近尾洲水电厂深井泵电机渗油原因分析及处理方法

近尾洲水电厂深井泵电机渗油原因分析及处理方法

敖润春

湖南五凌电力工程有限公司 湖南 长沙 410007

摘 要：近尾洲电厂渗漏排水系统采用高扬程深井泵形式从厂区渗漏集水井往尾水排水，水泵电机为河南省许昌机电厂生产的YLB200-1-4型深井泵专用电机，由于年代已久，受当时技术水平限制，一直存在渗油设计缺陷，近几年来，由于受磨损影响，情况日趋严重，联系厂家产品又已换代。因此，问题一直得不到解决，针对此问题，本人对该类电机结构进行了深入的调查研究，原因分析，并结合新替换产品设计思路，大胆对整个润滑机构进行改造，处理后效果良好。

关键字：电动机 稀润滑油 间隙渗油 离心力渗油 震荡油流 挡油环 甩油环 导油环

Cause analysis and treatment of oil leakage of deep well pump motor in Jinweizhou Hydropower Station

Ao run chun

(Hunan wuling power engineering Co.,Ltd,Changsha Hunan 410007)

Abstract: High lift deep well pump is adopted in the leakage drainage system of Jinweizhou Power Plant, and the pump motor is YLB200-1-4 deep well pump special motor produced by Xuchang Electromechanical Plant of Henan Province. Due to its long history and limited technical level at that time, there has been a design defect of oil leakage coupled with the impact of wear, the situation has become more and more serious in recent years. And the manufacturer's products have been upgraded, therefore, the problem has not been solved. In view of this problem, I conducted in-depth investigation and research on the structure of this kind of motor, analyzed the reasons (of oil leakage), and combined with the design ideas of new replacement products, boldly reformed the whole lubricating system, and achieved good results after treatment.

Key words: Clearance oil leakage of motor thin lubricating oil centrifugal force oil leakage shock oil flow baffle ring slinger oil guide ring

近尾洲水电厂位于湘江中游，地处衡南、常宁、祁东、祁阳四县交界处，距衡阳市公路75公里，是湘江干流开发规划中的第五级电站，水库总库容4.6亿立方米，正常蓄水位66米，相应库容1.543亿立方米，坝址以上控制流域面积28600平方公里，占湘江全流域面积的30.2%，多年平均流量752立方米/秒。坝顶高程76米，大坝全长810米，安装有三台由奥地利制造的灯泡贯流式水轮发电机组，单机容量为21.06MW, 总装机容量63.18 MW, 设计年发电量2.92亿千瓦时。

厂区渗漏排水系统为该厂主厂房主要排水机构，承担厂区机组、流道、各孔洞渗漏积水，也包括检修集水井溢流过来部分，是排水系统最后保障部分。因此，一旦出现故障，极有可能造成水淹厂房现象。水泵平时运行时间长，启动频繁，因此，对电机及泵体都有相当高的要求，万一渗油严重导致润滑油过少，便造成轴承润滑不良，轴承温升增大，加剧了润滑油减少速度，从而最终导致设备损坏，整个系统瘫痪。

1 原因分析

近尾洲电厂渗漏排水系统深井泵为立式水泵，其配套的电动机采用稀油润滑的滑动轴承，运行过程中，经常有油滴往外飞逸，由于受离心力作用，流向转子上的油流飞溅至定子线圈上，受含杂质润滑油影响，转子绝缘容易被腐蚀而造成整体绝缘降低。相关专业人员多次解体检查，针对轴承密封处进行处理，每次仅能保持数日便又开始渗漏，因此，未得到根本解决，就将一直受甩油问题的困扰。

甩油环集油槽 挡油环

渗漏深井泵电机甩油环与挡油环实际照片

分析立式电动机渗油原因，必须要先了解其渗油的属性，方能对症施治，从根本上解决渗油问题。结合以往拆装经验，经过对其结构的分析，大概可将该渗情况分三大类：一类是油从电机轴与挡油圈间隙渗出，我们姑且叫做间隙渗油；另一类是油流从挡油环与甩油环之间受离心力作用上升至轴承密封处，经轴承甩出，我们称其为离心力渗油；第三类与第二类雷同，油流从挡油环与甩油环之间震荡作用，部分飞溅至轴承密封处，我们简称其为震荡油流，以下分别对三类甩油情况进行祥细分析。

1.1、间隙渗油

首先我们来分析整个电机润滑结构，电机上端轴承润滑结构自内而外分别为：轴、挡油环、甩油环、导油环、油腔。在电机停转状态下，轴承与两环（导油环与甩油环）之间间隙是不存在油流的，也就是这个间隙远远高于油腔内油面的。电机运行时，受离心力作用，甩油环开始工作，将油腔内润滑油提升至滚珠轴承内，起到润滑的目的，由于高速电机离心作用，滚珠轴承油流会往外飞逸至油腔内壁，然后留下回到油腔内，如此循环。那么在电机高速运转的时候，油流也没法从电机轴与甩油环之间间隙渗漏的可能。只有在电机停转的时候，轴承残留油流会落下，积累于轴与导油环、甩油环间隙中，由于此间隙为金属配合，多次拆装，间隙自然增大，加之其间设置有键槽，因此，积累的油流便渗漏至电机转子内部。

1.2、离心力渗油

从前面我们知道，高速旋转电机会带动甩油环，从而使油流旋转上升至滚动轴承，如同日常生活中所见的漩涡，旋转油流沿导油环爬升至滚动轴承连接处，那么这个时候，因为受甩油环外围旋转油流以及甩油环内壁影响，在甩油环与内部挡油环之间间隙也同样会形成相对较小的漩涡，同样，旋转油流沿甩油环内壁爬升至上端轴间隙处，飞溅到轴与挡油环之间，形成下滑油流，自转子流出。

1.3、震荡油流

由于加工原因，甩油环并非绝对圆柱体，加之与高速电机同步的甩油环受离心力作用，使用中难免容易造成变形、缺损现象，旋转时对内侧润滑油产生不均匀冲击，如同用手拍打撞击静止油面一样，造成油面飞溅，部分润滑油呈颗粒状飞溅至挡油环端口，从而流进转子内部。除此之外，受水泵本体影响，系统震动同样会引起这种现象。

输 油孔

导油环

甩油环

挡油环

集油槽

锥口去除部分

电机上端轴承润滑机构剖面图

2处理方案及过程

2.1、间隙渗油

间隙渗油相对来说容易解决，原来部分老师傅以及厂家专家分别对该处提出了各自宝贵意见，即在装配前于轴与两环间隙之间填补耐油平面密封胶。此次处理材料工器具为：乐泰598耐油平面密封胶1只，乐泰755清洗剂1瓶，抹布2公斤，细齿平锉刀1把，金相砂纸2张。先将轴表面及键槽处用细齿锉刀打磨平整，用砂纸去掉周边拆装引起的毛刺，然后用755清洗剂将表面处理干净。同样，将待安装的甩油环、导油环清洁处理好（用755清洗剂冲洗完后勿再用抹布或其它材料接触，以防密封胶与金属密封不牢实）。将平面密封胶598均匀涂抹于大轴联接面及键槽中，套上甩油环，同样在甩油环顶端涂抹一层密封胶，安装导油环，再次于导油环顶端涂抹密封胶，将键槽间隙填满，安装滚珠轴承，去除挤出的多余密封胶，待数小时平面密封胶干后便可进行充油等工作。此方法关键在于密封键槽间隙、甩油环、导油环与轴承之间的连接面，从而防止停泵所致渗漏微小油流的作用。

2.2、离心力渗油

离心力渗油为部分润滑油受高速旋转甩油环内侧离心力作用，在甩油环与挡油环间隙内形成漩涡，漩涡边缘高速油流沿甩油环内侧爬升至顶端平压间隙所致。因此，只要消除上升油流，即可防止油流往上爬升至轴间隙处。分析甩油环结构，发现厂家在设计当初有考虑少许上升油流消除思路，即在甩油环顶端加工两道槽口，用于积累上升少许油滴，截断上升油流。这个思路可以解决电动机短时间启泵渗油的目的，事实证明，现场刚启泵一段时间内是未曾发现有渗油现象。但是，如果电机运行时间过长，油流积满油槽，便如同没有加工油槽一般，直接覆盖过去，油流继续上升至间隙口。因此，该设计仅可以消除短时间启泵造成的离心力渗油现象，结合渗漏排水泵运行工况，长时间频繁启动运行，便容易形成持续运行导致的上升油流渗出。为此，只有完全消除上升油流，才可彻底解决离心力渗油现象。通过对甩油环高速运转时油流受力进行，油流在高速旋转时受力是垂直于甩油环平面向外的，那么我们在装配前于集油槽内加工4个圆孔，分别按照旋转方向往后倾斜，就可以消除甩油环内侧油流，油滴受离心力往外排出。同时，倾斜口可以尽最大限度防止甩油环与导油环之间油流压入甩油环内侧，导致甩油环内腔油面升高而从轴间隙处溢出。

2.3、震荡油流

前面原理分析，震荡油流为导油环非规则圆柱体所致，那么我们只有从甩油环结构上进行改造，第一是将导油环内侧加工至绝对光滑与绝对标准圆柱面；第二是采用高强度抗变形材料，防止甩油环在高速旋转时产生变形。这样做不太符合实际且改造费用昂贵，安装精度要求极高，相对来说较为困难。那么我们从力学上分析，油流震荡时所受力方向肯定是垂直于甩油环内壁平面的，由于内壁每个方向都可能会产生向中心的力，因此油滴相互排挤碰撞造成飞溅，那么假设我们改变震动力的方向，使油流统一往一个方向震荡，便不会产生相互排挤碰撞现象，从而消除油面飞溅现象。于是我们将甩油环内表面加工成锥面，而且这个锥面必须一直延生至油面以上，锥面向下倾斜，这样，整个润滑油在震荡时所受震荡分力是往下的，从而大大减少飞溅上爬油流，有效阻止震荡油流渗出。

3结束语

通过上述方法对近尾洲电厂渗漏排水系统深井泵电机进行改造处理后，现运行正常，未再发现渗油现象。此次改造不仅仅针对渗漏排水系统电机，同时适用于场内其他排水系统深井泵类型电机，也可应用于国内其他厂家所生产大中型稀润滑油立式电动机，该处理方法可为部分老企业节省巨额的处理费用与大量人力物力，轻松达到“老设备新用”的目的，解决设备长期隐患。在此，希望此处理方法能在其他企业解决类似问题中起到些许借鉴与参考作用。

【参考文献】

[1] 电机与拖动（2008） 许建国 高等教育出版社

[2] 电机检修工（高级工.1997） 山西省电力工业局编 北京中国电力出版社

[3] 电动机的结构与维修（2009） 杜德昌 电子工业出版社

作者简介：

敖润春（1983-），男，湖南平江人，助理工程师，主要从事电气一次检修工作。