善泥坡水電站1號(hào)機(jī)組上導(dǎo)油槽漏油原因分析及處理

雷 橋 軍， 丁 強(qiáng)， 帥 際 超

(國(guó)電大渡河檢修安裝有限公司，四川 樂山 614900)

1 概 述

善泥坡水電站位于北盤江干流中游河段貴州省六盤水市水城縣順場(chǎng)鄉(xiāng)境內(nèi)，是北盤江流域綜合規(guī)劃中的第八個(gè)梯級(jí)電站。善泥坡水電站為引水式電站，總裝機(jī)容量185.5 MW，其中主廠房裝設(shè)兩臺(tái)單機(jī)90 MW的立式混流式水輪發(fā)電機(jī)組，副廠房裝設(shè)一臺(tái)單機(jī)5.5 MW的生態(tài)流量小機(jī)組。善泥坡電站1號(hào)機(jī)組(單機(jī)90 MW)于2014年12月投產(chǎn)運(yùn)行；2號(hào)機(jī)組(單機(jī)90 MW)于2015年1月投產(chǎn)運(yùn)行,3號(hào)機(jī)組(單機(jī)5.5 MW)于2015年5月投產(chǎn)運(yùn)行運(yùn)行。1號(hào)機(jī)組自投運(yùn)以來，上導(dǎo)油槽一直存在嚴(yán)重的漏油現(xiàn)象，部分油霧受發(fā)電機(jī)冷卻風(fēng)流的帶動(dòng)，吸附到定轉(zhuǎn)子線圈上，腐蝕線圈絕緣，威脅機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。在2017年3月機(jī)組首次A修中，全面檢查了上導(dǎo)油槽現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際漏油情況，發(fā)現(xiàn)以下三個(gè)部位有較多油跡：一是轉(zhuǎn)子支架上表面有大量油跡；二是在吊出上機(jī)架后，發(fā)現(xiàn)擋油筒內(nèi)壁有明顯油跡。

2 原因分析及處理措施

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際漏油情況，分析認(rèn)為，該電站上導(dǎo)油槽甩油原因?yàn)閮蓚€(gè)方面：一是因上導(dǎo)油槽擋油筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，在機(jī)組運(yùn)行過程中透平油順著擋油筒內(nèi)壁甩濺出油槽；二是因發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子4根引流平壓管堵塞或引流平壓作用削弱，使大量油霧沿著擋油筒與主軸之間的間隙外逸。

2.1 擋油筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理造成甩油的原因分析及處理

善泥坡電站機(jī)組推力上導(dǎo)油槽和推力都布置于同一油槽內(nèi)，從下至上依次是油槽、推力瓦支架、推力瓦、鏡板、推力頭，推力頭外周是上導(dǎo)瓦，上面是油槽蓋版。善泥坡上導(dǎo)油槽擋油筒外壁焊接有8條75 mm寬的豎向加強(qiáng)筋板；在加強(qiáng)筋板的外部加焊了4條封油環(huán)。

2.1.1 原因分析

機(jī)組高速旋轉(zhuǎn)過程中，因推力頭空心油泵作用，使推力頭內(nèi)側(cè)和油面之間形成局部負(fù)壓,內(nèi)油槽油位勢(shì)必要沿?fù)跤屯补鼙谏仙?號(hào)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，上導(dǎo)油槽中透平油做圓周運(yùn)動(dòng)，油液沖擊豎直加強(qiáng)筋板攪動(dòng)加劇，但內(nèi)油筒外壁并未加裝擋板封蓋，無法有效控制減少透平油的上竄量，導(dǎo)致透平油濺起很高的油花，大量的油花漫過擋油筒上沿，沿?fù)跤屯矁?nèi)壁流至上機(jī)架底部密封環(huán)，最終沿軸段流至轉(zhuǎn)子上方。

2.1.2 改進(jìn)方案

(1)在擋油筒外徑部位加裝弧形隔油板。弧形隔油板壁厚5 mm，整圈加工好后，于現(xiàn)場(chǎng)對(duì)稱均分為4瓣焊接。

(2)將最上面一道封油環(huán)中部加焊擋板封蓋。擋板封蓋壁厚5 mm，整圈加工好，于后現(xiàn)場(chǎng)對(duì)稱均分為8瓣焊接，并在每一瓣擋板封蓋上加工2個(gè)φ30 mm的回油孔，減少向上涌的油花量，同時(shí)起到穩(wěn)流擋油作用。

(3)在擋油筒頂部?jī)?nèi)徑部位焊接一圈高5 mm，壁厚5 mm的阻油環(huán)，以防油跡沉積后流入擋油筒內(nèi)壁。

2.2 上機(jī)架4根引流平壓管堵塞或引流平壓作用削弱造成甩油的原因分析及處理

善泥坡電站上機(jī)架上布置4根DN40引流平壓管(如圖1所示)，在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子外圍高壓區(qū)的氣流引向擋油筒下部(轉(zhuǎn)子中心區(qū)域)，使擋油筒內(nèi)壁與主軸形成的腔體上下壓力維持均衡，防止上導(dǎo)油槽中的油霧被吸入低壓區(qū)。如果引流平壓管作用失效，在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，大量油霧將會(huì)向腔體下部漂移，油霧冷凝后，形成油液甩濺至轉(zhuǎn)子上。

2.2.1 原因分析

經(jīng)檢查，4根DN40引流平壓管通暢無堵塞。但是發(fā)現(xiàn)腔體底部8個(gè)M48的上機(jī)架與定子起吊軸把合螺栓孔未封堵(善泥坡機(jī)組起吊定子時(shí)，先將上機(jī)架與起吊軸裝配，然后上機(jī)架與定子把合，借助上機(jī)架起吊定子)。機(jī)組運(yùn)行時(shí)，8個(gè)M48的孔洞可能會(huì)將由引流平壓管引入的高壓氣流導(dǎo)入上機(jī)架下部，則導(dǎo)致引流平壓作用嚴(yán)重削弱，造成大量油霧將會(huì)向腔體下部漂移，油霧冷凝后，形成油液甩濺至轉(zhuǎn)子上。

圖1 善泥坡電站1號(hào)機(jī)組上機(jī)架上布置4根DN40引流平壓管

2.2.2 改進(jìn)方案

檢修人員征得機(jī)架設(shè)計(jì)廠家同意，將8個(gè)M48的上機(jī)架與定子起吊軸把合螺栓孔進(jìn)行封堵(如圖2所示)。

3 甩油防范措施

善泥坡1號(hào)機(jī)組上導(dǎo)油槽底板(羊毛氈密封)改造：在大軸上安裝甩油環(huán)、上機(jī)架油槽底部安裝集油盒(如圖3所示)。該結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：

(1)甩油環(huán)和集油盒采用高強(qiáng)度鋁合金結(jié)構(gòu)，重量輕不易變形；

(2)甩油環(huán)與主軸之間采用2根φ4 mm橡膠圓密封；

(3)密封齒沿圓周分布，每瓣均能與軸形成徑向跟蹤，靠彈簧的作用可實(shí)現(xiàn)徑向前進(jìn)1 mm或后退5 mm；

(4)在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，密封齒可通過彈簧的作用自動(dòng)跟蹤調(diào)整其與主軸之間的間隙，實(shí)現(xiàn)集油盒與主軸之間無間隙運(yùn)行。

上述結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑸蠈?dǎo)油槽由于內(nèi)甩油產(chǎn)生的油霧封閉在密閉空間，油霧在有效的空間凝結(jié)，通過安裝在大軸上的甩油環(huán)將凝結(jié)的油滴收集在集油盒內(nèi)，再通過排油管引排至機(jī)組漏油箱，從而有效防止上導(dǎo)油槽內(nèi)甩油造成油液甩濺至轉(zhuǎn)子上部。

1-主軸；2-φ4橡膠圓密封；3-甩油環(huán)；4-集油盒；5-接觸式非金屬耐磨密封齒；6-隨動(dòng)密封彈簧；7-排油管(至漏油箱)；8-上機(jī)架圖3 善泥坡電站1號(hào)機(jī)組上導(dǎo)油槽底板改造圖

4 結(jié) 語

通過對(duì)善泥坡電站1號(hào)機(jī)組上導(dǎo)油槽擋油筒結(jié)構(gòu)技術(shù)改造、封堵上機(jī)架與定子起吊軸把合螺栓孔充分發(fā)揮引流平壓管作用兩種整治措施，并在主軸上安裝甩油環(huán)、上導(dǎo)油槽底部安裝集油盒起到甩油防范措施，在機(jī)組運(yùn)行后，轉(zhuǎn)子上方、機(jī)架上再?zèng)]出現(xiàn)油跡，推力瓦及上導(dǎo)瓦瓦溫、上導(dǎo)油槽油位都處于正常狀態(tài)。

善泥坡電站1號(hào)機(jī)組上導(dǎo)油槽漏油問題的成功處理，減少了對(duì)推力軸承的清掃維護(hù)工作，有效遏制了對(duì)轉(zhuǎn)子、機(jī)架以及風(fēng)洞的環(huán)境污染，消除了透平油滲漏過多對(duì)油位、瓦溫的影響，保證了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。并節(jié)約了停機(jī)清理衛(wèi)生的時(shí)間，為機(jī)組搶發(fā)電量提供了保障，增加了電站經(jīng)濟(jì)效益。