摘　要：水电站立式反击式机组推力轴承及上导轴承，在机组运行过程中，出现甩油，是一种较为普遍的现象，轴承甩油给机组稳定运行带来巨大的安全隐患和危害。土卡河电站3号机组上导轴承存在着严重的内甩油现象，给设备安全带来严重的隐患，本文介绍了此现象出现的原因分析和解决方案及效果。
　　关键词：上导轴承；甩油；弹性盘车；同心度
　　1　工程概况
　　土卡河水电站位于云南省江城县和绿春县交界处的李仙江流域干流上，是李仙江流域七个梯级电站的Z末一级，电站为河床式地面厂房，安装3台单机容量55MW（Z大容量60MW）的机组。电站3号发电机组于2007年7月投产。
　　电站水轮机为轴流转桨式，型号为ZZD409-LH-580，水轮机共有5个桨叶，转轮名义直径为5800mm，额定出力56.4MW，额定水头25m，钢筋混凝土蜗壳。
　　发电机为立轴全伞式三相凸极同步发电机，型号为SF55-52/9500，额定功率55000kW，额定转速为115.4r/min，转子共有26对磁极，采用密闭自循环空气冷却通风方式。发电机只有上导轴承和推力轴承，没有下导轴承，推力轴承设置在转子下方的下机架上部，上导轴承位于转子上方的上机架中心内。发电机转动部分采用三段轴结构，由发电机主轴、转子中心体及顶轴组成。发电机推力轴承的型式为液压弹性油箱支承式，推力瓦为东方型弹性金属塑料瓦，共有12块推力瓦，推力瓦设有支柱螺钉，用于调整推力瓦的受力。
　　2　存在问题
　　土卡河水电站3号机组上导轴承在运行时，内甩油现象十分的严重，机组往往在连续运行2～3d后，转子支臂上端面就会附着一层油污，发电机空气冷却器散热翅片也会悬挂一层油滴。上导轴承内甩油不仅严重浪费透平油资源，更重要的是污染定子、转子线圈，加速线圈老化，损坏绝缘，缩短机组的使用寿命。另外大量的油污由发电机流到水轮机室，并经排水系统排入河道中，污染了河道水系。
　　日常维护中，在上导油槽油位低的时候，要给上导轴承补充透平油，增加了日常维护的工作量。因为上导轴承油位计位于上机架中心体外侧，观察油位需要通过定子、转子，然后到达油位计处，需要停机环境下进行，造成机组运行和检修的毛肚十分突出。
　　3　甩油原因分析
　　在机组运行中，润滑油沿着挡油桶和导轴承轴领（或推力头）间的间隙向上升，越过挡油桶并沿着内表面向下流，由于离心力的作用，油被甩向外围空间，落在发电机其它部件上，称为内甩油；当机组运行时油或油雾从油槽盖板与导轴承轴领或推力头的密封处溢出，甩向油槽盖板外部，称为外甩油。土卡河水电厂3号机组上导轴承甩油现象，属于内甩油。
　　造成机组轴承内甩油的原因主要有以下几个原因：（1）机组上导轴承透平油加油太多，机组在运行时，轴领旋转带动轴领与挡油桶间透平油旋转，靠近挡油桶处油位上升，溢出挡油桶造成甩油；（2）机组运行时，发电机转子上端部由内向外送风，在上导轴颈内部与挡油桶间形成负压，将油面吸高并甩溅出挡油桶，流到发电机内部造成甩油；（3）由于制造、安装的原因，造成挡油桶与发电机轴颈不同心，机组在运转时，带动油面旋转，当旋转的油流由间隙大的地方旋转到间隙小的地方时，便会加速并破坏原有的油面波形，飞溅出挡油桶，流到发电机内部，造成甩油；（4）挡油桶或轴颈内部有较大的凸起、凹陷部位或者遮挡物体，机组在运行时产生的高速油流打在凸起、凹陷部位或遮挡物体时，产生飞溅和油雾，飞出挡油桶，形成内甩油。
　　由于3号机组上导轴承油位并没有超出设计油位的高限，而且与1号、2号机组油位基本一样，可以排除油位过高因素引起的甩油。经检查挡油桶及轴领内部储油部位，没有发现有大的凸起、凹陷部位和遮挡物体。由此可以确定甩油现象是由于挡油桶与发电机轴颈不同心造成的，经过测量，发现上导轴领到上导轴瓦座以及挡油桶到发电机大轴之间都存在大于1.5mm的同心度偏差，档油桶与大电机大轴同心度偏差过大，导致了上导轴承的内甩油。
　　4　问题处理
　　4.1 处理方案
　　由于上导挡油桶与上导油槽底部法兰是口配合，间隙很小，调节量不大，不能满足规范要求挡油桶与大轴的同心度误差上限为1mm的调节需求，只能通过移动机组转动部分来满足上导轴承轴领与挡油桶之间的间隙。
　　测量机组转动部分与固定部分各部位间隙，主要是桨叶与转轮室、空气间隙、上导挡油桶与发电机上端轴间的间隙、检查各部间隙是否满足规范要求，分析计算上导轴承的位移量，位移后各部位间隙是否满足规范要求，在各部位间隙满足规范要求的同时，尽量调整挡油桶与发电机轴的同心度，Z后重新调整推力轴承弹性油箱的受力符合规范要求，调整的过程中要兼顾推力轴承的水平度。
　　4.2 数据分析
　　经分部测量，结果是：
　　（1）空气间隙平均值为14.37mm，规范要求实测值与平均值的偏差不大于平均值的±8%，合格范围为14.37±1.15，即13.22～15.52mm之间，各测点数据在合格范围内，但明显存在向-Y、-X的45°夹角方向偏心1mm；
　　（2）上导瓦架与轴承座中心偏移1.5mm，方向与空气间隙相同，同样是向-Y、-X的45°夹角方向偏心1mm，转轮间隙基本均匀。
　　空气间隙偏差、上机架与上导轴承座偏差，说明机组转轮室、定子、上机架的同心度存在偏差。对机组进行盘车检查，将框式水平仪放置在镜板外侧，随盘车一起旋转，测量镜板的水平满足规范要求，确定机组转动部分的垂直度合格。依据规范要求桨叶与转轮室间隙的偏差应不大于±20%，经计算，转轮体在+Y、+X的45°夹角方向有0.7mm的位移量，位移后，转轮室间隙仍能满足规范要求。
　　在将转动部分整体向+Y、+X的45°夹角方向整体移动0.7mm后，测量桨叶与转轮室间隙，各间隙均在合格范围内。移动后，上导轴领与轴承座间的中心偏差也相应的减少了0.7mm，由原来的1.5mm变为0.8mm，仍存在一定的偏差。而转轮室间隙已经不允许进一步的采用平移方法进行调整。为了进一步消除误差，安装4块相互对称的水导瓦将水导固定，防止转轮移动，将上导轴承向+Y、+X的45°夹角方向移动0.5mm，使转动部分向该方向倾斜，由于从上导到水导的距离为17mm，此时对转动部分垂直度造成的偏差小于0.03mm/m，理论上满足规范要求。调整后分别测量空气间隙及上导轴承座到轴领距离，各间隙均在规范要求的合格范围之内。
　　4.3 效果检查
　　转动部分经过平移和人为的倾斜后，其重心也发生了变化，推力瓦的受力情况也发生变化，因此要重新调整推力瓦受力，也即调整弹性油箱的压缩值，使压缩值的偏差小于0.2mm，通过弹性盘车检查机组的轴线合格，同时在盘车的过程，测量桨叶和转轮室的间隙以及空气间隙均满足规范要求，并用旋转法测量镜板水平度为0.025mm/m，超出规范要求的0.02 mm/m，考虑到机组为全伞式机组，径向轴承只有上导和水导，镜板水平的稍微超差，对机组的稳定运行影响不大。
　　5　试运结果
　　土卡河3号机组经过重新调整转动部分的中心、推力轴承的受力、镜板水平，重新分配导瓦间隙，机组在空转以及带负荷后各部轴承的振动、瓦温均在标准范围内，其中上导摆幅为0.04mm，水导摆幅为0.13mm，经过2个月的运行后，上导轴承接油槽及转子上端面也没有发现油污，彻底解决了上导轴承的内甩油问题，优化了机组运行的安全性。
　　在机组的安装、检修过程中，一般对机组轴线、推力瓦受力、空气间隙、止漏环间隙等影响电磁不平衡、水力不平衡以及机械不平衡的因素都会严格控制，往往放松了或放宽了对其他细节的控制，导致机组运行出现不该有的问题，值得深思。