陳慶旭，雷 超，吳 畏，郭俊材，汪 可，干宇文

（中國核動力研究設(shè)計院，四川成都 610000）

0 引言

汽輪機與其他原動機相比，具有單機功率大、效率高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、單位制造成本低和使用壽命長等優(yōu)點。汽輪發(fā)電機組功能是將系統(tǒng)提供的蒸汽熱能轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動發(fā)電機發(fā)電的機械能，并通過發(fā)電機為設(shè)備提供電源。汽輪發(fā)電機組作為發(fā)電電源，如果運行中出現(xiàn)任何問題導(dǎo)致停機，將對下游的用電設(shè)備造成不可預(yù)計的損失。

1 潤滑油泄漏現(xiàn)象及后果

在汽輪發(fā)電機空載負(fù)荷試驗過程中，當(dāng)1#汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)速達(dá)到6500 r/min 且穩(wěn)定運行1 h 之后，發(fā)現(xiàn)1#汽輪發(fā)電機組汽輪機軸承后端、發(fā)電機前端軸承潤滑油泄漏的現(xiàn)象，且漏油現(xiàn)象較為嚴(yán)重，隨即停止試驗。在2#機組進(jìn)行試驗過程中，當(dāng)2#機組轉(zhuǎn)速達(dá)到6500 r/min 且穩(wěn)定運行20 min 后，發(fā)現(xiàn)2#汽輪發(fā)電機組汽輪機軸承后端、發(fā)電機前端軸承潤滑油泄漏的現(xiàn)象，漏油現(xiàn)象與1#機組相比較為嚴(yán)重。

汽輪發(fā)電機正常運行時由主油泵供油，作用是潤滑軸承和減少軸承的摩擦損失，并且?guī)ё咭蚰Σ廉a(chǎn)生的熱量和轉(zhuǎn)子傳遞的熱量，起到保護(hù)汽輪發(fā)電機軸承和軸瓦的作用。汽輪發(fā)電機軸承潤滑油泄漏，不僅使軸承座回油槽經(jīng)常積油，污染環(huán)境，而且當(dāng)漏油滴到高壓缸及下部的高溫管道保溫層時，易發(fā)生冒煙冒火，對機組的安全運行構(gòu)成威脅[1]。因此在發(fā)現(xiàn)潤滑油泄漏之后立即停止試驗，分析1#、2#汽輪發(fā)電機組漏油現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，并且制定處理方案。

2 潤滑油泄漏原因

2.1 汽輪發(fā)電機軸承結(jié)構(gòu)

汽輪機發(fā)電機組軸承采用的是可傾瓦軸承結(jié)構(gòu)，圖1 是汽輪發(fā)電機組軸承的結(jié)構(gòu)。潤滑油由進(jìn)油管進(jìn)入軸承體后，通過位于垂直和水平中心線的4 個油孔進(jìn)入軸瓦內(nèi)，然后從軸承兩端排出，通過擋油環(huán)上的小孔和擋油板上的通道返回軸承座內(nèi)，再流回油箱。油封環(huán)和擋油板的作用是防止軸承兩端過量泄油，也防止蒸汽進(jìn)入軸承內(nèi)[2]。

圖1 汽輪發(fā)電機軸承的結(jié)構(gòu)

針對汽輪發(fā)電機潤滑油泄漏位置的不同，從以下幾個方面來分析其泄漏的原因。

2.2 發(fā)電機前軸承漏油的原因

由于制造安裝工藝粗糙，軸封和油擋的間隙都無法達(dá)到設(shè)計值的理想狀態(tài)，造成汽輪發(fā)電機軸承油封油擋不密實，會造成結(jié)合面等部位漏油。

發(fā)電機軸承油擋采用固定齒片式油擋，用螺栓將上下半油擋固定在軸承箱體上，其油擋齒片內(nèi)徑則與轉(zhuǎn)軸保持固定間隙，不會隨轉(zhuǎn)軸擺動及晃度變化而變換。啟停機過程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速過臨界轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子振動幅度最大，使密封間隙變大，軸承內(nèi)的潤滑油則很容易通過齒尖與軸承密封環(huán)間的縫隙往外泄漏[3]。由于油擋間隙過大和振動偏大，致使油擋齒極易產(chǎn)生摩擦，運行時軸承密封環(huán)與油擋之間間隙增大，使油擋在運行中實際上已失去密封作用，最終導(dǎo)致潤滑油外泄。發(fā)電機軸承油擋結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 發(fā)電機軸承油擋結(jié)構(gòu)

2.3 汽輪機后軸承漏油的原因

由于汽輪機后端軸承處回油孔數(shù)量少，只有兩個回油孔，導(dǎo)致經(jīng)過汽輪機后軸承的潤滑油回油量少，來不及回油，汽輪機后軸承端潤滑油量隨著運行的時間逐漸增多，積油排泄明顯不暢，潤滑油不能及時回到回油座中，就很容易沿著軸頸向外甩油，引起汽輪機后軸承潤滑油泄漏[4]。

汽輪機后軸承端油封擋板尺寸不足，導(dǎo)致油從油封下的孔進(jìn)入油封，油位高了之后被高速旋轉(zhuǎn)的軸承從油封擋板處甩出，引起潤滑油泄漏。

2.4 汽輪機后軸承、發(fā)電機前軸承潤滑油泄漏的原因

由汽輪發(fā)電機組的潤滑油供油流程圖3 可以看出，汽輪機后軸承、發(fā)電機前軸承的潤滑油供油端為同一個供油端。如果汽輪發(fā)電機軸承進(jìn)油端壓力過大，進(jìn)入汽輪發(fā)電機組軸承中的油量會增多，會引起汽輪發(fā)電機組汽輪機軸承后端、發(fā)電機前端軸承潤滑油泄漏。

3 處理方法及結(jié)果

針對汽輪發(fā)電機組漏油的現(xiàn)象，根據(jù)出現(xiàn)現(xiàn)象分析出的不同原因，對汽輪機后軸承和發(fā)電機前軸承分別采用了不同的方法進(jìn)行處理。

由上述中分析可知道發(fā)電機前軸承端漏油的主要原因是發(fā)電機軸承油擋間隙的問題，即油擋密封的問題。為了使發(fā)電機軸承油擋的密封更加緊密，最為有效而且直接的處理方法便是減小發(fā)電機油封環(huán)擋油環(huán)之間的配合間隙[5]。在原軸承油密封環(huán)的基礎(chǔ)上增加兩道密封，以此減小軸承密封環(huán)與擋油環(huán)的間隙。

汽輪機后軸承漏油的主要原因是擋油環(huán)回油量不足，因此在處理汽輪機后軸承端漏油的直接和有效方法就是增加汽輪機擋油環(huán)回油孔數(shù)量。在汽輪機擋油環(huán)原回油孔附近增加3 個同樣大小的回油孔，由原來的2 個回油孔增加至如今的5 個回油孔，以增加回油量，確保汽輪機擋油環(huán)回油孔數(shù)量增加之后能夠更暢通地使?jié)櫥突氐狡啓C后軸承回油座中。針對油封擋板尺寸不足的問題，在處理過程中只需適當(dāng)?shù)恼{(diào)整油封擋板寬度即可，在油封擋板的下部加焊一層，使油封擋板與軸頸距離更小，使得油封擋板更寬。

圖3 汽輪發(fā)電機組潤滑油供油流程

針對系統(tǒng)潤滑油進(jìn)油端壓力大的原因會導(dǎo)致汽輪機后端軸承、發(fā)電機前端軸承漏油的現(xiàn)象，調(diào)整機組進(jìn)油壓力。汽輪發(fā)電機組潤滑油供油壓力由系統(tǒng)原設(shè)計的（0.25～0.30）MPa 調(diào)整為的（0.12～0.25）MPa。

經(jīng)過以上的方法處理后，現(xiàn)在1#、2#汽輪發(fā)電機潤滑油已經(jīng)完全不泄漏，并且經(jīng)過試驗驗證，1#、2#汽輪發(fā)電機組的已可以正常運行。

4 結(jié)束語

針對1#、2#汽輪發(fā)電機組汽輪機軸承后端、發(fā)電機前端軸承潤滑油泄漏現(xiàn)象分析其泄漏的原因，針對泄漏的原因給出了不同的處理方法，解決了汽輪發(fā)電機的潤滑油泄漏，并且通過后期的驗證證明了處理方法的正確性。

雖然經(jīng)過處理已經(jīng)解決了汽輪發(fā)電機組潤滑油泄漏事件，但是此次事件也給我們敲響了警鐘，在以后汽輪發(fā)電機運行中，關(guān)于潤滑油的運行一定要從以下3 個方面重點關(guān)注：

（1）增加密封油濾網(wǎng)的清洗頻率及潤滑油的濾油次數(shù)，保證潤滑油的油質(zhì)。

（2）運行一段時間后，需檢查軸瓦接觸面，必要時要對軸瓦進(jìn)行鏟刮，以改善軸瓦的接觸面及潤滑油流動條件。

（3）潤滑油壓力已經(jīng)調(diào)整，在運行中要控制潤滑油壓力在已經(jīng)調(diào)整的（0.12～0.25）MPa 范圍內(nèi)。