温泉水电站水导轴承甩油问题的现象、原因分析、危害及处理

温泉水电站水导轴承甩油问题的现象、原因分析、危害及处理

(四川省紫坪铺开发有限责任公司四川都江堰611800)

摘要:通过对新疆温泉水电站水导油盆结构的改造,分析和处理了水导油盆甩油问题,建议在机组设计过程中,考虑结构对机组运行工况的影响。

关键词:水电站、水导油盆、甩油、分析及处理。

新疆伊犁温泉水电站是一座以发电为主的引水式电站,装有三台45MW立轴混流式水轮发电机组。机组转速为272.7r/min,机组水导轴承采用旋转油盆筒式分半瓦结构,轴承由轴承支架、旋转油盆、轴承体、轴瓦、油箱、冷却器等组成,以下就温泉水电站水导轴承甩油的问题作出分析:

一、甩油形成的原因及危害:

内甩油形成的原因:机组在运行时,使主轴轴内下侧至油面之间,容易形成局部负压,使油吸高或涌溢而甩溅到挡油筒外部,形成内甩油。这是内甩油形成的主要原因。

外甩油形成的原因:对于水导轴承,润滑油从轴承盖板处以油珠的形式逸出形成甩油的情况很少,更多的是以油雾形式,从轴承盖板缝隙处逸出,形成甩油。由于主轴轴领的高速旋转,造成轴承油槽内油面波动加剧,从而产生许多油泡。当这些油泡破裂时,也会形成很多油雾。另外,随着轴承温度的升高,使油槽内的油和空气体积逐渐膨胀,从而产生一个内压。在内压的作用下,油槽内的油雾随气体从轴承盖板缝隙处逸出,形成外甩油。

甩油会对设备造成极大的危害:一是是轴承润滑和冷却效果不好,容易造成轴承温度升高,危及到机组的安全稳定运行;二是使机组用油量增加,甩出的油对设备及水质造成污染,影响水车室设备使用寿命,破坏生态环境,不利于环保;三是必须时刻监视油位及轴承温度,并及时加油,增加了检修、维护及运行值班人员的劳动强度。

二、新疆温泉水电站机组水导轴承甩油的现象:

新疆温泉水电站三台机组自安装后,由于设计原因水导轴承油位下降较快,水车室积油较为严重,设备上有凝结油珠。轴瓦温度有上升趋势,机组每周运行补油约为16kg,严重影响了机组的安全运行。

三、新疆温泉水电站三台机组水导轴承甩油的原因分析:

1.由于厂家原设计水导轴承转动油盆为内把合面如图1所示:

图1

当机组运行时,从理论上来说,润滑油应与转动油盆保证同一转速旋转,液体为平流形式。但实际情况由于液体的自由变形而并非同转速运行,根据水力学原理,会在把合面处形成紊流,如图2所示:

故此,机组高速旋转时,旋转油盆内由于油流的不均衡,会产生大量的油雾,从油盆盖处渗出,引起甩油现象的发生。

2.由于水导轴承回油管设计不合理,导致上下油盆回油不畅,旋转油盆缺油,导致轴瓦温度升高,且从上油盆盖处渗油。

四、新疆温泉水电站三台机组水导轴承甩油改造:

图2

1.根据机组试验结果,现场考虑机组水导轴承旋转油盆内油流不均匀,故将旋转油盆改为外把合面型式,如图3所示:

图3

从而使旋转油盆内油流随机组转动而均匀运动,不会引起紊流现象。

2.重新计算水导油盆回油情况,在回油管中部开约为φ10mm的回油孔,使上油盆压力得到了有效释放,可以及时回到下油盆进行油路循环。可有效解决解决回油问题。

重新开机试验,机组水导轴承温度约为40℃,连续运行一周后,水导轴承油位未发生变化,水车室未见凝结油珠。运行至今,水导油盆除在检修时需要检查补充透平油外,未进行补油操作,瓦温稳定。自此,甩油问题得以解决。

五、结束语

旋转油盆甩油在国内机组中存在还比较普遍。随着技术不断进步,企业对安全文明生产的要求越来越高,甩油缺陷的改造是刻不容缓的任务。温泉水电站水导旋转油盆甩油问题的成功解决,为后续电站运行打下了良好的基础,积累了经验,也可为其他电站同类型机组的缺陷消除提供参考。

作者简介:

杨涛(1980-),男,陕西武功人,工程师,从事水电厂运维技术与管理工作。

唐永钢(1982-)男,重庆大足人,工程师,从事水电厂运维技术与管理工作。

黄晓燕(1981-)女,河南南阳人,助理工程师,从事水电厂技术管理工作。

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