白沙河电站水导轴承甩油的原因分析及处理措施

白沙河电站水导轴承甩油的原因分析及处理措施

李明林

（国能长源十堰水电开发有限公司 湖北省十堰市 442000）

摘要：白沙河水电站位于湖北省十堰市竹溪县兵营镇境内，电站安装两台混流式水轮发电机组，从投入运行以来，两台水轮机相继出现了水导轴承转动油盆甩油现象，甩油后油量不够，使得水导瓦温升高，为了保证机组安全运行，需要定期向水导轴承加油。通过本次对1号机组A级检修，经分析、计算、试验等方法，找到了油盆甩油的真正原因并进行了处理，取得很好的效果。

关键词：水导轴承；转动油盆；甩油；处理

1 概述

白沙河水电站位于湖北省十堰市竹溪县兵营镇境内，距离十堰市竹溪县65公里，距离竹溪县兵营镇6.5公里，电站建设有2台25MW水轮发电机组，总装机容量50MW。电站两台机组2013年正式投产发电，至今已运营9年。

水轮机主要技术参数如下：

水轮机型号： HLD294-LJ-186

额定水头：82m

最高水头：91.6m

最低水头：66m

额定转速：375 r/min

飞逸转速：725r/min

吸出高程：HS≤-3.0m

额定流量：32.25m³/s

额定功率：25000KW

标准编号：GB/T15468—2006

水轮机水导轴承为稀油自润滑导轴承，水导瓦由四瓣组成，瓦面呈抛物线形状。由转动油盆、油盆盖、轴瓦、轴承体、外置冷却器、上油箱、毕托管等组成(见图1)。水导轴承油路循环情况如下：当机组在运行状态时，转动油盆和主轴一起转动，转动油盆内的润滑油在离心力的作用下，通过毕托管进入外置冷却器，冷却后的润滑油进入上油箱，上油箱的油经过水导瓦热交换后流回转动油盆，转动油盆的油在离心力作用下，再次通过毕托管进入外置冷却器，如此循环。

图1 水轮机水导轴承主要结构

2转动油盆甩油现象

2013年，1号、2号机组相继投入运行，运行后不久，在两台机组顶盖上发现有大量的油迹，在水导轴承支架内表面和主轴密封排水管表面附着有油迹。从水导上油箱油位观察孔观察，发现上油箱油位不高，油位有下降趋势。运行一段时间后停机检查，发现转动油盆油位从135mm(水导转动油盆设计正常油位是135mm)下降到110mm,机组每运行一周左右时间，就需加1次润滑油，停机检查转动油盆油位均有下降现象。多次处理无明显改善，严重影响了机组的安全运行。

3甩油原因分析

1)机组投产初期，安装单位对转动油盆及轴承进行过多次组装，并检查过组合面无错边，所有定位销和把合螺孔正常，转动油盆组合面塞尺检查无间隙，并对转动油盆做了煤油渗漏试验，试验时间30min无渗漏，符合技术要求。通过运行观察，在停机状态下检查转动油盆外表面和油盆底部表面，没有油迹存在，可以排除转动油盆底部及组合面渗漏油的可能。

2)转动油盆高度不足，使得转动油盆内的润滑油从转动油盆与水导轴瓦之间的迷宫间隙处甩出。经现场检查不存在这一问题。

3)水轮机摆度过大，超过规范允许值。经人工测量和振摆仪测量，水导摆度也符合规范要求，可以排除这种可能。

4)机组运行中，油面因离心力的作用向转动油盆外壁涌高、飞溅，易使油洙或油雾从转动油盆与水导瓦之间迷宫间隙处甩出。同时，随着机组运行时间延长，水导轴承瓦温和温度的升高，使油槽内油和空气体积膨胀产生内压，在它的作用下，转动油盆内的油雾随气体从转动油盆与水导瓦之间的迷宫间隙处逸出。从运行情况来看，外甩油虽然存在，但不是主要原因。

5)“O”型密封圈直径偏小导致上油箱与水导瓦间组合面密封不良，造成漏油。将2号机上油箱解体，对上油箱的组合面和“O”型密封圈进行了处理，重新更换新的“O”型密封圈(见图2)。渗漏试验合格后将上油箱和水导一起回装。

图2更换“O”型密封圈示意

6)机组毕托管安装不当，油循环不畅，引起漏油。1号机运行几小时后，再次停机进行检查。拆出水导轴承座，发现转动油盆上部有明显的油迹，在水导轴承支架内表面和主轴密封排水管表面留有油渍。由于机组运行时转动油盆中的油在离心力的作用下，成抛物线贴着油盆壁旋转，如果毕托管安装不当，就不能使油从转动油盆经过毕托管进入冷却器，造成机组运行时转动油盆油位升高，导致转动油盆中的油从转动油盆盖与水导轴瓦间的间隙处甩出。

经过分析，造成水导转动油盆甩油的主要原因是毕托管安装不合理，机组运行时水导油循环不畅，使转动油盆内的油位过高，引起向外甩油。

4改进与处理

1)对转动油盆盖进行处理，制作挡油盘，将挡油盘焊接在油盆盖上，阻止甩出的油流出污染机组其他部件。

2)对毕托管进行重新安装，水平段长度尺寸进行调整。将毕托管水平进油段至转动油盆底部的距离进行适当调整,这样可以使油盆内的油从毕托管尽可能多地进入上油箱，以增加上油箱的回油量。

3)毕托管回装前在毕托管油口处进行特殊处理，调节毕托管水平段长度尺寸,毕托管口至转动油盆壁之间的水平距离进行优化，满足进油量最大的原则；同时改变进油管的安装位置，使管口截面与机组旋转中心线垂

直。这样当机组转动时，由于离心力作用，转动油盆的油进入毕托管的流速大大增加，油从毕托管进油口能更多地进入上油箱，以增加上油箱的回油量，从而进一步减少转动油盆的甩油量。

4)经以上改进后，回装水导轴承，开机试运行，水导转动油盆未发生甩油现象。

5结束语

白沙河水电站两台机组水导轴承转动油盆长期存在的严重甩油现象，给机组安全运行带来了较大的威胁，通过上述改进和处理后，水导转动油盆严重甩油现象已消除，机组经近3个月时间运行检验，上油箱油位从原来的60mm增加到了105mm, 测量水导油位保持在135mm,满足设计要求，技改取得了良好的效果。

参考文献：

[1]赵一龙,钟乔兴.水轮发电机组推力上导轴承油盆甩油分析及处理[J].云南水力发电,2011,27(04):107-111.

[2]宋海辉,谢云敏,匡和碧.水轮发电机推力轴承甩油的技术改造[J].中国农村水利水电,2005(02):102-105.

[3]陈泰源.水口水电站深井泵技术问题的处理[J].水电站机电技术,1995(04):29-30+34.