周福泉

摘 要：大型水輪發(fā)電機組的推力油槽出現(xiàn)甩油現(xiàn)象會給外界造成嚴重污染，同時也會降低發(fā)電機的運行效率。本文通過分析大型水輪發(fā)電機組推力油槽甩油的原因，進一步分析了大型水輪發(fā)電機組推力油槽甩油處理手段。

關鍵詞：發(fā)電機組;甩油問題;處理手段

一、大型水輪發(fā)電機組甩油情況

本文研究的大型水輪發(fā)電機組由于設計、制造工藝以及長期運行老化等方面的不足，導致出現(xiàn)了內外甩油的問題，不僅對環(huán)境以及機組都造成了嚴重污染，同時也使得發(fā)電機的絕緣層老化更為嚴重，不利于發(fā)電機組的穩(wěn)定運行。本次研究的發(fā)電機組內外甩油問題主要出現(xiàn)在三個部位，一是水車室部位，水車室的油槽蓋板上出現(xiàn)較為嚴重的積油現(xiàn)象，同時其下機架的底部也存在著油漬，其機坑里側的內壁上同樣具有油污;二是推力層部位，其推力層的風洞壁上存在著包裹性油污，同時，推力頭部位以及下機架部位同樣存在大量油污，推力油槽蓋板上是油污最為嚴重的部位;三是發(fā)電機的定子和轉子線圈部位，其線圈的上下兩端都存在油污，且油污較厚，尤其是線圈絕緣層靠近中間的部位受到油污侵染顏色較深，且絕緣層部位較脆，韌性下降[1]。

二、大型水輪發(fā)電機組推力油槽甩油的原因

1.內甩油的原因分析

很多大型水輪發(fā)電機組在使用年限較長后，其推力油槽都會出現(xiàn)內甩油問題，該項故障問題會使得整個發(fā)電機組的運行性能受到影響，導致檢修成本上升，同時也會造成一定的環(huán)境污染，而究其油槽內甩油的根本原因主要有兩個方面，一方面是油槽的結構不完善導致其出現(xiàn)內甩油現(xiàn)象，本次研究的原水輪發(fā)電機組的油槽內擋油圈為開放式結構，其中推力頭的內壁與擋油圈之間的空隙距離約為88毫米，而擋油圈與主軸之間的距離約為115毫米，其推力頭到擋油圈上部分位置的距離約為265毫米，油槽高出靜止時的油面185毫米左右，由這些參數(shù)數(shù)據(jù)可知，這種結果的擋油圈與其他部位之間具有較大縫隙，而距離靜止油面的距離卻較小，因而很容易導致內部形成負壓，油面在其作用下會升高，進而出現(xiàn)內甩油現(xiàn)象。另一方面是發(fā)電機制造和安裝原因導致出現(xiàn)甩油現(xiàn)象，在具體制造安裝時，由于工藝的不完善導致?lián)跤腿椭鬏S之間，或是與推頭的內壁之間產(chǎn)生偏差，主要是偏離中心位置，造成油環(huán)不均勻，進而出現(xiàn)內甩油的問題。

2.外甩油的原因分析

發(fā)電機的透平油是能夠吸收一定水分和空氣的，因而在整個水輪發(fā)電機組運行的過程中，其油溫在逐漸升高時，在透平油冷態(tài)時溶于其中的空氣和水分會開始汽化，在汽化過程中也會將一部分油帶出，汽化后的混合物為油霧，造成外甩油現(xiàn)象。同時，發(fā)電機組在運作時，其外壁粘附著的靜止油會在推力頭和鏡板的作用下向外飛濺，從油槽板的縫隙之間甩出。另外，機組運行時還會導致其內部軸承的溫度上升，內部形成內壓，導致油和空氣的體積膨脹，油霧也會通過油槽蓋板的縫隙甩出。

三、大型水輪發(fā)電機組推力油槽甩油處理手段

根據(jù)對大型水輪發(fā)電機組推力油槽甩油的原因分析可知，其機組運行、結構尺寸等方面都存在著不足，因而針對于這些根本原因對大型水輪發(fā)電機組進行優(yōu)化改造，再結合同類型水輪發(fā)電機組甩油問題優(yōu)化處理的經(jīng)驗，對大型水輪發(fā)電機組進行改造，有效處理其推力油槽甩油的故障問題。

1.內甩油問題的處理

根據(jù)內甩油現(xiàn)象出現(xiàn)的根本原因對該問題處理，主要是從結構上進行改造。例如，對擋油圈的高度規(guī)格進行完善，可使用厚鋼板墊裝加高，本次改造使用的厚鋼板厚度為6毫米，將鋼板卷起形成一個圓錐形的筒狀，然后將該結構直接焊裝在擋油圈的上部位置上，在改造完成后還要對改造后的擋油圈高度進行精準測量，確保其達到改造要求，對擋油圈加高能夠有效完善擋油圈高出油面距離偏小的缺陷，也可以降低油面升高外泄的可能性。另外，原有發(fā)電機的結構中擋油圈與推力頭之間的縫隙問題可以按照疏通法原理進行解決，因而能夠進一步簡化檢修流程，再加上轉動部件存在著中心偏差，因而油泵的壓力會受到影響造成脈動值較小的現(xiàn)象，也不需要再添加副擋油圈，針對于存在的油霧外泄問題，還可以安裝接油盆進行處理，接油盆結構中的甩油環(huán)與轉子之間連接固定，當轉子轉動時，甩油環(huán)也可一起轉動，而這時若有油滴落下就會直接通過旋轉力甩入到座圈當中，而接油盆中的回油裝置則是負責回油并排油的工作，一般采用定期排油的方式[2]。

2.外甩油問題的處理

針對于外甩油問題產(chǎn)生的原因，可直接對油槽大蓋結構進行改進，將原有的油槽蓋改裝成耐壓式接觸密封蓋，改進后的密封蓋結構主要包括鋁合金座圈、接觸齒、主軸以及油霧過濾呼吸器，該結構主要兩種關鍵技術來實現(xiàn)防甩油功能。例如，其接觸齒結構具有著多項功能，比方說限位功能，其主要通過限位裝置限制了接觸齒的供給數(shù)量，能夠有效降低接觸齒與轉軸之間不必要的摩擦，延長接觸齒的使用壽命，同時還能夠保證轉軸與接觸齒接觸時沒有絲毫縫隙;多等分功能也是接觸齒的一項功能，其主要原理是將接觸齒分為若干部分，每一部分都是相等的，其劃分主要按照圓周方向，在徑向上，每一個部分都能夠前進或是后退，具有較高的靈活性，因而對接觸齒的追蹤可根據(jù)軸的位移來判斷，確保接油盆設備的運行始終穩(wěn)定，另外，接觸齒還具有補償推后功能以及與轉軸接觸部分材料的功能，另一關鍵技術則是密封蓋的油霧過濾呼吸器能夠進一步平衡油槽內的壓力，對于防止油霧散出有著很重要的作用。

四、應用實例分析

為了更好的了解大型水輪發(fā)電機組推力油槽甩油及其處理方法，在本次研究中，本文將結合某水電工程項目的實際情況，詳細闡述了推力油槽甩油的原因以及處理方法等。

1.案例背景介紹

某水電站建成后的廠房內裝有三臺單機容量45MW的立軸混流半傘式水輪發(fā)電機組，因為該輸電站的建成時間較早，并為設備受到當時生產(chǎn)工藝以及制造水平的影響，自投入使用以來就出現(xiàn)了嚴重的脫離油槽內外甩油的問題，造成推力油槽上的蓋板以及水導油槽蓋板內存在大量的機油，這一情況嚴重污染了發(fā)電機定轉子線圈以及機坑等，加快了相關設備的老化進程。

為了能夠有效解決這個問題，實現(xiàn)水電站的安全生產(chǎn)，水電站管理單位在對機組推力油槽的內外現(xiàn)象進行分析后，開始尋找推力油槽甩油的新方法。

2.處理方法

（1）機組的改進

通過對機組進行改進，在機組安裝期間考慮到擋油圈距離與相關組件的間隙較大而造成甩油問題，所以該項目中計劃對原有擋油圈內部增設負擋油圈的方法解決該問題，所增加的副擋油圈可以有效避免因為原有擋油筒因為高度偏低而導致大量乙酉問題，可以有效避免甩油問題發(fā)生。

（2）查找油槽本體的泄漏點

為了能夠進一步解決油槽泄漏問題，在該項目中根據(jù)推力油槽結構，采用透平油滲透法以及壓縮空氣檢測等方法進行檢測。其中在壓縮空氣撿漏期間，考慮到推力油槽的下方為密封墻體，則可以通過壓縮空氣的方法檢查油槽底板上有無漏點情況。為實現(xiàn)該目標，選擇在機架支撐的封閉腔內設置一個φ30的孔，并焊接鋼管向墻體內注入空氣，設置氣壓為0.6MPa，再在油槽內涂抹肥皂水檢查有無漏點。在油槽注油檢漏期間，需將推力油冷進排水管、溫度計引線端蓋、密閉腔體上方油槽采用直接注滿透平油檢漏，在機架外圍及擋油桶內側檢查漏點。

在確定泄漏點之后，可將漏點缺陷焊縫清理干凈，用碳弧氣刨開坡口。之后做補焊以及泄漏點的打磨，去除飛濺以及焊瘤等物質。最后安裝上文介紹的方法對漏點做第二次檢測，直至完全合格。

3.效果評價

在按照上文介紹的方法處理泄漏點之后，改造后的機組投入的時間已經(jīng)超過6個月，通過觀察裝置的甩油現(xiàn)象后，結果顯示甩油問題無顯著改善。比較改進前后的甩油情況后，發(fā)現(xiàn)水車室水導油槽上蓋板的積油和下機架底部的油珠沒有了，且用手觸摸無任何油及其混合物，證明本次改造取得了預期效果。在本次改造中所使用的轉換以及彌補材料等均新型材質，具有易于拆卸等優(yōu)點，為進一步降低后期維護的檢修難度降低基礎。

五、結論

綜上所述，大型水輪發(fā)電機組推力油槽甩油情況主要包括內甩油和外甩油兩種類型，其中內甩油的主要原因是設計結構存在不足，以及制造安裝存在偏差等，而外甩油的主要原因是內部油受到外部因素的影響而飛濺或汽化，進而導致出現(xiàn)甩油，這兩種甩油問題的處理都需要根據(jù)其具體原因對發(fā)電機進行優(yōu)化改造，比方說改造擋油圈高度以及油槽蓋結構等。

參考文獻：

[1]霍新新，武中德，范壽孝.水輪發(fā)電機推力軸承油槽防甩油措施[J].黑龍江電力，2020，42（06）：471-473.

[2]趙宇彤.棉花灘水電站機組推力軸承防油霧逸出裝置的研究[D].長春工程學院，2020.