一种水导轴承智能防油雾装置的研究与应用

一种水导轴承智能防油雾装置的研究与应用

杨 ,明

四川华电西溪河水电开发有限公司，四川成都，610041

[摘  要] 水轮发电机组轴承油槽一直存在较严重的甩油、漏油及油雾逸出现象，油雾的泄露不仅影响水轮发电机组的安全稳定运行，又给工作人员带来了很多清理油污的工作，严重降低了工作效率。本文提出了一种水导轴承智能防油雾装置，为解决油雾逸出问题提供了借鉴与参考。

[关键词] 智能；油雾；密封齿；送气装置；油雾自动处理装置；呼吸器

0 引言

地洛水电站位于四川省凉山州布拖县和金阳县境内的金沙江一级支流西溪河干流上，是西溪河干流梯级开发的第四个梯级电站，为闸坝引水式开发，水库总库容为272万m³，电站装机2台，单机容量50MW，总装机容量100MW。

1 现状

地洛电站自投产运行以来，水导轴承油槽密封一直存在油雾逸出问题，污染水车室环境，增加清理油污难度，并需要经常性补油维持水导轴承正常油位，造成透平油损耗大。虽多次对水导轴承盖密封进行更换或换型，效果并不理想。

2 危害

水轮发电机组轴承箱漏油、甩油使机组透平油损耗曾大，造成组运行环境不好，需要经常向油槽加油，增加了日常维修维护的工作量，也大大增加了机组的检修次数，既费工费时，又增加了机组的运行成本。水轮发电机组油槽油雾现象应引起广大工程技术人员高度重视。

3 原因分析

（1）水轮机轴与盖板间隙过大，设计单边间隙为1.5mm，但在运行过后平均间隙超过2mm，使油雾逸出有了更宽的通道。

（2）轴承盖仅有一层空腔，不能连续对油雾进行降压，导致空腔内油雾压力仍然较大而逸出（见图1）。

（3）轴承盖的密封齿为普通羊毛毡，极易磨损而不能起到密封作用。

图1：地洛电站机组水导轴承盖结构图

4 治理措施

针对水导轴承出现油雾逸出现象，提出采用水导轴承智能防油雾装置治理措施。

水导轴承智能防油雾装置主要由座圈、密封齿、气密封板、定位挡板、送气装置、油雾自动处理装置、呼吸器、出口冷凝器、智能执行机构、电气控制单元组成（见图2）。

图2：智能防油雾装置结构图及部件图

4.1工作原理

水导轴承防油雾装置采用气密封板阻挡油雾，密封齿的随动密封作用及定位挡板的密封作用进一步阻挡油雾逸出，向下弯曲的气密封板可自动与转轴紧密贴合，达到最佳的密封状态，特别在风压增大时，可使气密封板与转轴之间贴合更加紧密，有效防止油雾逸出。如下腔室中出现少量油雾，可通过吸油雾管路将油雾自动输送至油雾自动处理装置中进行集中处理，通过油雾自动处理装置含有的过滤装置过滤后，干净的空气通过油雾自动处理装置外侧连接的出风口引导至终极过滤装置中进行观察，过滤后的油通过油雾自动处理装置底侧的回油管路重新返回油槽。

此种密封结构既包含了动态的运行，又包含了静态的需要，将动态与静态有机地结合在一起，以满足运行中各种压力的需要，能有效的解决水导轴承密封出现的甩油、漏油及油雾逸出现象。

4.2水导轴承智能防油雾装置各个部件功能及作用

（1）座圈：主体为轻便坚固的AZCX21D牌号合金材料（镁基合金），在满足强度的要求下比传统的铝合金材料轻，该材料比重1.5，相比传统的铝合金材料轻约45%。

（2）密封齿：多等分功能，密封齿按圆周方向等分成若干偶数等份。补偿及退后功能，密封齿背部安装有可编程程序控制器，通过远程控制监测进行数据编辑，完成自动调整随动密封齿与转轴之间的设计间隙功能，实现无需拆卸密封盖主体即可检查调整设计间隙全部过程。密封齿材料，选用了非金属高分子合成材料，具有良好的绝缘性能、耐油、耐高温、耐老化、耐化学腐蚀等特性，并且具有良好自润滑功能，磨擦系数极小。

（3）衡力弹簧：沿圆周分布，安装时进行精确调整，保证圆周密封齿在转轴偏摆时向心运动受力均匀。

（4）气密封板：具有优良的自润滑性能，磨擦系数极小，耐高温、耐磨擦。向下弯曲的气密封板可自动与转轴紧密贴合，达到最佳的密封状态，特别在风压增大时，可使气密封板与转轴之间贴合更加紧密，有效防止油雾逸出。

（5）定位挡板：在安装时起到自动定位作用，又能起到密封作用，在机组运行时对转轴无损伤。

（6）呼吸器：可维持油槽内外压力平衡。

（7）送气装置：在规定的时间内工作，向上腔室内送入一股气压，这股气压既能起到风压密封板的作用，又能有效的阻断油雾的溢出。

（8）风量调节阀：调节上腔压力数值，使上腔压力值始终在设定的压力值范围内运行。

（9）油雾自动处理装置：在规定时间内工作，将下腔内的油雾吸至油雾自动处理装置中进行处理，通过油雾自动处理装置含有的过滤装置过滤后，干净的空气通过油雾自动处理装置外侧连接的出风口引导至指定位置进行观察，过滤后的油通过油雾自动处理装置底侧的回油管路重新返回油槽。

（10）出口冷凝器：将油雾自动处理装置收集到的油进行集中处理，便于观察油雾情况。

（11）电气控制单元：内部集成自动控制系统，可自动控制整套密封系统在设定范围内工作。

5 产品优势

①传统密封主体采用铸铝合金或钢件材料，由于电站空间狭小，不利于检修。创新智能防油雾装置密封主体采用AZCX21D新型合金材料，比重1.5，相同结构下，重量比传统的铝合金材料轻约45%，对后期的维修、维护提供了便利的检修条件。             

②传统的密封齿在机组运行时，容易产生热量，会影响机组的安全稳定运行。密封齿背部安装有可编程程序控制器，通过远程控制监测进行数据编辑，完成自动或手动调整密封齿与转轴之间的设计间隙功能，实现无需拆卸密封盖主体即可检查、调整设计间隙全部过程。同时在机组运行过程中，也可通过远程控制监测，对密封齿与转轴之间的设计间隙进行自动或手动调整，使维修、维护更加简单、方便，同时也保障了机组安全稳定运行。

6 小结

水导轴承智能防油雾装置采用密封齿、气密封板、定位挡板相结合的密封形式，密封齿的调节间隙功能，可实现无需拆卸密封盖主体，就可调节密封齿与推力头之间的间隙达到设计值要求，充分缩短机组检修、维护、维修周期，既减轻了工作人员的劳动强度，又能有效地解决地洛电站水导轴承油槽出现的甩油、漏油及油雾逸出现象。