劉小軍 郭文俊
(黃河萬家寨(zhài)水利樞紐有限公司,山西偏關 036412)
摘 要:水力電站機組(zǔ)因甩(shuǎi)油而產生的油霧對機組(zǔ)具有危害性,通過分析甩油(yóu)現(xiàn)象產生的原因(yīn),設計了1套解決辦法。經實際運行驗證,密封效果好,值得推廣。
關鍵詞:水電站;軸承;接觸式密封
萬家寨水利電站機組的(de)6台發電機自1998年11月投入運(yùn)行以來,推力軸(zhóu)承一直存在(zài)甩油現象。雖(suī)經過幾次檢修(xiū)處理(lǐ),更換(huàn)密封毛氈,但(dàn)是效果並不理想。在2004年05月,4#機組大修期間,對推(tuī)力軸承進行(háng)改造,通過一年多機組運行(háng)觀察,這一缺陷得到(dào)徹底解決。
1 舊密(mì)封情況(kuàng)介紹
萬家寨水電站發電機推力軸(zhóu)承(chéng)采(cǎi)用氣壓迷宮式密封。即在推力油槽蓋上加工出深槽(cáo),加裝密封毛氈。與旋轉大軸之間的預留間隙為0.2~0.5mm。在密封蓋中間(jiān)空腔內引入一定(dìng)正壓的壓縮空氣(qì)達到(dào)氣(qì)密封(fēng)的作用。這樣,通過兩重密封,防止推力油槽內油霧泄漏。但是(shì),經過萬家寨電廠多年來的運行實踐,由於密封毛氈在被擠壓後不能迅速恢複,間接增大間隙,故此密封方式效果(guǒ)不理想,不(bú)能有效的防止油霧逸出。
2 油(yóu)槽油霧產生原因分析
a.水輪發電機組(zǔ)運行需要大量透平油來冷卻與(yǔ)潤滑,透平(píng)油在運(yùn)行過程中可以吸收空氣中的一定水分,同時可以溶解一定量的空氣。隨著機組運行油溫升高,使冷態(tài)狀態下融入透平油內的水分產生汽(qì)化,伴隨一(yī)定量的油被帶出(chū),形成油霧。
b.水輪發電機組運行時高速旋轉,將推(tuī)力油槽內的潤滑(huá)油甩起(qǐ)後(hòu),又被流動的氣流衝(chōng)散,形成更小的油滴伴隨油(yóu)流與機組固定件之(zhī)間摩擦、碰撞,產生大量的(de)泡沫,加大透平油與空氣的接觸麵積,促使透平油汽化加劇,形(xíng)成大量的油霧。
3 油霧對機組的危(wēi)害
發電機推力軸承內大量的油(yóu)霧在機組運行過(guò)程中(zhōng)隨著(zhe)大軸轉動,從密封間隙被氣流帶出進入發電機組分風洞。逸出的油霧進入發電(diàn)機內就會造成定子線棒、引線、阻尼環、轉子磁(cí)極等汙染。在下機架、轉子支臂上形成黑色的油汙。油汙對(duì)線棒造成汙染、腐蝕。降低線棒絕(jué)緣,加速設備老化。
轉子製動環被油汙汙染後,降低摩擦係數,延長了停機時間,對推力瓦損壞嚴重(chóng)。若油汙由於劇烈摩擦產生熱量,使其形成油(yóu)煙,這種油煙與機組製動環製動時(shí)所產生的顆粒混合(hé)後進入發電機氣(qì)隙中及(jí)線棒上,清掃起來十分困難,產(chǎn)生的後(hòu)果更為嚴重(chóng)。此現(xiàn)象對水輪(lún)發電機組長(zhǎng)期穩定、可靠運行帶來嚴重後果。同時也加大了檢修、維護工作量。所以解決推力(lì)軸承甩油至關(guān)重要。
4 甩油原(yuán)因分析及解決辦法
推力油槽油(yóu)霧產生是必然的,解決甩油現象必須從密封結構上下手。經過多年檢修經驗及檢查結果發現。造成機組油(yóu)霧逸出的主要原因是軸承密封蓋的結構不合理,在運行中存在密封毛氈被擠壓後無法恢複或得到補償而產生一定間隙,導(dǎo)致密封不(bú)嚴,無法形成密封腔,使大量油霧逸出。所以(yǐ)在2004年05月萬家寨4#機組大修期間,對發電機推(tuī)力軸承密封進行改造。將其更換(huàn)為1種可以(yǐ)自補償接觸式密封。
接觸(chù)式密封是近幾年新開發的1種新(xīn)型密封(見圖1)。上下兩道接觸齒密封內環由8瓣擋油板組合而成,在製造廠經過加工、預裝,現場(chǎng)隻需將四瓣支架按照預裝記號組成一整體。中間空(kōng)腔內空氣依靠(kào)大軸(zhóu)的旋轉使其產生一定正壓,形成1個(gè)良好的(de)氣密封腔。與兩道(dào)接觸(chù)齒密封有(yǒu)機配合,形成1套完(wán)整的密封件。接觸式密封蓋的接觸齒由8瓣擋油(yóu)板(見(jiàn)圖2)組合成(chéng)1個密閉圓環,每相鄰兩瓣擋油(yóu)板之(zhī)間通過柔性密封(fēng)連接來保證其完整性。每1段均能依靠背麵的彈簧徑向自(zì)由前進、後退,能緊隨大軸(zhóu)的位(wèi)移作徑向跟蹤,確保在大軸的擺動下一直保持(chí)與大軸(zhóu)的零(líng)隙接觸運行。由於擋油板接觸齒的材(cái)料選用1種耐磨、耐油、耐腐蝕的複合材(cái)料,在運行(háng)中磨(mó)損量非常小。所以即使接觸齒與轉軸之間長(zhǎng)時間連續接觸,也可以保證擋油板與轉軸之間在任何工況(kuàng)下零間隙運行,能夠起(qǐ)到良好的密封效果。

圖1 接觸式密封示意圖

圖2 接觸式密封蓋(gài)擋油板示意圖
接觸式密封結構還配有1個油霧過濾呼吸器(見圖1),可以在運行(háng)時將(jiāng)油槽內(nèi)產生的油霧通過過濾呼吸器過濾後形成油(yóu)滴流入油槽,而過濾後產生的幹淨氣體則經過過濾呼吸器排出。此裝置在運行過(guò)程中還可以充當1個平壓孔,保證油槽內外壓差為零,防止油霧壓力過大破壞密封,確保密封長期有效。
5 結語
接觸式密封是近幾年來1種新型密封,萬家寨電(diàn)站4#機組推力(lì)軸承密封自改造(zào)以來(lái),經過一年多時間的運行,密(mì)封效果良好,發電機組風洞內環境得到保證,減輕了檢修、維護工作量,確保機(jī)組安全運行,值得在行內推(tuī)廣。
參考文獻:
[1]於海文,李克健.水電廠設備安裝、運行(háng)、維護、檢修(xiū)與(yǔ)標準規範全書[M].北京(jīng):當代中國音像出版社,2001.
來源:《電力學報》2007年(nián)第22卷第3期