立式水輪機旋轉(zhuǎn)油盆滲油原因分析與處理

潘淑改，潘方正，郭偉震，亓雪鋒，孫志強，沈 倩，鄭 欣，馬 楠

(黃河小浪底水資源投資有限公司，河南 濟源 454681)

0 引 言

水輪發(fā)電機軸承油盆無論是在停機態(tài)滲油或是發(fā)電態(tài)甩油都將對設(shè)備造成極大的危害。一是軸承潤滑和冷卻效果不好，容易造成軸瓦溫度升高甚至燒瓦，危及到機組安全穩(wěn)定運行。二是機組漏掉或甩出的油流入河道造成水質(zhì)污染，會破壞生態(tài)環(huán)境。

1 設(shè)備概況

小浪底西溝水電站(簡稱西溝水電站)建于河南省小浪底水利樞紐北側(cè)西溝水庫下游，橋溝河右岸支溝內(nèi)，是小浪底水利樞紐的備用電源和“黑啟動”電源。電站安裝2臺單機容量為10 MW的立軸懸垂型密閉循環(huán)空氣冷卻三相同步水輪發(fā)電機組，額定水頭84.5 m， 額定轉(zhuǎn)速500 r/min，多年平均發(fā)電量1億 kW·h， 設(shè)計年利用小時數(shù)為5 000 h。

西溝水電站水輪機型號為HLA696—LJ—130，水輪機水導(dǎo)軸承采用稀油潤滑筒式軸承，軸承內(nèi)徑φ365 mm，總間隙0.2～0.3 mm，由軸承體、軸瓦、旋轉(zhuǎn)油盆、上油盆、冷卻器等組成；正常運行時上油盆油量約63 L，旋轉(zhuǎn)油盆油量約14.77 L。軸承采用帶鋼背的分瓣復(fù)合瓦襯，用螺栓固定于軸承體上，在軸瓦內(nèi)開有自循環(huán)螺旋油槽，軸瓦材料采用錫基軸承合金，潤滑油采用L—TSA—46汽輪機油。軸承內(nèi)設(shè)有油冷卻器及監(jiān)視上油盆油位的浮子信號器(見圖1)。

4mm。40mm,BP?4mm。40mm,BP?

水導(dǎo)軸承的主要作用是支承和承受旋轉(zhuǎn)部分的徑向載荷。軸承固定于支架上。油盆內(nèi)的冷油沿著自循環(huán)螺旋油槽自動進行油潤滑，油從軸承體下部油盒中沿油孔進入軸瓦內(nèi)的螺旋油槽，自下而上進行潤滑并帶走熱量后流入上油盆；經(jīng)冷卻器冷卻后，再從軸承體上的回油管回到下面的旋轉(zhuǎn)油盒內(nèi)；如此不停地周而復(fù)始循環(huán)，達到循環(huán)供油作用。軸承上設(shè)有鉗熱電阻以檢測軸瓦溫度和油溫，其軸瓦最高溫度不得超過65 ℃，另外還設(shè)有油混水探測器。

2 油盆滲油原因分析及處理

2020年9月28日，西溝水電站2臺水輪發(fā)電機組在停機穩(wěn)態(tài)。 當(dāng)天凌晨2∶14，監(jiān)控系統(tǒng)上位機報“浪1號機組水導(dǎo)油槽油位低報警”，運行值班人員現(xiàn)地檢查發(fā)現(xiàn)1號機組水車室頂蓋上部有少量油污，水輪機導(dǎo)軸承旋轉(zhuǎn)油盆+Y方向有明顯的滲油點，滲油量約為每秒1滴，旋轉(zhuǎn)油盆其他方向同樣存在滲油點。

檢修維護人員測量水導(dǎo)軸承上油盆油位僅有1.5 cm，遠遠低于設(shè)計正常油位(正常油位10 cm)，油量約30 L左右，比正常油量減少約33 L。排查分析滲油可能有3個原因(見圖2、圖3)：一是上油盆擋油圈螺栓松動間隙滲油。二是溢油管安裝松動間隙滲油。三是推力瓦測溫電阻松動間隙滲油。

現(xiàn)場檢查1號機組水車室頂蓋油污量很少，其他部位也沒有發(fā)現(xiàn)大量滲油現(xiàn)象，初步判斷上油盆減少油量可能滲漏至旋轉(zhuǎn)油盆。

圖2 上油盆擋油圈螺栓松動導(dǎo)致間隙滲油至旋轉(zhuǎn)油盆

圖3 溢油管安裝松動導(dǎo)致間隙滲油、推力瓦測溫電阻松動導(dǎo)致間隙滲油

檢修人員現(xiàn)場拆開上油盆和旋轉(zhuǎn)油盆，發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)油盆油量遠遠高于正常油量，經(jīng)過計算，證實了上述上油盆潤滑油滲漏至旋轉(zhuǎn)油盆的結(jié)論。進一步分析，滲油是因為上油盆擋油圈螺栓及上油盆溢油管松動，產(chǎn)生間隙導(dǎo)致上油盆潤滑油滲漏至旋轉(zhuǎn)油盆。檢修人員立即對上述滲油點進行了加固處理。

3 運行效果

1號機組投運近3個月的跟蹤觀察，水導(dǎo)軸承上油盆油位始終維持在10 cm，瓦溫、油溫也很穩(wěn)定，說明此次水導(dǎo)軸承油盆滲油問題得到了解決，原因分析和處理過程是成功的，可以將此經(jīng)驗推廣到同類型水輪發(fā)電機組軸承滲油故障處理中。