水輪發(fā)電機推力油槽甩油原因分析及處理方法

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

摘 要：針對電站三臺機組推力油槽甩油缺陷，全面分析其產(chǎn)生原因，借鑒其他電站類似情況的解決辦法，提出了符合雙牌電站實際情況的處理方案。利用機組檢修時期，對3號機組進行了全面處理，解決了3號發(fā)電機推力油槽的甩油缺陷。
關鍵詞：發(fā)電機，推力油槽，甩油，擋油圈，耐壓式密封蓋。
一、概述
湖南省雙牌水電站位于湘江一級支流瀟水下游雙牌縣境內(nèi)。工程于1958年10月開工興建，壩后式電站廠房內(nèi)裝有三臺單機容量為45MW的立軸混流半傘式水輪發(fā)電機組。三臺機組分別于1966年3月（2號機組）、1969年5月（3號機組）、1979年5月（1號機組）相繼投產(chǎn)發(fā)電。
限于當時的設計水平和制造工藝，三臺機組自投產(chǎn)運行以來，推力油槽存在較為嚴重的內(nèi)外甩油現(xiàn)象，推力油槽上蓋板和水導油槽蓋板大量積油，嚴重污染了機坑和發(fā)電機定轉子線圈，加速了其絕緣的老化。
為了消除此缺陷，提高電站的安全文明生產(chǎn)水平。2009年12月在3號機組A級檢修時期，在對機組推力油槽內(nèi)外甩油現(xiàn)象進行了認真分析的基礎上，與哈爾濱通能電氣股份有限公司合作，更新改造了推力油槽上蓋板和擋油筒，在油槽底部加裝了接油盆。徹底解決了機組推力油槽的甩油缺陷。
二、改造前的甩油情況簡介
3號機組自投運以來，推力油槽就存在內(nèi)外甩油現(xiàn)象。主要出現(xiàn)在三個部位：
1、水車室
水車室水導油槽蓋板上積油嚴重，積油厚度達5mm左右。下機架底部到處可見油珠。水車室機坑里襯鋼板被一層油塵混合物包敷。
2、推力層
推力層風洞壁包敷一層油塵混合物，手指劃過即有一道劃痕，推力下機架機腿、推力頭等同樣如此。推力油槽上蓋板更為嚴重，手觸摸后，手掌即被粘有一層透平油。整個推力層有一股刺鼻的油氣味。
3、發(fā)電機定、轉子線圈
定、轉子線圈上下端部外表包敷一層油塵混合物，手指抹過即有一道劃痕。線圈絕緣層顏色相對中間部位較深，且脆硬無韌性。
三、甩油的危害與影響
內(nèi)甩油的危害與影響：
機組運行過程中，內(nèi)甩油至主軸上和油霧在下機架底部凝結，隨著時間的積累，主軸上和下機架底部的油珠滴濺到水導油槽蓋板上，形成大量的積油，污染水車室，嚴重影響了電站的文明生產(chǎn)水平。
外甩油的危害與影響：
機組運行過程中，從推力油槽上蓋板縫隙中溢出的油霧，部分在油槽蓋板上冷凝形成積油。部分油霧受發(fā)電機冷卻風流的帶動，吸附到定轉子線圈上，影響發(fā)電機散熱效果，腐蝕線圈絕緣，降低其絕緣強度，減短絕緣壽命。嚴重時還會降低發(fā)電機效率。
另外，內(nèi)外甩油還使油槽油量減少，造成不必要的浪費。
四、甩油的原因分析
（一）內(nèi)甩油的原因分析
內(nèi)甩油的原因分析主要有二個方面：
1、          油槽結構原因
原機組推力油槽內(nèi)擋油圈為開放式，擋油圈與推力頭內(nèi)壁距離約88mm，與主軸距離約為115mm，擋油圈上部距離推力頭的高度約為265mm，高出油槽靜止油面約為185mm。推力油槽結構尺寸如圖一所示。
開放式的擋油圈結構，且各部位間隙值都較大，而高出靜止油面的高度較小，從而，機組在運行過程中，由于旋轉部位鼓風的作用，使得推力頭內(nèi)下側至油面之間及擋油圈與主軸之間的上部形成負壓，把油面吸高、涌溢和吸附油霧而甩濺到主軸壁上，形成內(nèi)甩油。
2、    制造及安裝原因
擋油圈與推力頭內(nèi)壁或主軸之間，由于制造及安裝的原因，產(chǎn)生偏心，油環(huán)不均勻的現(xiàn)象。機組運行過程中，推力頭內(nèi)壁帶動其靜油旋轉，起著近似于偏心液壓泵的作用，使油環(huán)產(chǎn)生較大的壓力脈動，并向上竄油而甩濺到主軸上，形成內(nèi)甩油。
（二）外甩油的原因分析
透平油即可吸收一定量的水分，同時可溶解一定量的空氣，隨著機組的運行，油溫漸漸升高，使冷態(tài)時溶入油中的水分及空氣汽化，并且汽化的同時會有一定量的油被帶出，形成油霧。機組運行過程中，推力頭和鏡板外壁帶動粘滯的靜油運行，使油面因離心力作用向油槽外壁涌高、飛濺或攪動，使油珠和油霧從油槽蓋板的縫隙處溢出，形成外甩油。
另外，機組運行過程中，隨著軸承溫度的升高，使油槽內(nèi)的油和空氣體積膨脹，生產(chǎn)內(nèi)壓。由于內(nèi)壓的作用，油槽內(nèi)的油霧隨著氣從油槽蓋板縫隙處溢出，形成外甩油。如圖二：軸承外甩油。
五、甩油的處理
針對甩油缺陷，電站下定決心對其進行全面的處理。為使缺陷處理得更徹底、效果更顯著，電站曾考察過其他同類型的機組的運行及改造情況，咨詢過制造廠家。
3號機組安裝過程中，安裝單位考慮到擋油圈距離各相對部件的間隙過大，曾在原擋油圈的內(nèi)部加裝了副擋油圈。見圖三：
副擋油圈彌補了原擋油筒由于高度偏小而造成的機組運行過程中大量溢油的缺陷，但并未徹底處理油槽的內(nèi)甩油現(xiàn)象，機組運行過程中油霧溢出后在主軸和下機架底部凝結，水車室水導油槽蓋板積油嚴重。原加裝的副擋油圈在結構尺寸上亦存在缺陷，影響機組檢修過程中下機架的吊出。