楊長樂

（湖南五凌電力工程有限公司，湖南 長沙 410004）

洪江水電廠組合軸承油氣密封裝置改造與應(yīng)用

楊長樂

（湖南五凌電力工程有限公司，湖南 長沙 410004）

摘要：洪江水電廠機(jī)組2003年投運(yùn)以來，組合軸承油氣密封漏油問題一直比較突出，油污形成油霧吸附在磁極及定子繞組表面，導(dǎo)致繞組間絕緣降低，嚴(yán)重威脅機(jī)組安全運(yùn)行，2008年已完成全部機(jī)組油氣密封改造，經(jīng)過5年的運(yùn)行觀察，油氣密封改造后密封良好，達(dá)到預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：燈泡貫流式發(fā)電機(jī)；組合軸承；油氣密封

1　概述

洪江水電廠裝機(jī)容量為6×45MW，設(shè)計(jì)水頭20m，最大水頭27m，系目前國內(nèi)運(yùn)行水頭最高的燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組。機(jī)組2003年投運(yùn)以來，發(fā)電機(jī)風(fēng)洞油污較為嚴(yán)重，油污的來源為組合軸承上游側(cè)油氣密封漏油，該油氣密封漏油現(xiàn)象在其他同類型機(jī)組中也普遍存在，漏油在機(jī)組運(yùn)行中形成油霧吸附在轉(zhuǎn)子磁極、定子繞組表面，導(dǎo)致磁極、定子繞組間絕緣降低，嚴(yán)重威脅機(jī)組安全運(yùn)行。

2　結(jié)構(gòu)及現(xiàn)狀

2.1油氣密封結(jié)構(gòu)簡介

改造前油氣密封結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　改造前油氣密封結(jié)構(gòu)圖

如改造前油氣密封裝配圖所示，環(huán)板及環(huán)氧板固定在軸承支架上，環(huán)板與主軸總間隙不大于0.40mm，環(huán)氧板與主軸間隙2.0mm，R型密封通過夾具環(huán)抱于主軸法蘭并與主軸一起旋轉(zhuǎn)，其“R”邊緊貼環(huán)板密封油氣，部分油氣透過“R”型密封后凝結(jié)成油滴，在環(huán)板底部經(jīng)4mm排油孔排入組合軸承排油管。

2.2現(xiàn)狀

通過多次解體組合軸承上游側(cè)油氣密封，發(fā)現(xiàn)主要問題如下：

（1）環(huán)板與主軸法蘭的間隙過大，最大達(dá)1.20 mm；

（2）箍緊“R”型密封的夾具較松，“R”型密封邊與環(huán)板間存在間隙；

（3）環(huán)板安裝后梳齒密封底部收集的積油向外流出進(jìn)入風(fēng)洞。

2.3漏油原因分析

（1）箍緊“R”型密封的夾具安裝時(shí)由人工拉緊鎖固，主軸法蘭直徑為1 540mm，人力無法確保其緊度可靠，在機(jī)組運(yùn)行過程中“R”型密封產(chǎn)生移位導(dǎo)致密封失效；

（2）環(huán)板與主軸法蘭的間隙過大（允許總間隙不超過0.40mm，而實(shí)際測量最大間隙達(dá)1.20mm），導(dǎo)致環(huán)板梳齒密封的密封效果變差，達(dá)不到密封要求；

（3）環(huán)板安裝后其底部梳齒密封平面上外低內(nèi)高，梳齒密封收集的透平油無法向內(nèi)側(cè)流入排油孔，集油外流進(jìn)入風(fēng)洞。

3　處理思路

（1）定制“R”型密封專用夾具，采用螺紋方式鎖緊，長度為5 050mm，螺紋調(diào)節(jié)長度300mm；

（2）在環(huán)板底部梳齒合金部位由外側(cè)第二環(huán)開始手動加工一寬6mm“U”型槽，使梳齒密封收集的透平油在底部順利流入排油孔；

（3）在環(huán)板外側(cè)圓周上配鉆M10螺栓孔并攻絲，加工一圓形法蘭壓板，在法蘭壓板與環(huán)板間安裝自補(bǔ)償耐磨密封。

4　施工工藝過程

4.1環(huán)板拆卸

（1）用專用強(qiáng)力膠帶將轉(zhuǎn)子磁軛通風(fēng)槽粘貼牢固，然后用大塊白布平鋪在轉(zhuǎn)子支臂肋板間，根據(jù)肋板寬度裁剪合適長度和寬度的橡皮平鋪在白布上，在下游側(cè)定子下半部繞組上鋪上白布防止零件及工具吊入定子繞組之間的縫隙內(nèi)；

（2）測量并記錄環(huán)板間隙（X、Y4點(diǎn)），做好標(biāo)記后拆卸環(huán)板分瓣組合螺栓，用白布包好放于風(fēng)洞外指定地點(diǎn)，拆卸下半部環(huán)板與軸承支架連接螺栓，4人托住向上游側(cè)移動至完全與軸承支架脫開后將環(huán)板抬出風(fēng)洞放在平臺上，采用同樣的方法拆卸上部環(huán)板。

4.2圓環(huán)法蘭加工

圓環(huán)法蘭結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2　圓形法蘭結(jié)構(gòu)圖

圓環(huán)法蘭制作在機(jī)械加工廠完成，共分4瓣，圓度差不得大于2.0mm，整圓應(yīng)平整，現(xiàn)場安裝時(shí)與環(huán)板配鉆8.5mm×32通孔后再擴(kuò)孔至12mm。

4.3環(huán)板處理

（1）將制作好的圓環(huán)法蘭對正位置后點(diǎn)焊在環(huán)板上，與環(huán)板一起配鉆孔，環(huán)板螺栓底孔直徑=10-1.0× 1.5=8.5mm,深=15＋0.7×10=22mm(攻螺絲深15 mm），孔配鉆完成后，磨除壓環(huán)焊點(diǎn)，進(jìn)行環(huán)板螺孔攻絲，為了螺紋質(zhì)量，每個(gè)螺孔必須進(jìn)行頭攻、二攻處理；

（2）在下瓣環(huán)板梳齒密封正底部，由外側(cè)第二環(huán)開始采用角向砂輪機(jī)手動加工一寬6mm“U”型槽直至內(nèi)側(cè)排油槽，“U”形槽應(yīng)由外向內(nèi)逐步加深，便于梳齒密封收集的透平油在底部順利流入排油孔。

4.4油氣密封安裝

改造后的油氣密封裝置圖3所示：

圖3　改造后的油氣密封裝置

（1）“R”型密封及夾具更換

拆除原“R”型密封及夾具，將主軸法蘭清掃干凈，根據(jù)法蘭尺寸截取適當(dāng)長度的新“R”型密封，用495瞬間粘接劑將密封接頭粘接牢固，調(diào)整“R”型密封到達(dá)安裝位置，并確保其密封部位有2mm左右壓縮余量后鎖緊專用夾具調(diào)節(jié)螺栓。

（2）環(huán)板安裝

將主軸及軸承支架與環(huán)板法蘭連接清掃干凈，然后把下瓣環(huán)板抬入風(fēng)洞到達(dá)安裝位置后由4人托起使環(huán)板緊貼主軸，對正標(biāo)記后帶上所有固定螺栓，同樣將上瓣環(huán)板抬入風(fēng)洞，用臘旗繩將環(huán)板吊起繞至主軸正上方并落在主軸上，對正標(biāo)記后帶入所有連接螺栓，先緊固分瓣組合螺栓，環(huán)板組合縫應(yīng)平整無錯(cuò)牙，測量調(diào)整環(huán)板與主軸間隙均勻后對稱均勻緊固螺栓，安裝時(shí)螺栓應(yīng)涂螺紋鎖固膠防止機(jī)組運(yùn)行時(shí)螺栓松動。

（3）圓環(huán)法蘭及密封安裝

按圓環(huán)法蘭的實(shí)際尺寸剪裁適當(dāng)長度和寬度的優(yōu)質(zhì)彈性自補(bǔ)償密封，并根據(jù)圓環(huán)法蘭螺孔的位置在密封上打孔，然后將密封固定在圓環(huán)法蘭上，與環(huán)板對正標(biāo)記后擰緊所有連接螺栓，安裝時(shí)螺栓應(yīng)涂螺紋鎖固膠防止機(jī)組運(yùn)行時(shí)螺栓松動，檢查彈性自補(bǔ)償密封應(yīng)緊貼主軸無間隙，否則進(jìn)行調(diào)整。

4.5清掃驗(yàn)收

油氣密封安裝完成后，拆除所有保護(hù)措施，再進(jìn)行風(fēng)洞衛(wèi)生清掃、檢查和驗(yàn)收，開機(jī)運(yùn)行檢查油氣密封的改造效果。

5　結(jié)束語

洪江水電廠組合軸承油氣密封漏油問題一直比較突出，進(jìn)行自補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的密封裝置改造后密封效果良好，且操作簡單、經(jīng)濟(jì)適用，為解決同類機(jī)組組合軸承油氣密封漏油問題提供了新的思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]洪江水電廠水輪機(jī)說明書[Z].

[2]GB8564-2003水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范[S].

中圖分類號：TK730.3+25

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）08-0011-02

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.08.004

收稿日期：2015-05-04

作者簡介：楊長樂（1972-），男，工程師，從事水電廠機(jī)械設(shè)備檢修工作。