水轮发电机推力轴承油雾溢出问题处理方案

2023-10-07孙国煜

防爆电机 2023年5期

关键词：油雾吸油油槽

孙国煜

(哈尔滨电机厂有限责任公司,黑龙江哈尔滨 150040)

0 引言

大型水轮发电机推力轴承结构相对复杂,由于机组运行过程中油流方式不易判断,在油槽封堵考虑不全面的情况下很容易发生油雾溢出,造成油雾溢出一直是困扰各电站安全稳定运行的重要问题。

1 原因分析及措施

1.1 原因分析

某电站水轮发电机组经过十余年的运行出现了油雾溢出现象。电站在检修期内更换了2、3号机组推力轴承盖密封,检查修复了两台机组推力轴承密封盖的随动油挡,但效果仍不明显。经检查发现:推力轴承油挡上方存在大量油雾凝结成的有液体油,同时机组吸油雾装置未完全达到吸收油雾目的,大量的油雾从油盆溢出,装置本体在运行过程中也存在油雾外溢,导致墙面受到污染,严重影响机组安全稳定运行。本文对水轮发电机产生油雾问题计进行了综合分析,并从油路封堵,结构改造,设备更新等方面提出了解决方案并明确了安装操作要求,从而彻底解决机组油雾问题,保证机组安全稳定运行。

在机组的运行过程中,油槽中的油随着转动部件高速转动产生的离心力被不断搅动外甩,导致油不断飞溅遇到油槽内壁后雾化,随着甩出油量的增加,油雾聚集到一定的量,便从密封部件与滑转子、推力头等部件相连接的位置溢出。同时如果推力轴承油挡上端与油面之间的距离较短,会导致挡油管外径圆度超差与滑转子、推力头等部件之间出现了泵效应,如果此时润滑油的温度较高,过高的温度导致油的运动黏度降低,油面波动幅值变大,进而导致油雾容易溢出;再次存在着沿转动部件“爬油”的现象,致使油从密封部件与滑转子、推力头等部件相连接的部位溢出。此外,从结构上看推力轴承位于转子下方,此处在机组运行过程中为负压区,油槽内的气压大于外部空间的气压,会导致部分油雾顺着推力油挡密封面溢出,长期处于甩油及油雾溢出故障的水轮机对发电机设备造成很多危害,并将影响到正常的工作和设备寿命,因此,必须对结构进行优化设计,从根本上预防油雾溢出故障的发生。

综合分析该电站实际情况,经电站维护人员现场检测:推力头与油挡同心度满足图纸要求,推力轴承位于转子下方,推力轴承油挡密封位于机组风路负压区,油挡密封处随着机组长期运行磨损后容易出现间隙,在转子负压作用下极易造成推力轴承油雾溢出,为防止负压区的影响,可在油挡上腔引入强迫空气,以利用高压空气实现气密封,最大程度防止转子负压区产生的影响。原机组吸油雾装置本体也有油雾溢出,极可能是因为油雾吸出过多,速度过快,吸油雾装置过滤网无法及时有效将大量油雾处理,造成少量油雾溢出,另一方面也可能由于吸油雾装置长期运行已经失效。有鉴于此,急需优化该机组油雾密封结构,需要更换原旧式吸油雾装置,采用新型油雾处理装置,该处理装置含有凝油箱、回油泵,油雾处理效果更好,处理能力更大,处理后的润滑油可通过油泵泵回推力油槽,避免大量油雾溢出后油面降低,结构优化后可对油雾进行严密封堵有效解决机组油雾溢出问题。

1.2 处理方案

结合针对电站的具体原因分析所给出的处理方案如下。

1.2.1 更换原推力轴承油挡,增加毛刷及密封齿数量,密封齿采用梳齿加随动密封组合结构。

1.2.2 更换原旧式结构吸油雾装置,采用新型油雾处理装置,为减少油雾管路过长造成的压力损失,增强油雾处理效果,新的油雾处理装置布置在机坑内下机架支臂处。

1.2.3 原补气管路外端增加强迫风机。

1.2.4 原油挡上方的法兰盖更换为法兰,并用管路引至吸油雾环管,以增加吸油雾效果。

1.2.5 对推力头上部平压孔进行封堵,具体详见图1、图2、图3 、图4、图5、图6。

图1 推力轴承吸油雾管路优化布置图

图2 推力轴承强迫补气管路优化布置图

图3 推力轴承油挡优化布置图

图4 补气及油雾排出路径剖面示意图

图5 强迫补气路径俯视示意图

图6 吸油雾管路路径俯视示意图

图7 稳油盖位置及间隙调整要求示意图

图8 集油槽位置及间隙调整要求示意图

2 安装要求及注意事项

安装质量是改造成功与否的重要环节之一,安装时除了严格按照供货厂家提供的随机图纸执行外,下面对其中一些重要部件的安装要求和注意事项说明如下。

2.1 推力头、镜板

检查推力头、镜板圆度,检查推力头、镜板与转子支架同心度,即须保证推力头外侧与油挡接触面和机组旋转中心同心。

2.2 推力油挡

2.2.1 推力油挡安装前检查项

2.2.1.1 确定推力油挡的安装位置,检查此位置处推力头表面是否光滑,如有高点、锈迹需修复后才可安装。

2.2.1.2 检查推力油挡密封齿的完整性,密封齿在精确定位槽内应活动自如,且弹簧力量应均匀,要求力量为 3N,不得有卡顿现象。

2.2.1.3 检查推力油挡是否有磕碰,如有损伤须修复后再安装。

2.2.2 推力油挡安装

2.2.2.1 推力油挡共分 12 瓣,安装时按各瓣油挡上的对应标记和图纸方位将油挡先轻微把合到推力油槽上,把紧力约为 55Nm。

2.2.2.2 每个合缝位置需均匀涂抹平面密封胶,穿入合缝定位螺栓,轻微把紧各处合缝螺栓,把紧力约为55N,把合后平面密封胶应均匀溢出。调节推力油挡与推力头外侧表面之间的间隙为5±0.2mm。间隙调整后,如发现油挡安装螺栓孔有偏差,应及时对安装孔进行处理,保证油挡与推力头的同心度在要求范围内。调整油挡时,保证合缝面平面密封胶的密封性能不会受到影响。

2.2.2.3 油挡合缝螺栓把合。把合时应由一人将一处合缝板的螺栓由内圆侧至外圆侧依次把紧,另一人在此合缝板 180 度位置合缝板的螺栓由内圆侧至外圆侧依次把紧,两人须同时同步进行,螺栓把紧力约为 100Nm,保证所有把合螺栓受力均匀。

2.2.2.4 推力油挡安装完毕后,固定密封齿与推力头之间单边间隙应为 0.5～0.6mm。

2.2.2.5 将毛刷按图纸位置装配到油挡上,毛刷与推力头外侧接触面之间应为零间隙。

2.2.2.6 将吸油雾管路和补气管路安装到推力油挡对应的位置。

2.2.2.7 机组运行前,应对油挡密封齿圆周均匀浇注足量的润滑油。检查所有安装螺栓已按照各型号力矩要求已把紧,清理表面油污和杂物。