向家坝电站TAH机组推导油槽接触式油挡结构分析

刘钊

（向家坝水力发电厂，四川 宜宾 644612）

1 引言

众所周知，水轮发电机组推导油槽盖板密封不良会给机组的安全稳定运行带来不小的隐患。根据国内各型水电厂的实际运行经验来看，推导油槽盖板密封的好坏直接决定了发电机风洞内的油雾严重程度。一般来说，推导油槽如果采用传统盖板，实际运行过程中风洞内油雾将较为严重；如果采用接触式油挡，实际运行过程中风洞内油雾将大大减少。为减少风洞内油雾造成的系列不良影响，向家坝电站推力油槽没有采用传统的迷宫环固定齿式密封盖板，而采用了接触式油挡。

2 传统推导油槽密封盖板应用现状

传统推导油槽盖板采用迷宫环固定齿式密封，一般分为上下两层，每一层端部均采用铜性材质，以避免运行过程中盖板与推力头接触而刮伤推力头。推导油槽盖板密封性能主要靠上下两层铜齿密封来提供。从各型水电站机组运行情况来看，传统推导油槽密封盖板在应用中主要存在如下几个方面的问题：

（1）大量的油雾外溢带走大量油液，使得油槽油位逐渐降低，严重时将影响轴瓦润滑和冷却效果，甚至可能导致烧瓦事故的发生，给机组安全稳定运行带来巨大隐患；

（2）逸出的油雾在发电机风洞中与各类粉尘混合在一起形成油泥，附着在定子通风槽及定子上下端部，严重影响定子散热，附着在线棒端部，严重影响线棒的散热和绝缘性能；

（3）油雾凝结到风洞地面、下机架以及油槽本体上，形成污染，增大日常维护的工作量的同时也增加了维护人员工作时的安全隐患。

3 向家坝TAH机组推导油槽接触式油挡结构特点

在细致了解了传统推导油槽密封盖板的应用现状后，向家坝电站为了避免大量油雾从油槽密封盖与推力头之间间隙逸出所带来的不良后果，经过与厂家咨询，在设计联络会上提出采用接触式油挡。

3.1 接触式油挡整体布置

向家坝推导油槽接触式油挡总共由12块密封盖组成。密封盖为全接触式盖板，主体采用轻质铝合金材料。每两瓣之间用定位螺栓和紧固螺栓把合。每一块盖板上都有一个呼吸器，每间隔一块还增加了一个靠外侧的呼吸器，总计18个呼吸器，用于平衡盖板内外压差。同时，在对称方向还设置了两根油雾吸收管路用于油雾的排出，油雾吸收管路直接从油雾存储腔接入，外面连接油雾吸收装置，对称的设计使得油雾的排出更加均衡，油雾存储腔内的气流更加稳定，不会产生啸叫声或者紊流进而对接触式密封齿产生影响（如图1所示）。

3.2 接触式油挡密封齿设计特点

图1 接触式油挡整体布置

接触式油挡的密封性能是靠上下两层全接触式密封齿提供的。两层密封齿之间的空间为油雾存储腔，用于暂时存储油雾。接触式密封齿为TN系列接触式耐磨材料，是一种新型的高分子复合材料。此种材料具有耐磨、耐油、耐高温、耐老化、耐化学腐蚀等特性，并具有自润滑功能,与转轴直接接触不会引起转轴发热及磨轴的现象,同时也不会引起轴系振动。制作时，将接触式密封齿分成若干小段，每一小段都制成为与推力头相同的弧度。一般一块推力盖板上由8小段接触式密封齿组成，如果小段分得太多，将增加安装工作量，同时也增多了小段之间的连接点，加大了漏油隐患。在每段接触式密封齿外弧侧的两端安装有弹簧片，弹簧片伸缩范围为3～5 mm，安装调整好后可以保证接触式密封齿始终保持与大轴接触，达到防止漏油的目的，此外，在密封盖主体与机架之间把合螺栓处还采取了绝缘处理，以防止产生轴电流，引起电腐蚀（如图2所示，图2为图1沿A-A剖面）。

图2 接触式油挡密封齿设计

3.3 接触式油挡呼吸器

为了减轻推导油槽内部油雾压力，向家坝TAH机组接触式油挡上加装了18个用于平压的油雾过滤呼吸器，并在其与密封盖主体联接处加装了密封垫，避免油雾沿结合面爬出。呼吸器主要由本体、折流板、集油器等组成，它可以使油雾通过折流板到集油器的过程中，由油雾凝结成油滴，并返流到油槽内，同时经过过滤的空气被排出，从而达到滤油和平衡气压的作用。

向家坝TAH机组接触式油挡上的呼吸器有两种规格，本文为了叙述方便，将每一块盖板均布置有的呼吸器称之为呼吸器1，另一种呼吸器称之为呼吸器2。

呼吸器1共计12个，均布置于每一块盖板上，用于平衡上层接触式密封齿内外的气压，避免过大的负压对上层接触式密封齿产生影响甚至致其密封不严进而导致油雾从上层密封齿泄露出去（如图3所示,其中图3为图1沿C-C剖面）。

图3 呼吸器1布置

呼吸器2共计6个，每间隔一块盖板布置一个，用于提前释放过大的油槽内部油雾压力，避免过大的油雾压力对下层接触式密封齿产生影响，继而致使过多的油雾逸至油雾存储腔内增加上层接触式密封齿的负担甚至通过上层密封齿泄露出去（如图4所示，图4为图1沿H-H剖面）。

图4 呼吸器2布置

4 向家坝TAH机组推导油槽接触式油挡优缺点

4.1 接触式油挡的优点

（1）材质为铝合金，设备质量轻盈，便于运输搬放；

（2）整圆由12块组成，单块质量小，便于安装拆卸；

（3）每一块盖板上有8等份接触式密封齿，每一等份均能径向前进和后退，前进后退量总计可以达到3～5 mm，安装调整好前进量和后退量后可以完全满足向家坝机组推力头摆动幅度的要求，并且接触式密封齿灵敏度高，能紧随轴的位移做径向跟踪，因此可以确保密封齿在轴系径向摆动情况下一直保持和轴无间隙配合运行，确保良好的密封性能，进而完美地解决传统推导油槽盖板油雾逸出量过多的问题。

4.2 接触式油挡的缺点

向家坝TAH机组推导油槽接触式油挡的缺点主要在于造价昂贵、更换成本较高。

5 向家坝TAH机组推导油槽接触式油挡应用展望

根据国内各型水电厂的长期运行情况来看，接触式油挡与传统推导油槽密封盖板相比，油雾逸出量大大减少，风洞环境污染也得到减轻，同时，定子线棒的污染情况得到有效缓解，其绝缘性能和运行可靠性比以前有了很大的提高。相信向家坝TAH机组在未来的运行时段里，这种接触式油挡的良好密封性能将会继续得到验证，并为向家坝TAH机组的安全稳定运行贡献力量。

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