袁 鋒（fēng）
（甘肅匯（huì）能新能（néng）源技術（shù）發展責任有限公（gōng）司）
摘 要： 燈泡貫流式機組的軸承潤滑油係統一般采用（yòng）外（wài）循環冷（lěng）卻供油方式。就黃河大河家水電站（zhàn）機組（zǔ）軸承油（yóu）係統在設計、製造（zào）和安裝中（zhōng）存在的問題如何改進作一介紹，並提出幾點建設性設想。
關鍵詞：燈泡貫流式機組；軸承潤滑油係統；技（jì）術改造；設（shè）想
1 概況（kuàng）
黃（huáng）河大河家水電站位於甘肅積石山縣大河家鎮、甘青公路黃河大橋上遊約100m處黃河右岸邊。該電站總裝機容量6 Mw(2×3Mw)，設計水頭7m，Z大水頭7.95 m，設計引用流量100.50m3/s。水輪（lún）機（jī）型號GZSIIIB-WP-275，發（fā）電機型號SFWG3000-40/2860。主機設（shè）備由重慶水輪發電機廠製造，設計單位甘肅省水電勘測設計研究院，安裝單位由甘肅省水電（diàn）工程局承擔。在機組安裝（zhuāng）過（guò）程中，發現了設計和製造上的諸多（duō）不合理（lǐ）之處，因各種原（yuán）因對其部分零部（bù）件進行了（le）技術改造。
2 潤滑（huá）油係統供油方式
本電站采用外循環冷卻間接供油方式，即油泵→高位油箱→主供油電磁閥→軸（zhóu）承→低位油（yóu）箱。電站油務係統包括潤滑油係統和調速器油係統，統一采（cǎi）用L-TSA46汽輪機油。
3 油係統中存在（zài）的問題（tí）
3.1 設備製造錯誤
3.1.1 發電機推（tuī）力（lì）軸承和徑向軸承為組合軸承，布（bù）置在轉子上遊側，設計采用單根油管（GN25 mm）供油進行潤滑（huá）冷（lěng）卻。分析（xī）設計原理：進油管（guǎn）自機架＋X方向進（jìn）入（機（jī）架（jià）內油管（guǎn）路（lù）製造廠已配置），部分油量流入徑向軸瓦（wǎ）間隙（筒式瓦）潤滑冷卻後流回推力油（yóu）盆；部分油量直接流（liú）入推力軸承油盆。推力油盆－Y方向兩（liǎng）側45°方向上各開設一溢油孔，其高度在油盆正常油位線上，通過軸（zhóu）承後的熱油經溢油孔流進推力軸承下（xià）方的（de）回（huí）油槽。由回油槽（cáo）流入低位油箱（即回油箱），低位油箱內設雙層過濾器和雙冷卻器。
徑向軸承（chéng）座設計為水平套裝在機架（jià）內，按設計原理：機架內供油管出口與軸承座進油孔（孔徑φ20mm）應在同一方向、同一（yī）位置，潤滑（huá）冷卻油方能順利進入徑向軸瓦間（jiān）隙；同時主軸旋轉（zhuǎn）方（fāng）向為順（shùn）時針，潤滑冷卻油隨主軸旋轉沿徑向軸瓦進油邊進入主（zhǔ）軸下半部（bù），形成（chéng）油膜而起到潤滑冷卻作用。
但是，在對徑向（xiàng）軸（zhóu）承座進行解體、軸瓦刮研、組裝時發現，軸承座進油孔雖然也開在＋X方向上，但與機架進油管口水平錯位（偏向下遊）達（dá）200mm，且（qiě）機架（jià）與軸（zhóu）承座之間（jiān）組裝配合間隙僅1mm。同時（shí），在軸承座外圓上進油孔與機架出油（yóu）管口之間還設置了一道橡膠密封圈，要使（shǐ）潤滑油順利流進徑向（xiàng）軸瓦內，根本沒有可能，經查製造（zào）廠設計圖與實物對照兩者完全一致，說明是製造廠設計錯誤。
3.1.2 轉輪槳葉操（cāo）作壓（yā）力（lì）油泄漏問題。該電站水輪機轉輪為轉槳式，轉輪腔內十字滑塊及（jí）槳葉樞軸潤滑油由高位油（yóu）箱（即重力油箱）設置獨立管路供給（設計油壓0.18Mpa），而槳葉操作壓力油由調（diào）速器供給（設（shè）計油壓2.50Mpa）。因製造原因操作（zuò）壓力油有泄漏現（xiàn）象，其泄漏（lòu）量約為15L/h（數據由製造廠運行時提供）。由於潤滑油油壓（yā）低於操（cāo）作油油壓，因而槳葉操作壓力油由高壓腔向低壓腔（qiāng）泄漏，壓力（lì）油經泄漏進入十字滑道內經潤滑油（yóu）管路反竄到高位油箱。機組在運行時，調速器油壓（yā）裝置（zhì）油槽內的油量將逐漸減少，必須定時補充油量；而低位油（yóu）箱內（或（huò）回（huí）油箱）的油量則逐漸（jiàn）增（zēng）加，必須定時排放，這將嚴（yán）重危害機（jī）組的正常運轉。
經試驗，每班次需向壓力（lì）油槽內（nèi）補充約150～200公升汽輪機油，而低位油箱則需排放相應的（de）油量（liàng），給正常運行帶來了不便（biàn）和隱患（huàn）（因電站設計圖紙未設計調速器係統（tǒng）與潤滑冷卻油係統之間的聯絡管）。
3.2 設計缺陷
3.2.1 管路布置上的（de）缺陷。重力油箱向機（jī）組軸承供油采用單管獨立供油方式，水導軸承供油管徑為GN25 mm鍍鋅管，發導與推力軸承供油管徑為GN32 mm鍍鋅管（在（zài）軸（zhóu）承附近變徑為GN25 mm）。重力油箱安裝（zhuāng）高程為1782.50 m，機組安裝高程為1765.50m，其落差造成的（de）油壓為0.17Mpa（設計要（yào）求油壓為0.18Mpa）。上遊（yóu）流道底板高程為1 763.32m。發導、水導供油（yóu）管布置於管道電纜層上遊側牆內，發導與推（tuī）力（lì）軸承供油管經上遊流道底板由燈泡（pào）頭下引入機組（zǔ），管路為倒虹吸布置；水導軸承供油管沿管道電纜層底板（bǎn）由水輪（lún）機進人孔引入。由於管路長、管徑小、彎頭多，管路沿程和局部損失造成軸承進油口處實際油壓（yā）不足0.10Mpa。
3.2.2 油係統管網中的（de）缺陷
①油庫與低（dī）位油（yóu）箱、調速器壓（yā）力油槽之間僅設計了淨油供油管路，而未（wèi）設計低位油箱、高位油箱、壓力油槽向油庫回收汙油管路及相應的輔助（zhù）設備。當機組潤滑冷卻油、調速器油需要進入油庫汙油（yóu）桶淨化時就十分麻煩。低位油箱布置在廊道層回油箱室，安裝高程為（wéi）1 761.80m，而油庫地坪高程（chéng）為（wéi）1 769m，二者相差7.20m。當運行油需淨化時要臨時架設油泵（bèng）及（jí）相應管路（lù）等（děng）輔（fǔ）助設施，無形中增加了檢修不必要的工作量。②針對槳葉操作（zuò）壓力油泄漏問題，設計上沒有給予足夠的重視和采（cǎi）取相應的（de）措施，以彌補設備製造上的不足。
3.3 安裝中存在的問題 高位油（yóu）箱安裝（zhuāng）在主廠房頂部，各供油管從油箱底部引出（chū），經一懸空水平明管段後（hòu）連接到管道電（diàn）纜層上遊側牆（qiáng）內予埋管口，懸空高度為（wéi）10.50m，安裝較為困難（nán），結果安裝時將該段管路敷設成了逆坡降；另外，管路上設計選用的自動化元件有嚴重質量問題，在2號機組試運行時，由於油（yóu）管內混入了（le）空氣使供油中斷，造成了（le）水（shuǐ）導瓦嚴（yán）重燒傷而被迫停機事件（自動化元件如電磁閥、流量信號器均未動作和發出信（xìn）號）。
4 技術改造
4.1 針對推力徑向組合軸承（chéng）進油管口錯位（wèi）問題（tí），在充分領會設計原理和意圖的基礎上，將機架內原管（guǎn）路取消（即封堵）。並設想在原管口（kǒu）向下遊平（píng）移200mm的位（wèi）置上（shàng）重新開孔布設管路，經查閱圖紙（zhǐ）對照實物，分析認為此方案行不通。原因是：機架（jià）是發電機的承重部（bù）件（jiàn）（機組為兩支點），同時還承擔著調節整台機組的（de）水平度和發電機定轉子（zǐ）空氣間隙的任務，所以機（jī）架在結構上對強（qiáng）度和剛度要求很高，采用箱式結構雙層鋼板焊接而成，鋼板厚度40mm。若在（zài）其上開孔（kǒng）（孔徑Z小在30mm以上）隻有兩個途（tú）徑：一是鑽孔，二是氧氣割圓（yuán）。現場鑽孔不具備條件，返廠時間不允許；而現場割圓雖能完（wán）成，但（dàn）無法保證機架局部受熱變形問題。
在對照實物時，發現徑向軸承座頂部（＋Y方向）有一加工通孔，孔徑為20mm，可（kě）否利用此孔作為潤滑冷卻油進口？經分析（xī）論證：機架上部布置有風道（為不（bú）受力結構），如果將管路由風道進入（筋板厚度20mm）連接到軸承頂部的加工通孔上，由於供油路徑的改變，潤滑冷卻油先進入徑向軸承（chéng），然後流（liú）回推力油盆，這就充分保證（zhèng）了徑向軸承的潤滑冷卻油量，比原設計更為合理。認為此方案可行，經試驗改造後的軸承管路，供油效果良好。
4.2 針對槳葉操作壓力油（yóu）泄（xiè）漏問題，考（kǎo）慮到低位（wèi）油（yóu）箱內的（de）多餘油量應（yīng）及時排出，同時應將此部分“多（duō）餘”油量及時補（bǔ）充到壓力油槽。改造時利用低位油箱的排（pái）油孔（製造時予留兩個排油孔），將兩台油箱聯接後利用管路（lù）與漏油箱（xiāng）連接（低位油箱與漏油箱同高程）。由（yóu）漏油箱上的油泵將“多餘（yú）”油量直（zhí）接送回壓力油槽。
另外（wài）將兩台高位油箱也串聯起來，因為，兩台機組（zǔ）在運行時，高、低位油箱的油位不可（kě）能在同一時間內在同一刻度上，必定有差（chà）距，這樣兩台機組可以互補盈虧，提高機組運行的可靠程度（在（zài）試運（yùn）行期間，高、低位油箱內的液位信號器因質（zhì）量問（wèn）題，曾造成高位（wèi）油箱內的油量（liàng）放空而（ér）未動作（zuò）發信號，低（dī）位油（yóu）箱內的油量外溢而油泵未啟動而造成被（bèi）迫停（tíng）機事件）。經改造後的廠內油務係統聯成了一個整體循環管網，滿足了機組正常運行的需（xū）要。
5 幾點設想
①在高位油箱與油庫之間增設一條聯（lián）絡管（guǎn）路；②在高位油箱與壓力油槽之間增設一條聯絡管路；③在低位油箱與壓力（lì）油槽之間增設（shè）一條聯絡管路（lù）；④在低位油箱與（yǔ）漏油箱之（zhī）間增設一條聯絡管路；⑤在低（dī）位油箱與油庫之間增設一條聯絡管路；⑥建議在今後機組軸承潤滑供油管路設計時，從高位油箱到（dào）每（měi）台機組應盡（jìn）可能采用獨立大口徑（jìng）管道供油，到（dào）機組附近再分支管到軸（zhóu）承，這樣，一是減小管路的沿程和局部損失，保證供油壓力和油量；二是節省材料和減少安裝工作量；⑦建議製（zhì）造廠在（zài）今後生產同型號（hào）機組時，把槳葉操作壓（yā）力油泄漏問題作為研究課（kè）題徹底（dǐ）解決（jué）。
增設以上管（guǎn）路及相應附屬設備，即可將（jiāng）電（diàn）站各自獨立的潤滑油係統和調速油係統改造成一個有機（jī）的整體的電站油務係統，將極大地提高電站運行（háng）的可靠程度，同時改善和減少了運行隱患及運行工作量。
