浅谈亭子口电厂发电机组轴承盖密封刷对机组的作用

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，四川 苍溪，628400)

浅谈亭子口电厂发电机组轴承盖密封刷对机组的作用

韦玮

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，四川 苍溪，628400)

针对亭子口电厂水轮发电机组下导/推力油槽盖板密封刷油雾外溢严重情况，分析原因并提出相应的解决方法。

水轮发电机组 下导/推力油槽 油雾外溢 密封刷

1 工程概况

亭子口水利枢纽工程位于四川省广元市苍溪县境内，下距苍溪县城15km，是嘉陵江干流开发中唯一的控制性工程，以防洪、灌溉及城乡供水、发电为主，兼顾航运，并具有拦沙减淤等效益的综合利用工程。是国务院《关于加强长江近期防洪建设的若干意见》中确定的长江防洪体系的重点工程之一。工程装有4台27.5万kW混流式水轮发电机组，总装机容量为110万kW。发电机组轴承盖密封刷分布于发电机上导、下导油槽盖内侧，每套密封刷分四层，每层密封刷又分为四段。密封刷可以在机组运行时，最大程度地减少油槽油雾溢出，保证风洞内环境情况和机组稳定运行。自投运以来，2号机组下导/推力油槽盖出现了严重的油雾外溢现象，给机组的运行、维护造成了严重的安全隐患。对此，设备维护部机械专业及时提出检修方案，对2号机组下导/推力油槽密封刷进行了技术改造，收到了很好的效果。本文结合实践介绍了油雾外溢现象、危害及解决方案。

2 改造前2号机组的运行情况

亭子口电厂2号机组于2013年8月29日投运发电。自投运以来，2号机组在运行中，机组下导/推力油槽上密封盖板与推力头轴领之间间隙处油雾外溢情况严重。

整个机组运行环境恶劣，特别是风洞内环境尤为严重。整个风洞内空气中充满油味，发电机转子下部、定子下部、下机架支臂及地面上形成大面积积油；油雾凝结在转子下部、定子下部，下机架支臂上，造成风洞内设备运行环境恶劣。为保证风洞设备运行环境的清洁，机械班工作人员在2013年—2014年2号机组检修期间，对下风洞内地面和设备进行整体清扫，然而根本问题未得到解决，机组运行后油雾外溢，下风洞内设备运行环境依旧恶劣，问题得不到根本上的解决。

3 下导/推力油槽油雾外溢危害

(1)发电机风洞内下机架盖板、爬梯的积油，容易导致运行、维护人员在日常的设备巡回和缺陷处理中滑到，存在严重的人身伤害安全隐患；

(2)水轮发电机下导/推力油槽的油雾外溢造成对发电机转子磁极、转子轮辐以及定子线棒的污染。油雾与灰尘在定子铁芯通风沟和转子磁极通风沟处堆积，造成发电机通风散热变差，严重影响发电机的散热效果。油雾和灰尘长期吸附在绝缘层上，对发电机线棒等绝缘造成腐蚀，使其绝缘性能下降，加速老化，极易造成发电机线圈短路或击穿，给机组安全稳定可靠运行带来潜在的危害，威胁发电机的正常运行。

4 机组下导/推力油槽上油槽盖密封条简介

嘉陵江亭子口水利枢纽发电机组轴承盖密封条，分布于发电机上导、下导/推力油槽盖内侧，每套密封刷分四层，每层密封条又分为四段，第一层四段首尾相接坐落于下导/推力油槽盖内侧密封槽内，密封条毛刷头与大轴轻微接触；第二层四段首尾相接坐落于第一层密封条金属条上，接口与第一层密封条接口呈90°交错；第三层、第四层依次坐落于密封槽内，由于每段密封条之间没有连接用的固定接头，每层之间没有固定槽，只能依靠安装人员的经验来安装，极易出现安装错位的情况。密封刷可以在机组运行时，密封条刷头按照厂家给定接触距离与大轴轻微接触，机组在任何摆度工况下均可最大程度地减少油槽油雾溢出，保证风洞内环境情况和机组稳定运行。

5 机组下导/推力油槽油雾外溢原因分析

(1)原理上分析。在机组运行时，推力头和镜板外壁带动粘滞的静油运动，使油因离心力的作用向油槽外壁涌高、飞溅或搅动，从而使油珠或油雾从油槽盖板缝隙处溢出，形成外甩油。此外，随着机组的运行，轴承温度升高，使油槽内的油和空气体积膨胀，因而产生了内压。在内压的作用下，油槽内的油雾就会随气体从盖板缝隙处溢出。

(2)设备结构上分析。由于推力头轴领的高速旋转，造成轴承油槽内油面波动加剧，从而产生许多油泡，当这些油泡破裂时，也会形成很多油雾。

(3)设备缺陷上分析。2号机组由于未按照厂家所要求的安装工序进行装配，导致多条密封条错位甚至紧贴大轴上。在机组运行时，由于机组处于高转速状态，密封条与大轴紧贴，高速摩擦下温度升高，使部分错位紧贴于大轴上的密封条毛刷因温度过高而损坏。损坏的密封条由于机组摆度被往后推，使密封条失去密封作用，油雾从没有密封条毛刷的位置大量外溢，使整个风洞在机组运行时充满油雾。停机后温度下降，油雾重新凝结在下机架及其他设备上，在下机架盖板形成积油。

6 整改方案

改造前，2号机组下导/推力油槽上盖板密封条第二层未按要求首尾相连，导致第二层密封条有两根错位，使第三层密封条无法完整坐落在第二层密封条金属条上，第四层密封条也无法完整坐落在第三层密封条金属条上。加上密封压板的挤压，使中间层的密封条遭受严重挤压错位变形，部分密封条直接紧贴大轴。在机组运行时，密封条与高速旋转的大轴摩擦，产生高温，使紧贴大轴的密封条毛刷损坏。密封条毛刷损坏后，仅剩密封条金属条紧贴大轴，金属条在摩擦作用下温度升高，使部分压在金属条上的密封条毛刷也由于高温部分损坏。使整个2号机组下导/推力油槽上盖板密封失去作用。

改造方案，将2号机组下导/推力油槽上盖板密封条全部取出，检查所有的密封条，将最完好的密封条首尾连接，按厂家要求安装在密封槽第一层和第二层。第三层安装四根相对完好，但有破损的密封条。由于密封条需要靠密封压板来压紧固定，使其不会位移，所以虽然有一层的密封条无法起到密封作用，但仍需要其起压紧固定作用。第四层安装四根已经破损的密封条。密封条的安装按照厂家要求，密封条毛刷头与大轴轻微接触，毛刷头向上微翘；第二层四段首尾相接坐落于第一层密封条金属条上，接口与第一层密封条接口呈90°交错，层层交替叠加，最后用密封压板将密封条压紧固定。

7 改造后效果

2013年至2014年年度机组检修中，对2号机组下导/推力油槽上密封盖板密封条进行了整改方案的实施。整改后，油槽油雾外溢现象得到了很明显的控制。目前2号机组的整个下风洞内设备都比较干净，下机架盖板、下机架爬梯再无油污污染、积油现象，减轻了机械专业人员的日常维护工作量，不再容易导致运行、维护人员在日常的设备巡回和缺陷处理中滑到，消除了人身伤害的安全隐患，达到了改造的预期效果。目前2号机组已正常运行4年，下风洞环境良好，没有严重的油雾外溢、甩油现象发生。

8 结语

这套密封条是厂家定制，纯日本进口，造价高，购买周期长，无法短时间内购买回来，用此方案可以在缺少备品的情况下快速、有效地解决油槽甩油、油雾外溢等问题的发生，从而节约了购买密封条备品备件的资金(纯日本进口，50万/套)。同时，此方案也可作为其他3台机组及其他机组，同类型密封的上导油槽及下导/推力油槽密封盖出现此情况的处理方案。

〔1〕刘 云.水轮发电机故障处理与检修[M].北京：中国水利水电出版社，2002.

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2095-1809(2017)06-0048-02