立軸混流式水輪發(fā)電機組下導油槽擋油圈甩油問題及對策

王德明 姚磊

摘? 要：下導軸承潤滑油溫度降低的載體是水輪發(fā)電機組下導油槽內(nèi)部的透平油，實際運行過程中下導油槽普遍存在甩油的情況，直接關乎到機組的安全運行，這樣不僅會降低機組的工作效率，而且嚴重威脅現(xiàn)場工作人員的生命財產(chǎn)安全。根據(jù)大量的實踐證明，擋油圈問題是造成下導油槽出現(xiàn)甩油問題的關鍵原因。該文在分析下導軸承甩油問題的基礎上，提出了改善立軸混流式水輪發(fā)電機組下導油槽擋油圈甩油問題的有效措施，介紹了改善后所獲得經(jīng)濟效益，希望可以為有需要的人提供參考意見。

關鍵詞：立軸混流式水輪;發(fā)電機組;導油槽;擋油圈;甩油問題;改善

中圖分類號：TK730? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

水輪機組下導軸承設置在水輪機室頂部和轉(zhuǎn)子下端部，不僅位置狹窄，而且無法使用相應的起吊工具，有些常規(guī)性檢修由于受到條件的限制而不能進行全方位檢查處理，只可以進行簡單的清掃檢查，這也是立軸混流式水輪發(fā)電機組下導油槽擋油圈甩油問題不能得到有效改善的主要原因。

1 關于下導軸承甩油問題

結(jié)合機組檢修的有關規(guī)定，下導油槽每個結(jié)合面的密封圈1a必須要更換一次。認真檢查已拆卸的密封圈或者密封墊，確認檢查無誤，而且壓縮量控制在合格范圍內(nèi)。也就是下導油槽不會由于密封缺陷而出現(xiàn)甩油的情況。

在水車室頂部和轉(zhuǎn)子下端部設置立軸混流式水輪發(fā)電機組下導軸承，機組快速運行過程中油槽出現(xiàn)甩油的問題，其是立軸混流式水輪發(fā)電機組常見的油霧情況。象：木坡水電站水輪發(fā)電機組，其水輪發(fā)電機組大軸直徑是800 mm，下導油槽蓋板接近軸領處直徑是75 mm，水輪發(fā)電機組大軸旋以500 r/min轉(zhuǎn)速高速旋轉(zhuǎn)，下導油槽內(nèi)的透平油隨大軸的高速旋轉(zhuǎn)一起流動，在透平油與油槽內(nèi)部結(jié)構(gòu)反復沖擊下，在下導油槽蓋板接近大軸位置出現(xiàn)一些輕微的油霧現(xiàn)象，該現(xiàn)象是立軸混流式水輪發(fā)電機組在高速運行過程中常見的問題。由于其產(chǎn)生的油損耗很小，一般情況下不會造成下導油槽短期內(nèi)降低。也就是說下導軸承出現(xiàn)甩油并不是由于機組運行產(chǎn)生的油霧情損耗而造成的。

一般情況下會在下導軸承內(nèi)安裝一個金屬結(jié)構(gòu)的擋油圈，和水輪發(fā)電機組大軸保持一定的間距，在水輪發(fā)電機組大軸上均勻地分布甩油孔，僅比下導油槽擋油圈低一點。在托瓦架上固定水導軸承并布置擋油圈，水輪發(fā)電機組大軸高速旋轉(zhuǎn)過程中擋油圈不會隨大軸一起轉(zhuǎn)動，隨著大軸旋轉(zhuǎn)速度的不斷加快，而軸承內(nèi)部油槽里的透平油也會逐漸提升到甩油孔，最后流到油槽上端部。有些透平油隨著大軸旋轉(zhuǎn)不斷提高到擋油圈周圍，因為水輪發(fā)電機組大軸和擋油圈上部擋油板之間存在偏大的間距。提高到擋油圈的透平油往往會超出擋油圈、甩到油槽外部。隨著機組連續(xù)運行，超出擋油圈的透平油積累得越來越多，因此會造成下導油槽內(nèi)部的透平油油在機組運行過程中油位快速降低，威脅機組運行安全，而甩出的透平油油會沿著大軸流到水車室，在大軸旋轉(zhuǎn)過程中，油會被甩至水車室墻壁等處，污染設備及環(huán)境，同時部分透平油流至頂蓋，與水混合形成油水混合物導致水車室頂蓋設備嚴重銹蝕。并且下導軸承內(nèi)的透平油油位不斷降低，使透平油使用油耗增加。對于下導油槽位置的甩油情況，必須要積極合理地改造下導油槽擋油圈，只有這樣才可以真正地解決下導油槽的甩油問題。

2 改善下導油槽甩油問題的有效措施

2.1 擋油圈上部平面圓軸使用鋼板以擴大擋油圈的寬度，避免透平油漫過油槽

在焊接加裝下導油槽擋油圈平面圓周擋油板前，必須要認真搜集有關設計圖紙，明確下導油槽擋油圈上部平面圓周焊接的擋油板寬度和厚度。象大朝山水電站，其水輪發(fā)電機組大軸和擋油圈上部平面圓周之間的間距約72 mm，原來擋油板的尺寸是2 mm。鋼板寬度是20 mm。最新制度的擋油板尺寸也是2 mm，但鋼板寬度是40 mm，這樣可以保證下導油槽擋油圈在焊接結(jié)束與大軸旋轉(zhuǎn)不會存在摩擦的情況。

將擋油圈焊接在下導油槽擋油圈平面四周時通過電焊校正的方法進行安裝和焊接，保證擋油圈不會受到焊接時產(chǎn)生的高溫，使擋油板出現(xiàn)膨脹變形的情況，擋油板可以安全可靠地焊接在擋油圈上部的圓周平面，并且平整光滑。確保電焊固定后對其實施滿焊，這樣可以保證焊接安裝滿足各種要求，擋油板接頭位置和擋油板搭接位置，都要求其過渡應當平穩(wěn)，焊縫焊縫也要安全牢固。此外，安裝和焊接擋油板時必須要對焊接好的擋油板尺寸進行反復檢查，如果發(fā)現(xiàn)高于規(guī)定設計值的擋油板，可以對其采取研磨處理的方法，保證其滿足各種設計要求。

2.2 結(jié)合下導油槽里面的旋轉(zhuǎn)特點，將翅片焊接在下導油槽擋油圈附近，增加旋轉(zhuǎn)潤滑油的阻力

對翅片進行安裝和焊接前，應當查找有關擋油圈的安裝設計圖紙，明確翅片的焊接寬度和厚度，采取尺寸是2 mm、寬度是5 mm的鋼板來制作，以此保證下導油槽內(nèi)部結(jié)構(gòu)與大軸運行時不會出現(xiàn)摩擦。并且在其焊接安裝過程中，為了可以保證透平油旋轉(zhuǎn)方向都是均勻的，不會影響下導軸承的正常運行，翅片與翅片間隔必須保持相等，而且相互之間處于平行的狀態(tài)，擋油圈和翅片焊接角度不能超出30°，以保證轉(zhuǎn)變旋轉(zhuǎn)過程中透平油方向，直接流到下導油槽。翅片不僅較薄，而且較寬，在焊接過程中仔細檢查擋油圈外壁和翅片互相垂直后選擇電焊方法進行焊接固定，保證翅片焊接制度可以滿足相關要求。 此外，在焊接制作完翅片后，必須要對翅片的焊接尺寸大小進行反復檢驗，如果發(fā)現(xiàn)翅片高出設定值，應當采用研磨處理方法對其進行處理。

3 改善下導油槽甩油問題的經(jīng)濟效益分析

一般來說，如果下導油槽甩油問題進行有效的解決，可以獲得直接和間接的經(jīng)濟效益。首先，在直接經(jīng)濟效益方面，解決了下導油槽甩油問題，降低透平油的油耗，從而降低了生產(chǎn)運維成本，并且改善水車室環(huán)境和相關設備的污染問題，減少對水車室環(huán)境和相關設備衛(wèi)生費用的投入力度。通常情況下，下導油槽甩油問題的存在，會嚴重威脅機組安全運行，甚至會造成機組非計劃停運，造成重大的發(fā)電經(jīng)濟效益損失。其次，在間接經(jīng)濟效益方面。隨著我國水利行業(yè)的迅速發(fā)展，進一步完善其改造工藝和機組檢修工藝，這樣有助于提高自身在水電行業(yè)中占據(jù)的地位。對改善工藝及技術進行不斷地探究，可以確保后續(xù)檢修工作正常開展。

4 結(jié)語

改善后的下導油槽擋油圈甩油問題，不但徹底消除了下導軸承甩油造成的軸承瓦溫迅速上漲的問題，而且在真正意義上解決了機組下導軸承瓦溫高造成非計劃停機的安全隱患，在很大程度上可以為確保機組安全運行打下了堅實的基礎。并且下導油槽的甩油量也會降低，降低下導油槽透平油的油耗，減輕了一部分專業(yè)人員的工作量，同時也大大的緩解水車室和相關設備環(huán)境衛(wèi)生。在解決油污和廢油回收方面減少了費用投入量。總而言之，改善下導油槽甩油問題既可以使水輪發(fā)電機組擁有一個安全、可靠的運行環(huán)境，同時也為工作人員建立良好的工作環(huán)境。所以及時改善下導油槽甩油問題，是水電站機組安全、穩(wěn)定、可靠運行的有力保證，為此我們必須全力以赴。

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