于華艷，王巖祿

(1.常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械系，江蘇常州 213164;2.哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱 150040)

軸承是水輪發(fā)電機(jī)組中最重要的部件之一，其中推力軸承起著支持發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子質(zhì)量及軸向水推力作用;導(dǎo)軸承起導(dǎo)向作用，保證發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動部件高速旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定。軸承工作性能不僅直接關(guān)系到機(jī)組能否安全運(yùn)行，而且還影響機(jī)組的出力和效率。由于發(fā)電機(jī)軸承油槽內(nèi)轉(zhuǎn)動部件高速旋轉(zhuǎn)，攪動油槽內(nèi)潤滑油，同時轉(zhuǎn)動部件與固定部件持續(xù)摩擦發(fā)熱，使油槽內(nèi)的潤滑油產(chǎn)生大量油霧。油霧如果不能有效過濾清除，將從發(fā)電機(jī)油槽內(nèi)擴(kuò)散到整個發(fā)電機(jī)內(nèi)部，對發(fā)電機(jī)造成污染，并降低發(fā)電機(jī)內(nèi)絕緣材料的壽命。由于發(fā)電機(jī)內(nèi)部空間狹小，不適宜安裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜的輔助通風(fēng)補(bǔ)氣裝置，造成單純使用油霧分離裝置分離收集油霧的效果不佳。目前國內(nèi)水電站普遍存在發(fā)電機(jī)軸承油霧清除效果不佳造成油霧污染的問題，因此迫切需要一種簡單高效的油霧收集裝置。設(shè)計了一款自然補(bǔ)氣集油霧裝置，改善了以往油霧收集不佳的問題。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.1 集油霧裝置結(jié)構(gòu)

圖1、圖2為油霧收集裝置示意圖，由油霧分離器1、集油杯2、集油霧鋼管3和補(bǔ)氣鋼管4組成。油霧分離器1內(nèi)的電動機(jī)輸出功率可根據(jù)不同發(fā)電機(jī)的使用要求調(diào)節(jié)。油霧分離器1內(nèi)設(shè)置粗濾和精濾兩級過濾裝置，如圖2所示，能充分過濾出空氣中的油霧，油霧分離器1的下面安裝有集油杯2，用于收集過濾出的潤滑油，集油杯2為透明材料制造，方便觀察和清理內(nèi)部的積油。

圖1 集油霧裝置示意圖

圖2 A向視圖

集油霧鋼管3一端連接發(fā)電機(jī)軸承油槽，另一端與油霧分離器1相連，安裝時集油霧鋼管傾斜向上與水平線成一定夾角，便于冷凝在管壁上的潤滑油回流到發(fā)電機(jī)軸承油槽內(nèi)。補(bǔ)氣鋼管4安裝在發(fā)電機(jī)軸承油槽頂部適當(dāng)位置，其開口在發(fā)電機(jī)定子附近，利用發(fā)電機(jī)冷卻循環(huán)風(fēng)的流動風(fēng)壓向發(fā)電機(jī)軸承油槽內(nèi)補(bǔ)氣，平衡發(fā)電機(jī)軸承油槽的氣壓。補(bǔ)氣鋼管也需向上傾斜，與水平線成一定夾角，防止油槽內(nèi)飛濺的油滴積存到鋼管內(nèi)部。

1.2 優(yōu)點(diǎn)

該集油霧裝置補(bǔ)氣方式是利用發(fā)電機(jī)內(nèi)部的循環(huán)風(fēng)自然補(bǔ)氣。補(bǔ)氣鋼管的管口安裝在發(fā)電機(jī)定子線棒附近，這里是空冷發(fā)電機(jī)循環(huán)風(fēng)風(fēng)道的高壓區(qū)，利用壓力較高的循環(huán)風(fēng)通過補(bǔ)氣管進(jìn)入發(fā)電機(jī)軸承油槽，平衡發(fā)電機(jī)軸承油槽內(nèi)的氣壓。油霧分離器的電機(jī)功率可調(diào)，以適應(yīng)不同轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)軸承內(nèi)部氣壓的不同;集油霧鋼管從發(fā)電機(jī)軸承油槽到油霧分離器間采取向上一個仰角安裝，利于冷凝在鋼管管壁上的潤滑油回流到發(fā)電機(jī)軸承油槽內(nèi)。

整個裝置合理地利用了壓力較高的發(fā)電機(jī)空氣冷卻的循環(huán)風(fēng)向軸承油槽內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)氣，防止油霧分離器從軸承油槽內(nèi)抽取油霧時造成軸承油槽內(nèi)氣壓降低，影響油霧分離效果。由于補(bǔ)氣鋼管的開口位于發(fā)電機(jī)循環(huán)風(fēng)風(fēng)路中的高壓區(qū)，發(fā)電機(jī)軸承油槽內(nèi)的油霧不會從補(bǔ)氣鋼管中泄漏出來。

2 結(jié)束語

該油霧收集裝置無須使用專門的輔助補(bǔ)氣裝置，利用發(fā)電機(jī)循環(huán)風(fēng)實現(xiàn)自然補(bǔ)氣，無須附加氣源。利用簡單的方法維持了發(fā)電機(jī)軸承油槽內(nèi)的氣壓平衡，使空氣流通順暢，提高了油霧分離效果。

由于補(bǔ)氣的風(fēng)量很小，不影響發(fā)電機(jī)整體的通風(fēng)冷卻效果，整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，占用空間小，非常適宜在密閉的、結(jié)構(gòu)緊湊的水輪發(fā)電機(jī)中使用。

【1】粱維燕，邴鳳山，饒芳權(quán)，等.中國電氣工程大典:第5卷:水利發(fā)電工程［M］.北京:中國電力出版社，2010.

【2】機(jī)械設(shè)計手冊編委會.機(jī)械設(shè)計手冊［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.