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　　摘　要：水電站立式反擊式機(jī)組推力軸承及上導(dǎo)軸承，在機(jī)組運(yùn)行過程中，出現(xiàn)甩油，是一種較為普遍的現(xiàn)象，軸承甩油給機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行帶來巨大的安全隱患和危害。土卡河電站3號機(jī)組上導(dǎo)軸承存在著嚴(yán)重的內(nèi)甩油現(xiàn)象，給設(shè)備安全帶來嚴(yán)重的隱患，本文介紹了此現(xiàn)象出現(xiàn)的原因分析和解決方案及效果。
　　關(guān)鍵詞：上導(dǎo)軸承；甩油；彈性盤車；同心度
　　1　工程概況
　　土卡河水電站位于云南省江城縣和綠春縣交界處的李仙江流域干流上，是李仙江流域七個梯級電站的Z末一級，電站為河床式地面廠房，安裝3臺單機(jī)容量55MW（Z大容量60MW）的機(jī)組。電站3號發(fā)電機(jī)組于2007年7月投產(chǎn)。
　　電站水輪機(jī)為軸流轉(zhuǎn)槳式，型號為ZZD409-LH-580，水輪機(jī)共有5個槳葉，轉(zhuǎn)輪名義直徑為5800mm，額定出力56.4MW，額定水頭25m，鋼筋混凝土蝸殼。
　　發(fā)電機(jī)為立軸全傘式三相凸極同步發(fā)電機(jī)，型號為SF55-52/9500，額定功率55000kW，額定轉(zhuǎn)速為115.4r/min，轉(zhuǎn)子共有26對磁極，采用密閉自循環(huán)空氣冷卻通風(fēng)方式。發(fā)電機(jī)只有上導(dǎo)軸承和推力軸承，沒有下導(dǎo)軸承，推力軸承設(shè)置在轉(zhuǎn)子下方的下機(jī)架上部，上導(dǎo)軸承位于轉(zhuǎn)子上方的上機(jī)架中心內(nèi)。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動部分采用三段軸結(jié)構(gòu)，由發(fā)電機(jī)主軸、轉(zhuǎn)子中心體及頂軸組成。發(fā)電機(jī)推力軸承的型式為液壓彈性油箱支承式，推力瓦為東方型彈性金屬塑料瓦，共有12塊推力瓦，推力瓦設(shè)有支柱螺釘，用于調(diào)整推力瓦的受力。
　　2　存在問題
　　土卡河水電站3號機(jī)組上導(dǎo)軸承在運(yùn)行時，內(nèi)甩油現(xiàn)象十分的嚴(yán)重，機(jī)組往往在連續(xù)運(yùn)行2～3d后，轉(zhuǎn)子支臂上端面就會附著一層油污，發(fā)電機(jī)空氣冷卻器散熱翅片也會懸掛一層油滴。上導(dǎo)軸承內(nèi)甩油不僅嚴(yán)重浪費(fèi)透平油資源，更重要的是污染定子、轉(zhuǎn)子線圈，加速線圈老化，損壞絕緣，縮短機(jī)組的使用壽命。另外大量的油污由發(fā)電機(jī)流到水輪機(jī)室，并經(jīng)排水系統(tǒng)排入河道中，污染了河道水系。
　　日常維護(hù)中，在上導(dǎo)油槽油位低的時候，要給上導(dǎo)軸承補(bǔ)充透平油，增加了日常維護(hù)的工作量。因?yàn)樯蠈?dǎo)軸承油位計(jì)位于上機(jī)架中心體外側(cè)，觀察油位需要通過定子、轉(zhuǎn)子，然后到達(dá)油位計(jì)處，需要停機(jī)環(huán)境下進(jìn)行，造成機(jī)組運(yùn)行和檢修的毛肚十分突出。
　　3　甩油原因分析
　　在機(jī)組運(yùn)行中，潤滑油沿著擋油桶和導(dǎo)軸承軸領(lǐng)（或推力頭）間的間隙向上升，越過擋油桶并沿著內(nèi)表面向下流，由于離心力的作用，油被甩向外圍空間，落在發(fā)電機(jī)其它部件上，稱為內(nèi)甩油；當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時油或油霧從油槽蓋板與導(dǎo)軸承軸領(lǐng)或推力頭的密封處溢出，甩向油槽蓋板外部，稱為外甩油。土卡河水電廠3號機(jī)組上導(dǎo)軸承甩油現(xiàn)象，屬于內(nèi)甩油。
　　造成機(jī)組軸承內(nèi)甩油的原因主要有以下幾個原因：（1）機(jī)組上導(dǎo)軸承透平油加油太多，機(jī)組在運(yùn)行時，軸領(lǐng)旋轉(zhuǎn)帶動軸領(lǐng)與擋油桶間透平油旋轉(zhuǎn)，靠近擋油桶處油位上升，溢出擋油桶造成甩油；（2）機(jī)組運(yùn)行時，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上端部由內(nèi)向外送風(fēng)，在上導(dǎo)軸頸內(nèi)部與擋油桶間形成負(fù)壓，將油面吸高并甩濺出擋油桶，流到發(fā)電機(jī)內(nèi)部造成甩油；（3）由于制造、安裝的原因，造成擋油桶與發(fā)電機(jī)軸頸不同心，機(jī)組在運(yùn)轉(zhuǎn)時，帶動油面旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)的油流由間隙大的地方旋轉(zhuǎn)到間隙小的地方時，便會加速并破壞原有的油面波形，飛濺出擋油桶，流到發(fā)電機(jī)內(nèi)部，造成甩油；（4）擋油桶或軸頸內(nèi)部有較大的凸起、凹陷部位或者遮擋物體，機(jī)組在運(yùn)行時產(chǎn)生的高速油流打在凸起、凹陷部位或遮擋物體時，產(chǎn)生飛濺和油霧，飛出擋油桶，形成內(nèi)甩油。
　　由于3號機(jī)組上導(dǎo)軸承油位并沒有超出設(shè)計(jì)油位的高限，而且與1號、2號機(jī)組油位基本一樣，可以排除油位過高因素引起的甩油。經(jīng)檢查擋油桶及軸領(lǐng)內(nèi)部儲油部位，沒有發(fā)現(xiàn)有大的凸起、凹陷部位和遮擋物體。由此可以確定甩油現(xiàn)象是由于擋油桶與發(fā)電機(jī)軸頸不同心造成的，經(jīng)過測量，發(fā)現(xiàn)上導(dǎo)軸領(lǐng)到上導(dǎo)軸瓦座以及擋油桶到發(fā)電機(jī)大軸之間都存在大于1.5mm的同心度偏差，檔油桶與大電機(jī)大軸同心度偏差過大，導(dǎo)致了上導(dǎo)軸承的內(nèi)甩油。
　　4　問題處理
　　4.1 處理方案
　　由于上導(dǎo)擋油桶與上導(dǎo)油槽底部法蘭是口配合，間隙很小，調(diào)節(jié)量不大，不能滿足規(guī)范要求擋油桶與大軸的同心度誤差上限為1mm的調(diào)節(jié)需求，只能通過移動機(jī)組轉(zhuǎn)動部分來滿足上導(dǎo)軸承軸領(lǐng)與擋油桶之間的間隙。
　　測量機(jī)組轉(zhuǎn)動部分與固定部分各部位間隙，主要是槳葉與轉(zhuǎn)輪室、空氣間隙、上導(dǎo)擋油桶與發(fā)電機(jī)上端軸間的間隙、檢查各部間隙是否滿足規(guī)范要求，分析計(jì)算上導(dǎo)軸承的位移量，位移后各部位間隙是否滿足規(guī)范要求，在各部位間隙滿足規(guī)范要求的同時，盡量調(diào)整擋油桶與發(fā)電機(jī)軸的同心度，Z后重新調(diào)整推力軸承彈性油箱的受力符合規(guī)范要求，調(diào)整的過程中要兼顧推力軸承的水平度。
　　4.2 數(shù)據(jù)分析
　　經(jīng)分部測量，結(jié)果是：
　?。?）空氣間隙平均值為14.37mm，規(guī)范要求實(shí)測值與平均值的偏差不大于平均值的±8%，合格范圍為14.37±1.15，即13.22～15.52mm之間，各測點(diǎn)數(shù)據(jù)在合格范圍內(nèi)，但明顯存在向-Y、-X的45°夾角方向偏心1mm；
　?。?）上導(dǎo)瓦架與軸承座中心偏移1.5mm，方向與空氣間隙相同，同樣是向-Y、-X的45°夾角方向偏心1mm，轉(zhuǎn)輪間隙基本均勻。
　　空氣間隙偏差、上機(jī)架與上導(dǎo)軸承座偏差，說明機(jī)組轉(zhuǎn)輪室、定子、上機(jī)架的同心度存在偏差。對機(jī)組進(jìn)行盤車檢查，將框式水平儀放置在鏡板外側(cè)，隨盤車一起旋轉(zhuǎn)，測量鏡板的水平滿足規(guī)范要求，確定機(jī)組轉(zhuǎn)動部分的垂直度合格。依據(jù)規(guī)范要求槳葉與轉(zhuǎn)輪室間隙的偏差應(yīng)不大于±20%，經(jīng)計(jì)算，轉(zhuǎn)輪體在+Y、+X的45°夾角方向有0.7mm的位移量，位移后，轉(zhuǎn)輪室間隙仍能滿足規(guī)范要求。
　　在將轉(zhuǎn)動部分整體向+Y、+X的45°夾角方向整體移動0.7mm后，測量槳葉與轉(zhuǎn)輪室間隙，各間隙均在合格范圍內(nèi)。移動后，上導(dǎo)軸領(lǐng)與軸承座間的中心偏差也相應(yīng)的減少了0.7mm，由原來的1.5mm變?yōu)?.8mm，仍存在一定的偏差。而轉(zhuǎn)輪室間隙已經(jīng)不允許進(jìn)一步的采用平移方法進(jìn)行調(diào)整。為了進(jìn)一步消除誤差，安裝4塊相互對稱的水導(dǎo)瓦將水導(dǎo)固定，防止轉(zhuǎn)輪移動，將上導(dǎo)軸承向+Y、+X的45°夾角方向移動0.5mm，使轉(zhuǎn)動部分向該方向傾斜，由于從上導(dǎo)到水導(dǎo)的距離為17mm，此時對轉(zhuǎn)動部分垂直度造成的偏差小于0.03mm/m，理論上滿足規(guī)范要求。調(diào)整后分別測量空氣間隙及上導(dǎo)軸承座到軸領(lǐng)距離，各間隙均在規(guī)范要求的合格范圍之內(nèi)。
　　4.3 效果檢查
　　轉(zhuǎn)動部分經(jīng)過平移和人為的傾斜后，其重心也發(fā)生了變化，推力瓦的受力情況也發(fā)生變化，因此要重新調(diào)整推力瓦受力，也即調(diào)整彈性油箱的壓縮值，使壓縮值的偏差小于0.2mm，通過彈性盤車檢查機(jī)組的軸線合格，同時在盤車的過程，測量槳葉和轉(zhuǎn)輪室的間隙以及空氣間隙均滿足規(guī)范要求，并用旋轉(zhuǎn)法測量鏡板水平度為0.025mm/m，超出規(guī)范要求的0.02 mm/m，考慮到機(jī)組為全傘式機(jī)組，徑向軸承只有上導(dǎo)和水導(dǎo)，鏡板水平的稍微超差，對機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行影響不大。
　　5　試運(yùn)結(jié)果
　　土卡河3號機(jī)組經(jīng)過重新調(diào)整轉(zhuǎn)動部分的中心、推力軸承的受力、鏡板水平，重新分配導(dǎo)瓦間隙，機(jī)組在空轉(zhuǎn)以及帶負(fù)荷后各部軸承的振動、瓦溫均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，其中上導(dǎo)擺幅為0.04mm，水導(dǎo)擺幅為0.13mm，經(jīng)過2個月的運(yùn)行后，上導(dǎo)軸承接油槽及轉(zhuǎn)子上端面也沒有發(fā)現(xiàn)油污，徹底解決了上導(dǎo)軸承的內(nèi)甩油問題，優(yōu)化了機(jī)組運(yùn)行的安全性。
　　在機(jī)組的安裝、檢修過程中，一般對機(jī)組軸線、推力瓦受力、空氣間隙、止漏環(huán)間隙等影響電磁不平衡、水力不平衡以及機(jī)械不平衡的因素都會嚴(yán)格控制，往往放松了或放寬了對其他細(xì)節(jié)的控制，導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行出現(xiàn)不該有的問題，值得深思。