低水头立式水轮发电机组导轴承甩油原因分析与处理方法探讨

低水头立式水轮发电机组导轴承甩油原因分析与处理方法探讨

宋晓燕

国网四川省电力公司富顺县供电分公司 四川自贡643200

摘要：立式水轮发电机组轴承甩油,首先要对整个装置和元件进行全方位的检测,准确的找到存在的安全隐患,提供修复方案,提高操作的稳定性。本文总结概括了立式水轮发电机组的维护保养方式,并对小型立式水轮机组轴承甩油成因和预防措施的基本要点做出了说明,为立式水轮机组的平稳运行提供参考意见,然而,在实际工作中仍然要求实际从业人员进一步的累积经验,并钻研更加有效的维护保养技能。

关键词：立式水轮；发电机组；导轴承甩油；原因分析；处理方式

一、小型立式水轮发电机组轴承甩油原因

1.内甩油的原因

发动机在正常工作中,因为定子转动而引起风力,使推力头或导轴颈的上侧和油面之间,会形成局部负压,使油面吸高,从而甩向发电机里面,由此形成了内甩油；此外,由于在挡油筒和推力头以及导轴颈间的圆壁之间,常常由于设备设计和使用环境的各种因素,而产生了不同程度的偏心,从而导致装置内的油环很不均匀；如果将这个空间设置的比较小,那么其相对离心率就会增大,这样当由推力头以及导轴颈内部所带动其间的静油旋转后,就起到了近似于偏心油泵的效果,使润滑油环中产生了一个较大的高压脉动,并由此向上窜油,从而甩向了发电机内,这也是发电机内甩油的另一种原因。

2.外甩油的原因

机组工作中,推力头和镜板外壁将带动高黏滞的静油运动,使油表面物质由于离心力效应而向油槽外壁面涌高、溅落和搅动,易使油珠或油雾从油槽盖板的缝隙处逸出,从而产生向外甩燃油。另外,由于轴承温度的增加,使润滑油槽里的润滑油与空气容积扩大,从而形成了内压,在压力的影响下,油槽内的油雾随气体从盖板空隙中逸出,也是向外甩油的另一种成因。

二、小型立式水轮发电机组轴承甩油的原因分析

1.当水轮发动机在低速性能下工作时,油槽中挡油管与镜板之间的润滑油,及挡油管与导轴承滑转子间的润滑剂,尚可保持在低压层流状况下正常工作。而当空气流速达到了规定时候,便转为空气湍流,由此产生对油的扰动,使油表面的气体混入了油中,由此造成油内产生大汽泡。汽泡上升后,在油表面产生了很厚的一层油沫,油沫的积聚很快就造成了挡油管的溢油。

2.推力头及导轴承滑转子上开有甩油孔。在通常采用分块瓦的情况下,瓦间距离很大,因而在运行时甩油孔内压力和流量周期性变化,助长了油槽内油的扰动和充气,容易产生溢油。

3.当旋转设备在油槽内旋转时,推动油槽中的润滑油进行旋转,转动的润滑油碰到静止的固定部位,从而引起润滑油的喷溅。尤其是当油温升高时,更容易形成油雾,油雾顺着推力头的平衡通道流入发动机内。

4.因止档油筒与推力头内壁之间在装配与制作上的偏差,形成了不同程度的偏心,因此它们内部的油环也会有多有少。这样,当推力头随着发电机转动时就将带着在止档油筒之间的润滑油进行旋、动,从而形成很大的脉动压力,使润滑油向上流窜到发动机里。

5.有的机组的盖板距油面较近,一方面由于油面上方的空间小,油内汽泡的转移使该处空气压力上升;另一方面由于油在油槽内旋转时受到结构件的局部阻碍而产生油的飞溅,也容易造成油从盖板合缝处渗漏或从密封处逸出。

6.在通风系统中,轴承盖板密封或档油管与转轴的间隙有时处于风路的负压区,从而助长了油槽内的油雾和油沫向外逸出。

7.合缝面漏油的主要原因是密封制造质量和变形问题。以前常用平板橡皮作为合缝面密封,由于合缝面不平等因素导致密封不严。还有些是焊缝质量不良,加工误差等原因造成的。

8.由于毛细管的作用,使得温度计引线渗油。

总之，影响轴承甩油的因素既多又复杂,且互相牵连和影响。如旋转体上有无压力和流量变化的导瓦供油孔,旋转体外侧上方空间中气压的变化,油槽内部件的结构与相对尺寸等,都对轴承甩油有很大的影响。

三、小型立式水轮发电机组轴承甩油防止措施

1. 可在上机架下面的立轴上设置一个风机,并在其周围设有挡风圈,同时在油槽盖板上开若干个更大尺寸的槽，这样可以消除止档油筒内的负压,发动机正常运行时,风机随立轴一起转动,并同时向前扇风,从而打开了中间止挡油筒的负压区而阻止了燃油的溢出，油槽里的油气在风机压力下,由上盖通气孔流出,并附在上盖上,而不会进入到发电机内。

2.在挡油管,推力头以及导轴承滑转子处安装阻油环,这样在甩油情况不严重时是可行的。

3.轴承旋转体内侧为斜面时,离心力的分力使旋转体内侧表面上的油粒有沿斜面向下的作用力,有助于减少油的甩出。

4.推力槽中，若在油面上的空隙过小,一是由于透平油的飞溅大而容易抛油,二是通过此空隙的气体压强太大而容易导致油雾外逸,所以,必须在结构设计时进行特别注意。因此，在大推力油槽筋板上装设呼吸机,用于调整油槽口处空气内的气体压强,以减轻或防止甩油。

5.推力头外侧空间的压力变化,也影响甩油。因此,有些电站将盖板上的观察孔改为通气孔,使与大气连通,从而,油槽上方空间中的气压比密封时低,既改变了推力头油槽内外侧油面高度,又有利于油沫释放气体,减少油内充气。

6.缩小挡油管到轴承旋转体的径向间隙,并注意其同心度,不仅有利于减少油的扰动,而且有利于减少油内气泡通过径向间隙,使它们在自己上方积聚,从而减少挡油管处溢油的可能性。但从制造加工和安装角度来看,间隙又不能太小。且挡油管与旋转体的径向间隙不需要从上到下都缩小,而应在油面以下的一段予以缩小,油面以上的一段应适当扩大。这样,可使先上来的油气释放，从而达到减少甩油的几率。

四、结语

总之，在水导轴承方面，甩油故障属于水轮机较为多见的一类故障。然而，这类故障将危害到整个机组在运行方面的质量以及使用年限。所以，不论是设计与安装部门，还是技术人员，都应当认真落实自己的工作，充分发挥轴承性能参数的作用，尽量防止甩油现象出现。