立轴混流式水轮发电机组下导油槽挡油圈甩油问题及对策

王德明 姚磊

摘  要：下导轴承润滑油温度降低的载体是水轮发电机组下导油槽内部的透平油，实际运行过程中下导油槽普遍存在甩油的情况，直接关乎到机组的安全运行，这样不仅会降低机组的工作效率，而且严重威胁现场工作人员的生命财产安全。根据大量的实践证明，挡油圈问题是造成下导油槽出现甩油问题的关键原因。该文在分析下导轴承甩油问题的基础上，提出了改善立轴混流式水轮发电机组下导油槽挡油圈甩油问题的有效措施，介绍了改善后所获得经济效益，希望可以为有需要的人提供参考意见。

关键词：立轴混流式水轮;发电机组;导油槽;挡油圈;甩油问题;改善

中图分类号：TK730              文献标志码：A

水轮机组下导轴承设置在水轮机室顶部和转子下端部，不仅位置狭窄，而且无法使用相应的起吊工具，有些常规性检修由于受到条件的限制而不能进行全方位检查处理，只可以进行简单的清扫检查，这也是立轴混流式水轮发电机组下导油槽挡油圈甩油问题不能得到有效改善的主要原因。

1 关于下导轴承甩油问题

结合机组检修的有关规定，下导油槽每个结合面的密封圈1a必须要更换一次。认真检查已拆卸的密封圈或者密封垫，确认检查无误，而且压缩量控制在合格范围内。也就是下导油槽不会由于密封缺陷而出现甩油的情况。

在水车室顶部和转子下端部设置立轴混流式水轮发电机组下导轴承，机组快速运行过程中油槽出现甩油的问题，其是立轴混流式水轮发电机组常见的油雾情况。象：木坡水电站水轮发电机组，其水轮发电机组大轴直径是800 mm，下导油槽盖板接近轴领处直径是75 mm，水轮发电机组大轴旋以500 r/min转速高速旋转，下导油槽内的透平油随大轴的高速旋转一起流动，在透平油与油槽内部结构反复冲击下，在下导油槽盖板接近大轴位置出现一些轻微的油雾现象，该现象是立轴混流式水轮发电机组在高速运行过程中常见的问题。由于其产生的油损耗很小，一般情况下不会造成下导油槽短期内降低。也就是说下导轴承出现甩油并不是由于机组运行产生的油雾情损耗而造成的。

一般情况下会在下导轴承内安装一个金属结构的挡油圈，和水轮发电机组大轴保持一定的间距，在水轮发电机组大轴上均匀地分布甩油孔，仅比下导油槽挡油圈低一点。在托瓦架上固定水导轴承并布置挡油圈，水轮发电机组大轴高速旋转过程中挡油圈不会随大轴一起转动，随着大轴旋转速度的不断加快，而轴承内部油槽里的透平油也会逐渐提升到甩油孔，最后流到油槽上端部。有些透平油随着大轴旋转不断提高到挡油圈周围，因为水轮发电机组大轴和挡油圈上部挡油板之间存在偏大的间距。提高到挡油圈的透平油往往会超出挡油圈、甩到油槽外部。随着机组连续运行，超出挡油圈的透平油积累得越来越多，因此会造成下导油槽内部的透平油油在机组运行过程中油位快速降低，威胁机组运行安全，而甩出的透平油油会沿着大轴流到水车室，在大轴旋转过程中，油会被甩至水车室墙壁等处，污染设备及环境，同时部分透平油流至顶盖，与水混合形成油水混合物导致水车室顶盖设备严重锈蚀。并且下导轴承内的透平油油位不断降低，使透平油使用油耗增加。对于下导油槽位置的甩油情况，必须要积极合理地改造下导油槽挡油圈，只有这样才可以真正地解决下导油槽的甩油问题。

2 改善下导油槽甩油问题的有效措施

2.1 挡油圈上部平面圆轴使用钢板以扩大挡油圈的宽度，避免透平油漫过油槽

在焊接加装下导油槽挡油圈平面圆周挡油板前，必须要认真搜集有关设计图纸，明确下导油槽挡油圈上部平面圆周焊接的挡油板宽度和厚度。象大朝山水电站，其水轮发电机组大轴和挡油圈上部平面圆周之间的间距约72 mm，原来挡油板的尺寸是2 mm。钢板宽度是20 mm。最新制度的挡油板尺寸也是2 mm，但钢板宽度是40 mm，这样可以保证下导油槽挡油圈在焊接结束与大轴旋转不会存在摩擦的情况。

将挡油圈焊接在下导油槽挡油圈平面四周时通过电焊校正的方法进行安装和焊接，保证挡油圈不会受到焊接时产生的高温，使挡油板出现膨胀变形的情况，挡油板可以安全可靠地焊接在挡油圈上部的圆周平面，并且平整光滑。确保电焊固定后对其实施满焊，这样可以保证焊接安装满足各种要求，挡油板接头位置和挡油板搭接位置，都要求其过渡应当平稳，焊缝焊缝也要安全牢固。此外，安装和焊接挡油板时必须要对焊接好的挡油板尺寸进行反复检查，如果发现高于规定设计值的挡油板，可以对其采取研磨处理的方法，保证其满足各种设计要求。

2.2 结合下导油槽里面的旋转特点，将翅片焊接在下导油槽挡油圈附近，增加旋转润滑油的阻力

对翅片进行安装和焊接前，应当查找有关挡油圈的安装设计图纸，明确翅片的焊接宽度和厚度，采取尺寸是2 mm、宽度是5 mm的钢板来制作，以此保证下导油槽内部结构与大轴运行时不会出现摩擦。并且在其焊接安装过程中，为了可以保证透平油旋转方向都是均匀的，不会影响下导轴承的正常运行，翅片与翅片间隔必须保持相等，而且相互之间处于平行的状态，挡油圈和翅片焊接角度不能超出30°，以保证转变旋转过程中透平油方向，直接流到下导油槽。翅片不仅较薄，而且较宽，在焊接过程中仔细检查挡油圈外壁和翅片互相垂直后选择电焊方法进行焊接固定，保证翅片焊接制度可以满足相关要求。 此外，在焊接制作完翅片后，必须要对翅片的焊接尺寸大小进行反复检验，如果发现翅片高出设定值，应当采用研磨处理方法对其进行处理。

3 改善下导油槽甩油问题的经济效益分析

一般来说，如果下导油槽甩油问题进行有效的解决，可以获得直接和间接的经济效益。首先，在直接经济效益方面，解决了下导油槽甩油问题，降低透平油的油耗，从而降低了生产运维成本，并且改善水车室环境和相关设备的污染问题，减少对水车室环境和相关设备卫生费用的投入力度。通常情况下，下导油槽甩油问题的存在，会严重威胁机组安全运行，甚至会造成机组非计划停运，造成重大的发电经济效益损失。其次，在间接经济效益方面。随着我国水利行业的迅速发展，进一步完善其改造工艺和机组检修工艺，这样有助于提高自身在水电行业中占据的地位。对改善工艺及技术进行不断地探究，可以确保后续检修工作正常开展。

4 结语

改善后的下导油槽挡油圈甩油问题，不但彻底消除了下导轴承甩油造成的轴承瓦温迅速上涨的问题，而且在真正意义上解决了机组下导轴承瓦温高造成非计划停机的安全隐患，在很大程度上可以为确保机组安全运行打下了坚实的基础。并且下导油槽的甩油量也会降低，降低下导油槽透平油的油耗，减轻了一部分专业人员的工作量，同时也大大的缓解水车室和相关设备环境卫生。在解决油污和废油回收方面减少了费用投入量。总而言之，改善下導油槽甩油问题既可以使水轮发电机组拥有一个安全、可靠的运行环境，同时也为工作人员建立良好的工作环境。所以及时改善下导油槽甩油问题，是水电站机组安全、稳定、可靠运行的有力保证，为此我们必须全力以赴。

参考文献

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