木座水电站水导轴承漏油原因分析及处理

2017-05-06李超叶太福陈琳李家海

水电站机电技术 2017年4期

关键词：卡环水导漏油

李超，叶太福，陈琳，李家海

（四川华能涪江水电有限责任公司，四川成都610041）

木座水电站水导轴承漏油原因分析及处理

李超，叶太福，陈琳，李家海

（四川华能涪江水电有限责任公司，四川成都610041）

结合木座水电站水导轴承结构和漏油现象对筒式结构导轴承漏油原因进行了分析，重点对水导转动油盆卡环密封结构、螺栓连接孔和组合面等部位进行了技术改造。改造成果显著，彻底消除了水导轴承漏油现象。

水电站；水导轴承；卡环；漏油；技术改造

1 引言

木座水电站为高水头引水式电站，电站按“无人值班、关门运行、数字电站、网络控制”原则设计，由远程集控中心集中控制火溪河4个梯级电站，该控制方式要求设备有较高的可靠性。电站装有2台通用电气亚洲水电设备有限公司制造的悬式水轮发电机组，装机容量2×50MW，发电机型号SF-J50-12/4250，额定容量58.824MVA，额定转速500r/min，水轮机型号为HL (VF)-LJ-215，额定出力51 MW，额定流量21.51 m3/s，额定水头262.7 m。

2 水导轴承特点和运行情况

木座电站水轮机导轴承采用稀油润滑筒式轴承，无需在工地研刮，并能保证机组冷却水中断后仍能安全运行10 min。水导轴承润滑油采用L-TSA-32号汽轮机油，导轴瓦各种工况持续运行温度不超过75℃。筒式轴瓦分为4段抛物线瓦面，主轴旋转时与瓦面间形成稳定的4个油楔，均匀承受径向载荷。轴承润滑采用自润滑循环方式，运行中上油箱透平油在自重作用下流经轴瓦，从轴瓦的喉口间隙排至转动油盆，热油在离心力作用下由毕托管泵抽至油冷却器，经冷却后回至上油箱，形成油循环。水导轴承结构见图1。

木座水电站2台机组水导轴承均存在漏油现象，运行过程中油位缓慢下降，需要定期向水导上油盆加油，不满足机组安全稳定运行的要求和环保要求，需要在机组检修时彻底消除该缺陷。

图1 水导轴承结构图

3 水导轴承漏油原因分析

根据机组目前的运行情况，查阅水导轴承结构图纸，对漏油原因进行初步分析，漏油可能原因有：

1）筒式瓦与瓦座之间、水导转动油盆与大轴凸台之间的“O”型密封条耐油性能差，老化严重，密封失效导致漏油；

2）转动油盆底部卡环与甩油盆连接螺栓孔为通孔，部分透平油从螺栓及卡环螺纹渗出；

3）甩油盆、卡环为分瓣组合结构，但其连接方式存在设计缺陷：未设计组合面连接螺栓，组合面不具有密封作用；

4）转动油盆与卡环连接的组合面、卡环与大轴凸台的接触面均未设计密封圈，从卡环与传动油盆的连接螺栓渗出的油可能从组合面直接漏走；

5）毕托管进油口安装高度偏高，导致转动油盆油位过高，从转动油盆顶部梳齿密封溢出。

按照检修计划对水轮机进行检修，拆卸分解水导轴承，对照以上5个原因进一步分析：筒式瓦与瓦座之间、水导转动油盆与大轴凸台之间的“O”型密封条基本完好，但压缩量有所不足，属正常现象，不是漏油主要原因；根据卡环与转动油盆实物，转动油盆与卡环的密封结构确存在设计缺陷，设备制造厂在结构设计时没有充分考虑卡环与甩油盆连接螺栓孔、卡环法兰面、卡环组合面的止漏问题，原结构不能有效密封转动油盆与卡环连接螺栓螺纹处的渗漏油；因机组额定转速500 r/min，转动油盆内的油旋转离心力较大，毕托管进油口与转动油盆底部距离比较合适，不会导致甩油盆顶部溢油。

4 水导轴承漏油处理

针对水导轴承存在的密封结构设计缺陷，重点对卡环结构进行技改，技改方案设计如下：仍然采用分瓣结构，卡环与转动油盆连接螺栓分度圆直径与螺栓的孔距不变，将原卡环螺孔的通孔更改为带内螺纹的沉孔；在螺孔内外侧法兰面开密封圈槽，装设4 mm“O”型耐油胶条，密封圈槽及胶条符合国标GB/T3542《液压气动用O型密封圈》要求；将卡环分瓣组合面连接方式由原来的无连接改为柱销连接，组合面精加工，连接时涂密封胶。卡环结构设计见图2和图3。