立式机组水导油轴承跑油分析及处

作者：bearingpower        发表时间：2010-12-12

（张军华 汪元林 何勇）[摘 要]齐溪水电站历经10多年的运行，主轴密封处被磨损，漏水量增大，在一定运行工况下，顶盖上的水满过用以固定2块止水镜板合缝凸起的加强筋时，机组转动，该加强筋就相当于水泵转动的叶轮，在水导轴承内不断地抽真空，当真空度达到一定值时，水导的油就被沿轴套处吸出，出现跑油。处理时采取在止水镜板底座下垫4mm橡皮，提高止水镜板底座高度，避开主轴被磨损部位，以加强主轴密封，并在顶盖上打一个直径为12mm的孔，加大排水量使顶盖上积水不多即可。图1幅，表1个。[关键词]主轴磨损 真空度 水导油轴承 跑油1 电站概况浙江省开化县齐溪电站位于钱塘江南源，水库集雨面积182．65km2，是一项具有灌溉、防洪、发电为一体的综合性水利工程。库容为3 800万m3，最高水位为海拔290m，死水位为266m。电站装机2×5000kW+2×1 250kW,其中1、2号大机组是由杭发厂生产的水轮机型号为HL200-LJ-100，它投产于1987年；3、4号机组为卧式机组，投产于1997年7月。2 问题及初步分析2000年度对齐溪电站2台5000kW机组进行提高出力15％的论证。经对水工设施及机电设备的分析论证，用提高功率因素及控制定子电流的方法提高出力，得到了省水利专家和设计部门的认可；并经省水科院在现场超15％的负荷(5 800kW)下对机组各种参数进行测试，完全满足安全运行要求，能安全可靠连续运行。在不增加一分投资的情况下，把齐溪电站2台5000kW的机组各提高出力15％，为电站创造了良好的效益。此项目获衢州市科技成果三等奖。但在超负荷运行时，也发现了2台机水导漏水增大了些，且顶盖下压力值增大。不久，2台机超15％负荷运行时，2号机发“油槽油位过低”信号，出现水导跑油且顶盖上积水很深，分析是水导密封变差、漏水量增大所致。因此更换水封橡皮板和主轴O型密封圈，然后开机，但漏水量未减少多少；过了10几个小时后又出现了跑油现象。事隔不久1号机同样出现类似的情况。因此要彻底消除水导跑油问题必须进一步查找原因，然后对症下药。1)查找漏水增大原因?水导漏水增大与水导密封有关。水导有3道密封：①迷宫环密封；②主轴上的O型密封圈密封；③水封镜板密封。通过对水轮机水导部分进行解体检查，发现主轴密封橡皮圈把主轴磨进1条1．5mm深的凹槽、水封镜板也有磨损。同时查阅在各种负荷下顶盖下的压力值(见表1)： 机组顶盖下压力值在超负荷运时随负荷增加而增长，这必然给水封的密封止水增加一定的难度。因此，主轴密封处被磨损和顶盖下压力值的增大是水封漏水的主要原因。2)漏水增大以后水导轴承为何会跑油?即使水导密封变差、漏水偏大，怎么会引起水导跑油呢?一时也找不出问题的关键之处。于是查阅图纸、核对实物，解体分析，并进行模型试验。最后得出结论：主轴带动止水镜板高速旋转，止水镜板上凸起的2条加强筋起到水泵的叶轮作用。1、2号机超负荷运行时，顶盖下压力值增大，则轴密封处漏水量增大，当顶盖上积水满到镜板上2条加强筋后(积水深度达8cm)，快速转动的加强筋不断地在水中旋转，使轴承座内下部的水经轴承座上的4个小方孔向外喷出，形成水泵抽水原理。因此挡油筒处的真空度不断增加，当轴承座内挡油筒内的真空度达到一定值时，就将水导油槽内的油沿轴套处吸出，从而使油位下降(见图1)。 3 采取的措施1)从加强水导密封上入手要处理迷宫密封就必须对转轮和座环进行处理，这难度较大，因此把精力放到处理主轴O型密封圈密封和水封镜板上。因此采取的处理方法是：①提高止水板底座的高度因O型密封圈通过止水板底座来固定，主轴O型密封圈如能避开主轴磨损凹槽则密封就能加强。因此适当提高止水板底座的高度，采取在止水板底座下垫4mm橡皮(原来橡皮为1mm)。这样就提高止水板底座的高度，避开主轴被磨损凹槽，加强了主轴密封。②更换水封密封镜板和密封橡皮板，进一步加强水封密封。2)加大排水如果能及时排除顶盖上的积水，即使水封漏水量增大，也不会产生水泵效应。可在顶盖上打直径为12mm的小孔使顶盖上的积水排至集水井。这样双管齐下才能彻底排除故障隐患。4 取得的效果经过上述改进后，在没有修补主轴被磨损的凹槽及顶盖下压力值没有减小的情况下，2台机超负荷运行至今再也没有出现跑油现象。为机组安全、高效运行提供了保障。根据主轴被磨损的时间分析，主轴被磨出新的凹槽大约需要15年的时间。即使水封漏水量增大，只要不超过顶盖的排水量，仍可保证机组的安全运行。5 结束语随着机组运行年限的增加，机械部分磨损必定增大；同时机组超负荷运行时顶盖下压力值增大加剧了密封难度。因此，机组的渗漏水量也将增大。立式水轮发电机组运行时顶盖上积水过深而引起水泵效应，使水导轴承跑油。只要避开主轴的磨损部位按装O型密封橡皮和在顶盖上钻孔增大排水量即能解决跑油问题。作者单位：开化县金溪电站