒式軸瓦分為4段拋物線瓦面，主軸旋轉(zhuǎn)時與瓦面間形成穩(wěn)定的4個油楔，均勻承受徑向載荷。軸承潤滑采用自潤滑循環(huán)方式，運(yùn)行中上油箱透平油在自重作用下流經(jīng)軸瓦，從軸瓦的喉口間隙排至轉(zhuǎn)動油盆，熱油在離心力作用下由畢托管泵抽至油冷卻器，經(jīng)冷卻后回至上油箱，形成油循環(huán)。水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)見圖1。

木座水電站2臺機(jī)組水導(dǎo)軸承均存在漏油現(xiàn)象，運(yùn)行過程中油位緩慢下降，需要定期向水導(dǎo)上油盆加油，不滿足機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求和環(huán)保要求，需要在機(jī)組檢修時徹底消除該缺陷。

圖1 水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)圖

3 水導(dǎo)軸承漏油原因分析

根據(jù)機(jī)組目前的運(yùn)行情況，查閱水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)圖紙，對漏油原因進(jìn)行初步分析，漏油可能原因有：

1）筒式瓦與瓦座之間、水導(dǎo)轉(zhuǎn)動油盆與大軸凸臺之間的“O”型密封條耐油性能差，老化嚴(yán)重，密封失效導(dǎo)致漏油；

2）轉(zhuǎn)動油盆底部卡環(huán)與甩油盆連接螺栓孔為通孔，部分透平油從螺栓及卡環(huán)螺紋滲出；

3）甩油盆、卡環(huán)為分瓣組合結(jié)構(gòu)，但其連接方式存在設(shè)計缺陷：未設(shè)計組合面連接螺栓，組合面不具有密封作用；

4）轉(zhuǎn)動油盆與卡環(huán)連接的組合面、卡環(huán)與大軸凸臺的接觸面均未設(shè)計密封圈，從卡環(huán)與傳動油盆的連接螺栓滲出的油可能從組合面直接漏走；

5）畢托管進(jìn)油口安裝高度偏高，導(dǎo)致轉(zhuǎn)動油盆油位過高，從轉(zhuǎn)動油盆頂部梳齒密封溢出。

按照檢修計劃對水輪機(jī)進(jìn)行檢修，拆卸分解水導(dǎo)軸承，對照以上5個原因進(jìn)一步分析：筒式瓦與瓦座之間、水導(dǎo)轉(zhuǎn)動油盆與大軸凸臺之間的“O”型密封條基本完好，但壓縮量有所不足，屬正?，F(xiàn)象，不是漏油主要原因；根據(jù)卡環(huán)與轉(zhuǎn)動油盆實(shí)物，轉(zhuǎn)動油盆與卡環(huán)的密封結(jié)構(gòu)確存在設(shè)計缺陷，設(shè)備制造廠在結(jié)構(gòu)設(shè)計時沒有充分考慮卡環(huán)與甩油盆連接螺栓孔、卡環(huán)法蘭面、卡環(huán)組合面的止漏問題，原結(jié)構(gòu)不能有效密封轉(zhuǎn)動油盆與卡環(huán)連接螺栓螺紋處的滲漏油；因機(jī)組額定轉(zhuǎn)速500 r/min，轉(zhuǎn)動油盆內(nèi)的油旋轉(zhuǎn)離心力較大，畢托管進(jìn)油口與轉(zhuǎn)動油盆底部距離比較合適，不會導(dǎo)致甩油盆頂部溢油。

4 水導(dǎo)軸承漏油處理

針對水導(dǎo)軸承存在的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷，重點(diǎn)對卡環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行技改，技改方案設(shè)計如下：仍然采用分瓣結(jié)構(gòu)，卡環(huán)與轉(zhuǎn)動油盆連接螺栓分度圓直徑與螺栓的孔距不變，將原卡環(huán)螺孔的通孔更改為帶內(nèi)螺紋的沉孔；在螺孔內(nèi)外側(cè)法蘭面開密封圈槽，裝設(shè)4 mm“O”型耐油膠條，密封圈槽及膠條符合國標(biāo)GB/T3542《液壓氣動用O型密封圈》要求；將卡環(huán)分瓣組合面連接方式由原來的無連接改為柱銷連接，組合面精加工，連接時涂密封膠?？ōh(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計見圖2和圖3。

圖2 新卡環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計三維圖

圖3 新卡環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計剖面圖

在檢修時的技改實(shí)施過程和工藝：

1）按照技改結(jié)構(gòu)設(shè)計圖，加工新卡環(huán)，并測量其尺寸，對照圖紙和舊卡環(huán)復(fù)核基本加工尺寸滿足要求；

2）安裝時先在大軸上將卡環(huán)組合成整體，組合面涂密封膠，把緊組合螺栓并采取止動防松措施；

3）安裝卡環(huán)與大軸及轉(zhuǎn)動油盆組合面“O”型耐油橡膠條，膠條必須經(jīng)耐油試驗(yàn)合格，回裝轉(zhuǎn)動油盆，連接并逐步對稱均勻打緊其與卡環(huán)的把合螺栓，作煤油滲漏試驗(yàn)，觀察8 h以上應(yīng)無滲漏；

4）回裝筒式水導(dǎo)瓦，并更換水導(dǎo)瓦與瓦座的“O”型耐油橡膠條，按盤車擺度調(diào)整水導(dǎo)瓦間隙滿足要求，按圖紙油位線要求添加水導(dǎo)轉(zhuǎn)動油盆油位，回裝測溫電阻、油位計、軸承密封蓋等；

5）機(jī)組檢修完畢后機(jī)組啟動試驗(yàn)，觀察水導(dǎo)軸承無甩油現(xiàn)象，運(yùn)行3個月未再出現(xiàn)油盆油位降低現(xiàn)象。

5 結(jié)論

對于筒式水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)，水導(dǎo)軸承轉(zhuǎn)動油盆卡環(huán)密封結(jié)構(gòu)型式的合理性、各部位“O”型密封膠條的耐油性能好壞、畢托管安裝高程的合理性是水導(dǎo)軸承滲漏的主要原因，而木座電站水導(dǎo)軸承漏油的主要原因是轉(zhuǎn)動油盆卡環(huán)密封結(jié)構(gòu)型式不合理。希望本文對水導(dǎo)軸承漏油的分析處理對存在類似問題的電站能提供參考。

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[2]楊波,劉維靜.金安橋水電站水導(dǎo)軸承的特點(diǎn)[J].科技天地，2011(01).

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[5]林文強(qiáng).水導(dǎo)軸承漏油的處理[J].科技信息，2013(15).

TK730.3+22

B

1672-5387（2017）04-0046-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.04.013

2016-08-25

李超（1974-），男，工程師，從事水電站機(jī)電技術(shù)/水輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)備檢修、技改、技術(shù)管理等工作。