李超，葉太福，陳琳，李家海

（四川華能涪江水電有限責任公司，四川成都610041）

木座水電站水導軸承漏油原因分析及處理

李超，葉太福，陳琳，李家海

（四川華能涪江水電有限責任公司，四川成都610041）

結(jié)合木座水電站水導軸承結(jié)構(gòu)和漏油現(xiàn)象對筒式結(jié)構(gòu)導軸承漏油原因進行了分析，重點對水導轉(zhuǎn)動油盆卡環(huán)密封結(jié)構(gòu)、螺栓連接孔和組合面等部位進行了技術(shù)改造。改造成果顯著，徹底消除了水導軸承漏油現(xiàn)象。

水電站；水導軸承；卡環(huán)；漏油；技術(shù)改造

1 引言

木座水電站為高水頭引水式電站，電站按“無人值班、關(guān)門運行、數(shù)字電站、網(wǎng)絡(luò)控制”原則設(shè)計，由遠程集控中心集中控制火溪河4個梯級電站，該控制方式要求設(shè)備有較高的可靠性。電站裝有2臺通用電氣亞洲水電設(shè)備有限公司制造的懸式水輪發(fā)電機組，裝機容量2×50MW，發(fā)電機型號SF-J50-12/4250，額定容量58.824MVA，額定轉(zhuǎn)速500r/min，水輪機型號為HL (VF)-LJ-215，額定出力51 MW，額定流量21.51 m3/s，額定水頭262.7 m。

2 水導軸承特點和運行情況

木座電站水輪機導軸承采用稀油潤滑筒式軸承，無需在工地研刮，并能保證機組冷卻水中斷后仍能安全運行10 min。水導軸承潤滑油采用L-TSA-32號汽輪機油，導軸瓦各種工況持續(xù)運行溫度不超過75℃。筒式軸瓦分為4段拋物線瓦面，主軸旋轉(zhuǎn)時與瓦面間形成穩(wěn)定的4個油楔，均勻承受徑向載荷。軸承潤滑采用自潤滑循環(huán)方式，運行中上油箱透平油在自重作用下流經(jīng)軸瓦，從軸瓦的喉口間隙排至轉(zhuǎn)動油盆，熱油在離心力作用下由畢托管泵抽至油冷卻器，經(jīng)冷卻后回至上油箱，形成油循環(huán)。水導軸承結(jié)構(gòu)見圖1。

木座水電站2臺機組水導軸承均存在漏油現(xiàn)象，運行過程中油位緩慢下降，需要定期向水導上油盆加油，不滿足機組安全穩(wěn)定運行的要求和環(huán)保要求，需要在機組檢修時徹底消除該缺陷。

圖1 水導軸承結(jié)構(gòu)圖

3 水導軸承漏油原因分析

根據(jù)機組目前的運行情況，查閱水導軸承結(jié)構(gòu)圖紙，對漏油原因進行初步分析，漏油可能原因有：

1）筒式瓦與瓦座之間、水導轉(zhuǎn)動油盆與大軸凸臺之間的“O”型密封條耐油性能差，老化嚴重，密封失效導致漏油；

2）轉(zhuǎn)動油盆底部卡環(huán)與甩油盆連接螺栓孔為通孔，部分透平油從螺栓及卡環(huán)螺紋滲出；

3）甩油盆、卡環(huán)為分瓣組合結(jié)構(gòu)，但其連接方式存在設(shè)計缺陷：未設(shè)計組合面連接螺栓，組合面不具有密封作用；

4）轉(zhuǎn)動油盆與卡環(huán)連接的組合面、卡環(huán)與大軸凸臺的接觸面均未設(shè)計密封圈，從卡環(huán)與傳動油盆的連接螺栓滲出的油可能從組合面直接漏走；

5）畢托管進油口安裝高度偏高，導致轉(zhuǎn)動油盆油位過高，從轉(zhuǎn)動油盆頂部梳齒密封溢出。

按照檢修計劃對水輪機進行檢修，拆卸分解水導軸承，對照以上5個原因進一步分析：筒式瓦與瓦座之間、水導轉(zhuǎn)動油盆與大軸凸臺之間的“O”型密封條基本完好，但壓縮量有所不足，屬正?，F(xiàn)象，不是漏油主要原因；根據(jù)卡環(huán)與轉(zhuǎn)動油盆實物，轉(zhuǎn)動油盆與卡環(huán)的密封結(jié)構(gòu)確存在設(shè)計缺陷，設(shè)備制造廠在結(jié)構(gòu)設(shè)計時沒有充分考慮卡環(huán)與甩油盆連接螺栓孔、卡環(huán)法蘭面、卡環(huán)組合面的止漏問題，原結(jié)構(gòu)不能有效密封轉(zhuǎn)動油盆與卡環(huán)連接螺栓螺紋處的滲漏油；因機組額定轉(zhuǎn)速500 r/min，轉(zhuǎn)動油盆內(nèi)的油旋轉(zhuǎn)離心力較大，畢托管進油口與轉(zhuǎn)動油盆底部距離比較合適，不會導致甩油盆頂部溢油。

4 水導軸承漏油處理

針對水導軸承存在的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷，重點對卡環(huán)結(jié)構(gòu)進行技改，技改方案設(shè)計如下：仍然采用分瓣結(jié)構(gòu)，卡環(huán)與轉(zhuǎn)動油盆連接螺栓分度圓直徑與螺栓的孔距不變，將原卡環(huán)螺孔的通孔更改為帶內(nèi)螺紋的沉孔；在螺孔內(nèi)外側(cè)法蘭面開密封圈槽，裝設(shè)4 mm“O”型耐油膠條，密封圈槽及膠條符合國標GB/T3542《液壓氣動用O型密封圈》要求；將卡環(huán)分瓣組合面連接方式由原來的無連接改為柱銷連接，組合面精加工，連接時涂密封膠。卡環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計見圖2和圖3。

圖2 新卡環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計三維圖

圖3 新卡環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計剖面圖

在檢修時的技改實施過程和工藝：

1）按照技改結(jié)構(gòu)設(shè)計圖，加工新卡環(huán)，并測量其尺寸，對照圖紙和舊卡環(huán)復核基本加工尺寸滿足要求；

2）安裝時先在大軸上將卡環(huán)組合成整體，組合面涂密封膠，把緊組合螺栓并采取止動防松措施；

3）安裝卡環(huán)與大軸及轉(zhuǎn)動油盆組合面“O”型耐油橡膠條，膠條必須經(jīng)耐油試驗合格，回裝轉(zhuǎn)動油盆，連接并逐步對稱均勻打緊其與卡環(huán)的把合螺栓，作煤油滲漏試驗，觀察8 h以上應(yīng)無滲漏；

4）回裝筒式水導瓦，并更換水導瓦與瓦座的“O”型耐油橡膠條，按盤車擺度調(diào)整水導瓦間隙滿足要求，按圖紙油位線要求添加水導轉(zhuǎn)動油盆油位，回裝測溫電阻、油位計、軸承密封蓋等；

5）機組檢修完畢后機組啟動試驗，觀察水導軸承無甩油現(xiàn)象，運行3個月未再出現(xiàn)油盆油位降低現(xiàn)象。

5 結(jié)論

對于筒式水導軸承結(jié)構(gòu)，水導軸承轉(zhuǎn)動油盆卡環(huán)密封結(jié)構(gòu)型式的合理性、各部位“O”型密封膠條的耐油性能好壞、畢托管安裝高程的合理性是水導軸承滲漏的主要原因，而木座電站水導軸承漏油的主要原因是轉(zhuǎn)動油盆卡環(huán)密封結(jié)構(gòu)型式不合理。希望本文對水導軸承漏油的分析處理對存在類似問題的電站能提供參考。

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TK730.3+22

B

1672-5387（2017）04-0046-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.04.013

2016-08-25

李超（1974-），男，工程師，從事水電站機電技術(shù)/水輪發(fā)電機組及其附屬設(shè)備檢修、技改、技術(shù)管理等工作。