YLKS1200-8TH 6500型核级电机漏油分析及处理

2017-01-05郑晓彤

电气技术与经济 2016年6期

关键词：油雾油位油封

郑晓彤

（上海上电电力工程有限公司）

YLKS1200-8TH 6500型核级电机漏油分析及处理

郑晓彤

（上海上电电力工程有限公司）

中核福建福清核电有限公司于2014年投入商业运行，装机容量为4×1000MW，反应堆形式为压水反应堆，总共配备有9台海水循环泵电机，其中8台常用，1台为备品。该型电机在使用不到一年的时间内，已有两台出现油从电机冷却器处渗出的现象。下文详细分析了此现象发生的原因及处理措施，介绍了改造后的循泵电机在实际运行取得的良好效果。该方案对于实现该类型电机漏油改造有着重要的借鉴意义。

核级电机；漏油；改造

0 引言

中核福建福清核电有限公司（简称“福清核电”）海水循环泵电机系上海电机厂有限公司生产的YLKS1200-8TH 6500型核级大型三相异步立式电机，额定功率6500kW，电压等级6600V。该电机的结构特点为悬垂立式安装，由定子，转子，上、下机架，空水冷却器等部件组成。上轴承采用径向导瓦及推力式滑动轴承，下轴承采用径向导瓦，冷却为两端对称进风的径向通风系统。电机通过一台行星减速齿轮箱直接驱动海水循环泵。其检修一般在机组换料大修期间进行。

1 故障现象及分析

1.1 故障现象

该电机在运行约一年时间后，发现用于滑动轴承冷却的汽轮机油从电机两侧的冷却器水室渗出,对应位置地面有较多油迹。由于机组在运行，无法停泵检修，只能加强监测，定期检查上下轴承箱油位有无明显下降。直至2014年7月机组停机大修，次循泵电机的漏油情况已相当严重，故趁此机会解体检查，检查发现结果如下：

1）打开电机底盖人孔门，见绕组端部、人孔门背面、导风圈密封橡皮处均有残油，且密封橡皮也因油雾及油雾凝结的积油而腐蚀变形（见图1）。

图1

2）拆除负压平衡管、滑转子油封罩及油封，测量油封内径，发现已磨损，尺寸见表1。

3）拆除电机上油箱、甩油盘及上端盖，检查发现甩油盘表面只有少许油迹。

4）检查两侧空水冷却器其底部有较多的油渍，冷却片上也有明显的油渍。

5）抽出电转子，检查定、转子铁心表面，发现均有油迹，越靠近下部越为明显（见图2）。

图2

表1

6）拆解下油室油呼器，发现其内部纤维滤网已吸满由油雾凝结而成的积油，尝试贴住滤网表面使劲吹气，且不透气（见图3）。

图3

1.2 故障分析

从解体检查发现的状况分析，因为电机上轴承箱底部的甩油盘表面并无大量油渍，电机定、转子铁心表面上端部也没有大量油渍现象，该电机的下轴承箱内结构为滑转子（即轴套）与滑动轴承，起到负荷侧限位作用，且也采用汽轮机油进行润滑，故可断定冷却器两侧水室处漏油是来自电机下轴承箱内的汽轮机油。通过现状进行分析，漏油的成因主要来自两方面：

1）电机在高速运转运行时，由于滑转子的旋转，润滑油在离心力的作用下不断流动飞溅，撞击到油室内壁和冷油器等部位形成油雾，充斥到油室整个空间。并且下导瓦和滑转子的摩擦产生热量，而使油室温度升高，进一步加剧油雾的产生，使下油室空气体积膨胀，压力增高。且电机底部离心式风扇造成的局部微负压，从而形成油室内外的压力差，此时虽有负压平衡管补气，但如果油室内呼吸器呼吸不畅通，如油位过高导致呼气息孔被堵塞（经测量，下油室标准静止油位距离呼吸器管孔底部仅4mm，见图5），呼吸孔径偏小或过滤纤维吸满油雾无法通气）等原因造成呼吸器不能正常呼吸。那么油室内的压力终将超过负压管所产生的压力。在压差的作用下，油雾从油封与滑转子的缝隙中外逸，通过电机转子自带风扇的内循环，将带有油雾的热气输至空水冷却器重遇冷凝结，依附定、转子铁心，端部绕组表面，并在堆积后滴落在冷却器及底部、盖板上端面。

2）该电机上下均为6快径向可调滑动轴承，电机组装时，如调整不到位或调整方式有误，会导致转子倾斜或转子铁心相对定子铁心的中心位置偏移，使得定、转子间隙偏差过大，滑转子与其配合处油封因偏转，单面受到较大的径向力而加速磨损，最终无法起到密封油气的效果。

图4

3）电机底部导风圈密封条密封效果较差，导致负压平衡管进口处腔室内气压较小，无法有效地将油气密封于滑转子第三道与第二道油封之间。

4）下轴承箱内的油位过高，设计静止油位应为导瓦轴向中心位置。但电机在实际运转过程中，由于离心力的存在，会使轴承箱外部油位计显示油位低于电机静止时油位计显示油位，约10mm。往往此时运行操作或日常维护人员会认为下轴承箱内缺油而注入新的汽轮机油，导致实际内部运行油位过高。在同样工况下运行，会导致轴承箱内空间减小，压力增大，从而加快油雾的渗漏。

图5 循环电机下油室展开图

2 解决方案

1）在电机下轴承箱外壁新增二个大呼吸器，受电机本体结构限制，安装位置处于轴承箱卸油管及油位计正上方。安装工艺为：上镗床在制定位置镗两孔；配置两油管套套入孔中并从油室内壁将其满焊；安装两新呼吸器，须预先拆开取出内部的纤维滤网，原大呼吸器在安装回去之前也要将内纤维滤网取出。

2）电机组装时，必须将上机架推力瓦底座处水平调整至0.05mm/m以内。再调整定、转子间隙，使八个方向（上、下机架各有4个测量点）的间隙偏差必须在0.05m以内（上海电机厂给出的要求是气隙的实际最大值和最小值与平均气隙之偏差都不得大于平均气隙的10%）。要满足这一条件，需要反复用1000mm的塞尺从上往下，从下往上进行测量调整，且测量时一定要保证塞尺在各个测量位置的塞入深度为塞尺长度的2/3。这里还有一种更为简便的测量方法，即测量上、下导瓦座内壁至上推力头、下滑转子外壁的距离，采取此种测量方法能使精度达到0.02mm以内。值得注意的是，这种测量方式需要满足一个最大的要求是该电机的制造精度，须满足上导瓦座，定子铁心、下导瓦座的中心偏差在0.10mm之内，不然将存在较大的调整误差。在此基础将上、下导瓦与推力头及滑转子的间隙均匀调整至0.12～0.15mm内（各个瓦与推力头及滑转子的间隙误差≤0.01mm）。

3）更换新的导风圈处橡胶密封条，材质选择上采用耐油、耐高温的丁晴橡胶，在装上密封条后，必须用绑扎带（抽除玻璃丝芯的涤纶绳）从密封条中间的孔内穿过并收紧，使密封条与导风圈牢牢贴实，以增大负压平衡管进口处腔室内的气压，防止大量漏气。

4）每次电机大修或是保养时，一定要对检修完后，加入汽轮机油的位置在油位计上进行标注，确保运行及日常维护的人员知晓检修时所添加机油的油位，必须避免运行时因油位计显示油位下降而误认为是缺油运行而注入一定量的机油。如瓦温在允许的范围内，可在注入机油时适当地降低静止油位。