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皂市水電站水輪發(fā)電機(jī)組推力組合軸承甩油問題分析及處理

2015-01-14

靳偉鋒1　李磊2　江信斌1
（1.湖南澧水公司皂市水電站，湖南常德 415311；2.湖南澧水公司江埡水電站，湖南張家界 427221）
　　摘　要：介紹了皂市水電站水輪發(fā)電機(jī)組推力組合軸承的結(jié)構(gòu)和甩油問題以及簡單的處理方法，分析了機(jī)組推力軸承甩油的真正原因，并總結(jié)了徹底解決該軸承甩油問題的措施，以期為其他電站處理類似問題提供參考依據(jù)。
　　關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機(jī)組；擋油筒；甩油；改造
　　0　引言
　　皂市水電站位于湖南省石門縣皂市鎮(zhèn)上游約2km的渫水上，下游距石門縣城19km，控制流域面積3000km2，是“1998大水”之后國務(wù)院批準(zhǔn)的長江近期防洪建設(shè)重點(diǎn)工程之一。工程開發(fā)的主要任務(wù)是防洪，同時兼顧發(fā)電、灌溉、航運(yùn)等。2臺水輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)備均由天津阿爾斯通水電設(shè)備制造有限公司制造，水輪機(jī)型號為HLF161AO—LJ一400，設(shè)計水頭為50m，發(fā)電機(jī)型號為SF60—38/9070，額定轉(zhuǎn)速為157.9r/min。2臺水輪發(fā)電機(jī)組分別于2008年4月23日和5月23日正式投入生產(chǎn)運(yùn)營。
　　水輪發(fā)電機(jī)組軸承甩油是機(jī)組安裝、運(yùn)行中常見的問題。湖南澧水公司皂市水電站水輪發(fā)電機(jī)組推力組合軸承自投運(yùn)之后就存在嚴(yán)重的甩油問題，雖經(jīng)2次重裝均未能解決。電站維護(hù)人員只能對水車室及發(fā)電機(jī)下風(fēng)洞蓋板采取定時清掃方式來保證機(jī)組內(nèi)部的衛(wèi)生。為了解決這個困擾機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的問題，電站相關(guān)技術(shù)人員及廠家對圖紙和擋油筒部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析、論證，并提出1號、2號水輪發(fā)電機(jī)組推導(dǎo)擋改造方案。經(jīng)過對推力組合軸承擋油簡的改造至今，運(yùn)行情況良好，處理效果明顯，該經(jīng)驗可以在再具有類似現(xiàn)象的電站推廣。
　　1　推力組合軸承結(jié)構(gòu)
　　皂市水電站發(fā)電機(jī)為立軸二導(dǎo)半傘式結(jié)構(gòu)，推力和下導(dǎo)軸蚓置于發(fā)電機(jī)下機(jī)架油槽內(nèi)，因此簡稱推力組合軸承，采用潤滑油在油槽內(nèi)部循環(huán)的冷卻和潤滑方式。推力軸承采用N87彈性油箱支撐，彈性油箱具有自補(bǔ)償和自調(diào)整能力，使各瓦之間受力均勻。推力瓦為彈性塑料瓦，共12塊，瓦夾角23°，瓦厚180mm。下導(dǎo)軸承采用分塊瓦導(dǎo)軸承，共16塊，下導(dǎo)瓦為鎢金瓦。
　　2　擋油筒甩油問題
　　皂市水電站2臺水輪發(fā)電機(jī)組于2008年投運(yùn)。但投運(yùn)后不久，運(yùn)行維護(hù)人員巡視設(shè)備時發(fā)現(xiàn)2臺水輪發(fā)電機(jī)組水車室頂部均出現(xiàn)大量油滴，經(jīng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)油滴來自推力組合軸承擋油筒底面，并在發(fā)電機(jī)下風(fēng)洞擋風(fēng)板地面聚集后滲漏向水車室。廠家和電站人員初步認(rèn)為是安裝單位在推力組合軸承擋油筒安裝過程中法蘭面未安裝好所致（發(fā)電機(jī)推力組合軸承剖面圖如圖1所示），因此電站特向調(diào)度申請1號水輪發(fā)電機(jī)組停機(jī)消缺處理。安裝單位在消缺時間內(nèi)連夜加班將擋油筒進(jìn)行拆除重安裝，重新安裝后運(yùn)行發(fā)現(xiàn)1號水輪發(fā)電機(jī)組推力組合軸承甩油現(xiàn)象有所改觀，但未能將問題徹底解決。
　　由于當(dāng)時水庫來水偏多，電站研究后決定機(jī)組暫時先運(yùn)行發(fā)電，維護(hù)人員對水車室、發(fā)電機(jī)下風(fēng)洞定期進(jìn)行衛(wèi)生清掃，待年末機(jī)組C級檢修時再做處理。2008年11月末電站2臺水輪發(fā)電機(jī)組C級檢修，檢修時重點(diǎn)對水輪發(fā)電機(jī)組推力組合軸承甩油問題進(jìn)行處理。再次將水輪發(fā)電機(jī)組推力組合軸承擋油筒拆解，拆解后對法蘭面、分半結(jié)合面進(jìn)行打磨去刺處理，并將法蘭面Ø8mm密封條更換為專業(yè)定做的Ø9mm密封條，重新組裝后運(yùn)行發(fā)現(xiàn)擋油筒甩油現(xiàn)象明顯好轉(zhuǎn)，但甩油現(xiàn)象依然存在。
　　3　擋油筒甩油原因分析
　　為了徹底解決這個困擾機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的問題，電站分管生產(chǎn)的領(lǐng)導(dǎo)多次召集機(jī)械維護(hù)專業(yè)人員開會分析研究水輪發(fā)電機(jī)組推力組合軸承甩油問題。經(jīng)過分管站領(lǐng)導(dǎo)和機(jī)械維護(hù)專業(yè)人員仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過2次處理后推力組合軸承擋油筒法蘭面無油滴出現(xiàn)，而看到的甩油主要是順著發(fā)電機(jī)大軸流下，再在下風(fēng)洞擋風(fēng)板底面聚集，由此可見并非擋油筒安裝工藝問題，很可能是發(fā)電機(jī)運(yùn)行時由于離心力、摩擦力等力作用使推力組合軸承油槽里的油沿著推力頭內(nèi)壁爬升，爬升一定高度后濺至發(fā)電機(jī)大軸之后順著大軸流下。機(jī)械專業(yè)人員對照圖紙分析出2種原因：推力組合軸承油位偏高、推力組合軸承擋油筒內(nèi)圈設(shè)計或工藝存在問題。
　　針對第1種原因，機(jī)械專業(yè)人員根據(jù)發(fā)電機(jī)運(yùn)行和停機(jī)時推力組合軸承油位計顯示油位、下導(dǎo)瓦實測位置高度、水輪發(fā)電機(jī)組廠家資料給定油位高度數(shù)據(jù)等分析發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)推力組合軸承油位適中，由此排除油位偏高原因。重點(diǎn)對第2種原因進(jìn)行研究分析并確定安全合理的解決方案。
　　4　擋油筒改造方案和實施過程
　　針對發(fā)電機(jī)推力組合軸承擋油筒內(nèi)圈設(shè)計或工藝問題，機(jī)械專業(yè)人員比對圖紙?zhí)岢鲈趽跤屯矁?nèi)壁上部加高或加裝擋板2種方案。綜合考慮水輪發(fā)電機(jī)組推力組合軸承檢修和機(jī)組盤車時推力瓦加油等問題，并和水輪發(fā)電機(jī)組廠家專業(yè)技術(shù)人員溝通咨詢，Z終認(rèn)定在擋油筒內(nèi)壁上部加裝擋板方案為Z優(yōu)方案。另考慮發(fā)電機(jī)推力組合軸承油槽油順推力頭內(nèi)壁爬升高度問題，需對發(fā)電機(jī)推力組合軸承油槽油呼吸器濾網(wǎng)進(jìn)行處理，適當(dāng)減少油呼吸器濾網(wǎng)層數(shù)，使水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中油槽各處油面氣壓相等、氣流流動順暢，盡量降低推力組合軸承油槽油順推力頭內(nèi)壁爬升高度。
　　在水輪發(fā)電機(jī)組推力組合軸承擋油筒內(nèi)壁上方增加擋油鋼板，擋板內(nèi)徑1380mm，外徑1504mm，厚度5mm，焊接在擋油筒頂部（圖1）。
　　電站在B級檢修時對2臺水輪發(fā)電機(jī)組推力組合軸承擋油筒和油呼吸器進(jìn)行了改造，改造后運(yùn)行證明水輪發(fā)電機(jī)組推力組合軸承擋油筒改造方案是可行的，皂市水電站水輪發(fā)電機(jī)組推力組合軸承甩油現(xiàn)象得到了解決。

來源：《機(jī)電信息》2013年第3期