水轮发电机推力轴承甩油的技术改造

2014-04-08

宋海辉1 谢云敏2 匡和碧1
(1.广东水利电力职业技术学院,广东广州 510635;2.南昌工程学院,江西南昌 330029)
  摘 要:水轮发电机推力轴承甩油是机组安装、运行中的常见问题,但目前尚无法彻底根治。对推力轴承甩油的原因进行了分析和论述,提出了一系列的技术改造措施,使得该问题得以彻底解决。
  关键词:水轮发电机;推力轴承;甩油
  1 推力轴承甩油的原因分析
  1.1 内甩油的原因
  引起推力轴承内甩油的主要原因可归纳为如下几种。
  (1)设计方面。
  ①挡油筒设计高度不够。
  ②推力头的甩油平压孔没有起到理想的离心泵作用。
  (2)制造安装方面。
  ①内挡油筒的不圆度、安装的中心偏差等,使转动部分与推力内挡油筒处产生不均匀缝隙,产生不同程度的偏心,其间隙时大时小,使导轴承各部分之间的油环很不均匀,在转速较高情况下,容易产生较强的压力脉动而向上窜油。
  ②挡油筒加工后依然存在部分残余应力,致使局部变形造成本身椭圆度偏大且安装时与旋转部件不同心,产生偏心泵效应。
  ③推力头的吸气孔方向与发电机的旋转方向不一致,推力头内部补气不足,气压低于大气压,油位升高与压油风叶接触,形成油雾,引起甩油。
  (3)运行检修方面。
  ①机组运行时,由于转子旋转鼓风,使推力头内侧和油面之间形成局部负压,把油面吸高或涌溢,越过挡油筒甩溅到发电机定子和转子内部。
  ②机组运行时摆度过大,推力头内的油形成波浪状,在压油风叶的作用下变成油雾引起甩油。
  ③推力头内的压油风叶变形,风的流向被改变,影响了压油效果,导致推力头内油位升高,风叶打油形成油雾,从挡油筒和大轴间隙甩油。
  ④挡油筒出现裂纹形成甩油。 
  ⑤轴承油箱内与轴瓦座水平的挡油板高低不平、增加油的旋转阻力导致油波动过大,接触风叶,产生油雾,形成甩油。
  1.2 外甩油的原因
  机组在运行时,推力轴承油槽里的热油温度常达到30~40℃,使油槽内的油和空气膨胀,加上旋转件的搅动以及油在离心力作用下的抛物线运动遇到阻碍而产生撞击等,使油槽上部产生油雾,油雾不断积累使油面压力逐渐增大,当油槽内油雾的压力大于外部空气压力时,油雾便从通气装置中飞出或从油槽盖板密封处逸出,形成外甩油。
  2 推力轴承甩油的检查、改造处理措施
  2.1 检查分析甩油原因
  (1)观察甩油部位,判断是内甩油还是外甩油;
  (2)测量机组各部轴承运行摆度是否都在《运行规程》规定 的范围之内;
  (3)检查推力头吸气孔方向与发电机的旋转方向是否一致;
  (4)测量机架的水平、垂直偏移情况;
  (5)检查轴承油箱内水平挡油板的平直、水平度;
  (6)检查压油风叶的变形情况;
  (7)检查挡油筒长度是否足够以及有无裂纹、虚焊情况。
  2.2 改造处理措施
  分析研究找出推力轴承甩油的原因之后,我们采取相应措施进行处理,技术改造处理措施主要有。
  (1)检修调整方面措施。
  ①认真进行盘车和打受力,确保机组主轴各部位摆度在规程要求范围内,按要求调整导轴承间隙;
  ②若挡油筒出现裂纹,则对裂纹处进行补焊处理;
  ③若推力轴承油箱内与推力轴瓦座水平的挡油板水平出现断裂或错层,则更换挡油板并调整好平直度、水平度;
  ④若推力头吸气孔方向与发电机的旋转方向不一致,则调整吸气孔方向,加大补气;
  ⑤若推力头内压油风叶出现变形,则矫正压油风叶的形状。
  (2)结构上的改造处理措施。
  ①增加挡油筒的轴向高度,可用8mm厚钢板卷制成与挡油筒弧度相同的圆筒,与挡油筒焊接成整圆,使挡油筒适当加高;
  ②适当加大推力头上通气平压孔的数量、直径和长度,使推力头内侧压力与外侧大气压平衡,并在通气孔内加装迷宫式隔板;
  ③在推力头内壁加装压油风叶,在旋转件内壁加装挡油环,单层挡油筒外侧加装稳油管;对外甩油则采用加强密封性能,在旋转件与盖板之间设迷宫槽,并装多层密封圈;
  ④将转子高压区的气流引向挡油筒下部,使挡油筒上下压力趋于均衡;对于外甩油轴承可以在推力油槽盖板通过呼吸器连通使内外压力趋于均衡;
  ⑤当阻挡不利或无效时,则采用引放的办法,即在推力油槽盖板的上部用管路接通到机组的外部,再通过压缩空气对排雾管造成的负压引带,将油雾吸出,在冷凝器中凝结,定期送气排污,同时通过油槽盖板上的空气滤清器或呼吸器补入洁净空气来平衡压力。
  (3)运行方面措施
  ①适当降低推力轴承的油位。对内循环推力轴承而言,其正常静止油面不应高于镜板上平面,导轴承正常静止油面不应高于导轴瓦的中心,若推力瓦与导轴瓦处于同一油槽时,其油面应符合两者中高油位的要求。超过上述油位时,对降低轴瓦温度无效,反而会引起轴承甩油。但降低推力轴承的油位必须保证下导瓦的供油充足,瓦温应保持在规定范围内。
  ②限制机组过速时间,减轻由于过速引起的振动和过大摆度。
  3 结语
  水轮发电机推力轴承甩油直接影响机组安全运行,降低电站经济效益。而对新投产的机组,轴承是否甩油又是机组本身性能好坏的重要标志之一。本文介绍的技术改造措施提供了根本解决了推力轴承甩油问题的途径,具有很好的实用价值。
  参考文献
  [1] 于兰阶.水轮发电机组的安装与检修[M].北京:水利电力出版社,1996.
  [2] 姜政权.水轮发电机及其检修[M].北京:工人出版社,1987.
 
来源:《中国农村水利水电》2005年第2期