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水轮机旋转油盆内甩油原因分析与处理

来源:233网校 2009年5月5日
  浙江省白鹤水电站是一座以发电为主的引水式电站,装有2台12.5 MW立轴混流式水轮发电机组。 
  机组水导轴承结构如图1所示。该机采用反螺旋自循环自冷式轴承,为筒式分半结构。轴承由轴承支架、旋转油盆、轴承体、轴瓦、油箱、冷却器等组成。轴承支架为铸钢,下法兰锁在顶盖上,上法兰承受轴承体,旋转油盆材料为Q235A,锁在主轴上,轴向靠卡槽定位,径向由销定位。旋转油盆分两半面,中分面由22只M12×65的螺栓联接。旋转油盆与旋转油盆盖靠12只M16×40螺栓联接。  
  1 旋转油盆内甩油情况 
  (1) 2000年6月,1号机组投入运行,当机组在额定转速下运行15 min左右时,发现在水车室内水导轴承支架与轴承体之间有少量雾状油甩出。随着时间的延长,甩油量越来越大,40 min后轴瓦温度已达56℃(正常运行时一般不超过55℃),并有上升的趋势,且水车室内有异味,机组只得退出运行。 
  (2) 2000年6月,2号机组投入运行,空载时旋转油盆处未发现渗漏油;在机组过速试验后,旋转油盆盖处有微量油雾,用一块吸油纸贴在轴承支架上并顺着机组轴向监测,可发现越靠近旋转油盆盖组合缝油迹越多;带负荷运行4 h后,甩油量明显加大,轴瓦温度从原有的51℃左右开始上升,出现与1号机组类似的情况。停机冷却后,用手动油位计检查旋转油盆内油位,发现油位从116 mm降至70 mm,旋转油盆外壳发烫 。 
  2 旋转油盆内甩油的原因 
  (1) 旋转油盆盖与轴承体间隙偏小且不匀1号机组在空载运行时,轴瓦温度较高,解体后曾在轴承体组合上面加0.10 mm的铜皮,扩大轴与轴瓦的间隙,以降低瓦温。但同时引起轴承体椭圆度加大,实测油盆盖与轴承体间隙平均值为0.55 mm(设计值为0.60~0.80 mm),其中最小间隙值0.25 mm。在机组高速旋转时,由于旋转油盆盖与轴承体间隙不均,造成旋转油盆盖局部偏磨。运行一段时间后,盖板(铝制)发生塑性变形,旋转油盆内的油在高速离心力的作用下从变形处甩出。 
  (2) 旋转油盆油位过高 
  通过试验发现,旋转油盆内油位偏高,是产生甩油的一个重要原因,因为油位过高,油膨胀后,容易飞溅。但油位过低,会造成润滑不良。 
  (3) 密封结构及密封材质的影响 
  经检查,旋转油盆盖与旋转油盆之间靠止口定位,配合较松,并用*4橡皮条密封,但旋转油盆盖端面密封槽太深,使得*4橡皮条压缩量不够。密封效果不好、从而造成旋转油盆甩油。 
  (4) 旋转油盆煤油渗漏试验存在问题 
  旋转油盆中分面用螺栓组合后,进行煤油渗透试验,是确认旋转油盆本体是否渗漏的主要方法之一。经调查,试验时主要存在的问题有:  
  3 旋转油盆内甩油的处理 
  (1) 对1号机变形的旋转油盆盖校园,并把间隙放大到1.00 mm。然后将旋转油盆解体,对组合缝处的高点、毛刺,用细锉刀、砂皮进行修磨处理。 
  (2) 重新组合旋转油盆,均匀对称紧固联接螺栓后,经过严格规范的渗漏试验。 
  (3) 安装时,严格工艺措施,采取紧固一遍螺栓检查一次间隙,以确保间隙均匀,紧力足够。 
  (4) 改进旋转油盆盖处密封结构,旋转油盆分半,法兰面开“L”型槽,旋转油盆盖的平面开“-”型环槽,旋转油盆端盖处加两道迷宫密封。 
  (5) 检查油位在合适位置。通过多次试验,旋转油盆内的油位控制在80~100 mm较适宜。 
  (6) 为减少塑性变形,改善旋转油盆组强度、加大螺栓紧力,避免甩油,又作了如下处理: ①重新铸造旋转油盆(材料Q235-A),并要求对旋转油盆动平衡试验严格把关; 
  ②考虑到旋转油盆固有结构及现场布置,旋转油盆中分面筋板厚度不变,组合螺栓由原来的M12增至M20,数量不变;旋转油盆组合面横板厚度由原来的30 mm减至12 mm,螺栓数量由12只增至16只。通过改进,在加大螺栓紧力的同时,基本保证旋转油盆外圈重量不变。 
  ③所有螺栓材料由原来的A3更换为45号钢,以保证预紧力及强度。 
  处理后,2台机组经过近8个月的运行,轴瓦温度基本稳定在51~53℃,水导加油间隔时间在2个月以内,(设计要求每月加一次),完全满足设计及业主的要求。 
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