王環(huán)東，張永慧，林善明，葉倩倩

(1.松江河發(fā)電廠，吉林 撫松 134500；2.長春工程學(xué)院，吉林 長春 130012)

1 設(shè)備概況

松江河梯級石龍水電站裝有2臺(tái)單機(jī)容量為35 MW的軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組，發(fā)電機(jī)型號(hào)為SF35-30/6250，額定轉(zhuǎn)速為200 r/min。機(jī)組型式為三導(dǎo)懸式結(jié)構(gòu)，推力軸承與上導(dǎo)軸承共用1個(gè)油箱(即推導(dǎo)一體式結(jié)構(gòu))，推力瓦由8塊塑料瓦組成，推力負(fù)荷為586 t。上導(dǎo)軸瓦由10塊鎢金瓦組成，推力頭與鏡板為一體式結(jié)構(gòu)，推力頭外緣作為上導(dǎo)軸領(lǐng)承受機(jī)組的徑向力。

自2010年投運(yùn)以來，石龍電站1號(hào)機(jī)組上導(dǎo)軸承一直存在內(nèi)甩油的問題，每4天約需補(bǔ)油1次，每次補(bǔ)油量20 L。如不及時(shí)補(bǔ)油，推力瓦與上導(dǎo)瓦溫將持續(xù)升高，溫度從最初的36 ℃升至44 ℃，無法運(yùn)行穩(wěn)定；同時(shí)打開觀察孔測量油位，油位降低50 mm左右，并已降至上導(dǎo)瓦下緣(標(biāo)準(zhǔn)油位為導(dǎo)軸瓦中間位置)，甩出的油霧直接濺至定、轉(zhuǎn)子內(nèi)部，嚴(yán)重影響機(jī)組定、轉(zhuǎn)子絕緣，對下游環(huán)境也造成了一定的污染。因此，必須分析上導(dǎo)軸承甩油的原因，并解決此問題。

2 原因分析

2.1 轉(zhuǎn)子與油槽間存在負(fù)壓區(qū)

由于機(jī)組運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)，致使推力頭及滑轉(zhuǎn)子內(nèi)下側(cè)至油面之間形成局部負(fù)壓，其作用相當(dāng)于1臺(tái)吸風(fēng)泵，導(dǎo)致油面被吸高或涌溢。此外，由于機(jī)組在安裝過程中主軸與擋油圈不同心，機(jī)組旋轉(zhuǎn)時(shí)同樣形成泵效應(yīng)；導(dǎo)致甩油發(fā)生。

2.2 上、下油箱連通尺寸過小

石龍電站機(jī)組推力軸承和上導(dǎo)軸承采用上、下2個(gè)油箱，油箱之間通過兩上導(dǎo)瓦之間的空隙及瓦座背側(cè)的Φ24×10 mm回油孔相連，靜止油位為上導(dǎo)瓦抗重螺栓的1/2處，下油箱完全充滿油(見圖1)。從圖1可以看出，隨著油的流動(dòng)和溫度的升高，下油箱中的油受熱膨脹，由于上、下油箱連通空間有限，下油箱將無法有效地釋放壓力，導(dǎo)致無法形成內(nèi)低外高的楔形油面，易使推力頭內(nèi)表面出現(xiàn)爬油現(xiàn)象。

2.3 擋油圈與推力頭阻尼效果差

由于推力頭內(nèi)側(cè)較光滑，阻尼效果差，旋轉(zhuǎn)的油面在離心力作用下，沿推力頭內(nèi)側(cè)向上爬升。而第1道擋油環(huán)隨著油位的升高完全浸泡在油中，起不到應(yīng)有的阻尼作用，因此旋轉(zhuǎn)的油可較為順利地越過第2道擋油環(huán)，并沿?fù)跤腿λΤ觥?/p>

圖1 推力軸承與上導(dǎo)軸承連接

2.4 油循環(huán)效果差

原冷卻器下部未設(shè)置隔油板，經(jīng)推力瓦后的部分熱油未經(jīng)冷卻器直接短路循環(huán)，導(dǎo)致油溫整體升高，體積膨脹增大，黏度降低，形成油霧及甩油。

3 改造方案

為徹底解決漏油問題，結(jié)合2012年2月份春季檢修情況，對1號(hào)機(jī)推力頭和擋油圈進(jìn)行了改造，并對油循環(huán)路徑進(jìn)行了改進(jìn)(參見圖1)。

3.1 加裝補(bǔ)氣管推力頭加鉆泵油孔

為破壞發(fā)電機(jī)與擋油圈間的負(fù)壓，用1根Φ50的鋼管將擋油管的下端區(qū)域與發(fā)電機(jī)蓋板外的大氣連通，有效防止了發(fā)電負(fù)壓而使油面吸高甩油的情況，同時(shí)在管口處加裝1只濾網(wǎng)以防雜物落入。

在推力頭內(nèi)孔靜止油面處，加鉆4只向外斜30°的Φ20斜孔。由于推力頭旋轉(zhuǎn)時(shí)其外緣的線速度大于內(nèi)緣線速度，從而形成泵效應(yīng)，使油面沿推力頭內(nèi)側(cè)爬升，通過泵孔可減少向上的爬油量。

3.2 加裝上、下油箱的連通管及回油孔

針對下油箱運(yùn)行時(shí)的蹩壓問題，在上、下油箱間加裝了6只Φ50的連通管，確保下油箱壓力能有效釋放，有利于形成內(nèi)低外高的楔形油面，從而降低了擋油管口區(qū)的油位。為保證油循環(huán)效果，將連通管入口選擇在冷卻器后，出油孔正對上導(dǎo)瓦的上沿，有利于油和瓦的冷卻。同時(shí)為保證上油槽油循環(huán)通暢，在上導(dǎo)瓦外側(cè)鉆8個(gè)Φ30的回油孔，將原鏡板泵孔用絲堵封堵，有效降低了冷卻器與推力頭之間的壓力，使上油箱的油能順利回到下油箱，加強(qiáng)了油的循環(huán)效果。

3.3 加裝梳齒迷宮擋油管

結(jié)合雙層擋油管和迷宮通道特點(diǎn)，在推力頭上焊接擋環(huán)，在原雙道擋油環(huán)上部加裝一道“L”形擋油管，并在第2道擋油環(huán)上加鉆3個(gè)Φ14的回油孔。該結(jié)構(gòu)既利用了雙層擋油管降低管區(qū)雷諾數(shù)的特點(diǎn)，又結(jié)合了迷宮擴(kuò)大、縮小、拐彎的優(yōu)點(diǎn)，使油、氣的動(dòng)壓減小，減少了泄漏，同時(shí)在迷宮間的積油還可通過底部回油孔流回油槽。

3.4 加裝隔油板

為提高油的循環(huán)冷卻效果，在冷卻器底部加裝徑向隔油板。油流過冷卻器后，溫度降低，體積減小，密度增大，冷油下沉，形成溫差對流，改進(jìn)了油循環(huán)，提高了冷卻器的換熱性能，從而可以降低油溫和瓦溫。

按上述方法改造后，經(jīng)過近1個(gè)月的運(yùn)行觀察，機(jī)組最長連續(xù)運(yùn)行時(shí)間12 h，油位沒有發(fā)生改變，也未發(fā)現(xiàn)任何油跡，推力、上導(dǎo)瓦溫較改造前平均降低了3 ℃。上導(dǎo)軸承漏油問題得到了徹底解決。