水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)甩油原因分析與處理

1、 水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)甩油原因分析與處理 浙江省白鶴水電站是一座以發(fā)電為主的引水式電站，裝有2臺12.5 MW立軸混流式水輪發(fā)電機(jī)組。 機(jī)組水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)如圖1所示。該機(jī)采納反螺旋自循環(huán)自冷式軸承，為筒式分半結(jié)構(gòu)。軸承由軸承支架、旋轉(zhuǎn)油盆、軸承體、軸瓦、油箱、冷卻器等組成。軸承支架為鑄鋼，下法蘭鎖在頂蓋上，上法蘭承受軸承體，旋轉(zhuǎn)油盆材料為Q235A，鎖在主軸上，軸向靠卡槽定位，徑向由銷定位。旋轉(zhuǎn)油盆分兩半面，中分面由22只M12×65的螺栓聯(lián)接。旋轉(zhuǎn)油盆與旋轉(zhuǎn)油盆蓋靠12只M16×40螺栓聯(lián)接。 圖1 水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)圖 1 旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)甩油狀況 (1) 2000年6月，1號機(jī)組投入運(yùn)

2、行，當(dāng)機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行15 min左右時(shí)，發(fā)覺在水車室內(nèi)水導(dǎo)軸承支架與軸承體之間有少量霧狀油甩出。隨著時(shí)間的延長，甩油量越來越大，40 min后軸瓦溫度已達(dá)56(正常運(yùn)行時(shí)一般不超過55)，并有上升的趨勢，且水車室內(nèi)有異味，機(jī)組只得退出運(yùn)行。 (2) 2000年6月，2號機(jī)組投入運(yùn)行，空載時(shí)旋轉(zhuǎn)油盆處未發(fā)覺滲漏油；在機(jī)組過速試驗(yàn)后，旋轉(zhuǎn)油盆蓋處有微量油霧，用一塊吸油紙貼在軸承支架上并順著機(jī)組軸向監(jiān)測，可發(fā)覺越靠近旋轉(zhuǎn)油盆蓋組合縫油跡越多；帶負(fù)荷運(yùn)行4 h后，甩油量明顯加大，軸瓦溫度從原有的51左右開頭上升，消失與1號機(jī)組類似的狀況。停機(jī)冷卻后，用手動油位計(jì)檢查旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)油位，發(fā)覺油位從11

3、6 mm降至70 mm，旋轉(zhuǎn)油盆外殼發(fā)燙。 2 旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)甩油的緣由 (1) 旋轉(zhuǎn)油盆蓋與軸承體間隙偏小且不勻1號機(jī)組在空載運(yùn)行時(shí)，軸瓦溫度較高，解體后曾在軸承體組合上面加0.10 mm的銅皮，擴(kuò)大軸與軸瓦的間隙，以降低瓦溫。但同時(shí)引起軸承體橢圓度加大，實(shí)測油盆蓋與軸承體間隙平均值為0.55 mm(設(shè)計(jì)值為0.600.80 mm)，其中最小間隙值0.25 mm。在機(jī)組高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)油盆蓋與軸承體間隙不均，造成旋轉(zhuǎn)油盆蓋局部偏磨。運(yùn)行一段時(shí)間后，蓋板(鋁制)發(fā)生塑性變形，旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)的油在高速離心力的作用下從變形處甩出。 (2) 旋轉(zhuǎn)油盆油位過高 通過試驗(yàn)發(fā)覺，旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)油位偏高，是產(chǎn)生甩油

4、的一個(gè)重要緣由，由于油位過高，油膨脹后，簡單飛濺。但油位過低，會造成潤滑不良。 (3) 密封結(jié)構(gòu)及密封材質(zhì)的影響 經(jīng)檢查，旋轉(zhuǎn)油盆蓋與旋轉(zhuǎn)油盆之間靠止口定位，協(xié)作較松，并用*4橡皮條密封，但旋轉(zhuǎn)油盆蓋端面密封槽太深，使得*4橡皮條壓縮量不夠。密封效果不好、從而造成旋轉(zhuǎn)油盆甩油。 (4) 旋轉(zhuǎn)油盆煤油滲漏試驗(yàn)存在問題 旋轉(zhuǎn)油盆中分面用螺栓組合后，進(jìn)行煤油滲透試驗(yàn)，是確認(rèn)旋轉(zhuǎn)油盆本體是否滲漏的主要方法之一。經(jīng)調(diào)查，試驗(yàn)時(shí)主要存在的問題有：煤油浸泡量不夠，即煤油應(yīng)當(dāng)灌至旋轉(zhuǎn)油盆組合縫頂部，而實(shí)際達(dá)不到此要求；煤油滲漏試驗(yàn)時(shí)間短，按要求至少要保持4 h，無滲漏現(xiàn)象；旋轉(zhuǎn)油盆中分面不平，有高點(diǎn)、毛刺等特

5、別。 (5) 旋轉(zhuǎn)油盆整體強(qiáng)度及聯(lián)接螺栓的緊力不夠經(jīng)檢查，發(fā)覺1號旋轉(zhuǎn)油盆蓋發(fā)生塑性變形，2號旋轉(zhuǎn)油盆蓋縱向有長達(dá)15 mm的裂紋，且始終擴(kuò)散到根部。而2臺機(jī)組的旋轉(zhuǎn)油盆組合縫緊固螺栓，旋轉(zhuǎn)油盆與旋轉(zhuǎn)油盆蓋處的聯(lián)接螺栓，均發(fā)覺有明顯拉長和部分松動。筆者認(rèn)為這是由于機(jī)組高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)油盒在離心力的作用下，因其整體強(qiáng)度及油盆的緊固螺栓及聯(lián)接螺栓的緊力不夠而造成的。 3 旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)甩油的處理 (1) 對1號機(jī)變形的旋轉(zhuǎn)油盆蓋校內(nèi)，并把間隙放大到1.00 mm。然后將旋轉(zhuǎn)油盆解體，對組合縫處的高點(diǎn)、毛刺，用細(xì)銼刀、砂皮進(jìn)行修磨處理。 (2) 重新組合旋轉(zhuǎn)油盆，勻稱對稱緊固聯(lián)接螺栓后，經(jīng)過嚴(yán)格規(guī)范的滲

6、漏試驗(yàn)。 (3) 安裝時(shí)，嚴(yán)格工藝措施，實(shí)行緊固一遍螺栓檢查一次間隙，以確保間隙勻稱，緊力足夠。 (4) 改進(jìn)旋轉(zhuǎn)油盆蓋處密封結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)油盆分半，法蘭面開“L"型槽，旋轉(zhuǎn)油盆蓋的平面開“-"型環(huán)槽，旋轉(zhuǎn)油盆端蓋處加兩道迷宮密封。 (5) 檢查油位在合適位置。通過多次試驗(yàn)，旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)的油位掌握在80100 mm較相宜。 (6) 為削減塑性變形，改善旋轉(zhuǎn)油盆組強(qiáng)度、加大螺栓緊力，避開甩油，又作了如下處理： 重新鑄造旋轉(zhuǎn)油盆(材料Q235-A)，并要求對旋轉(zhuǎn)油盆動平衡試驗(yàn)嚴(yán)格把關(guān)； 考慮到旋轉(zhuǎn)油盆固有結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場布置，旋轉(zhuǎn)油盆中分面筋板厚度不變，組合螺栓由原來的M12增至M20，數(shù)量不變；旋轉(zhuǎn)油盆組合面橫板厚度由原來的30 mm減至12 mm，螺栓數(shù)量由12只增至16只。通過改進(jìn)，在加大螺栓緊力的同時(shí)，基本保證旋轉(zhuǎn)油盆外圈重量不變。 全部螺栓材料由原來的A