李繼勇，薛 峰 ，任澤儉

（1.南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250109；2.山東潤魯工程咨詢有限公司，山東 濟(jì)南 250109）

1 內(nèi)甩油問題的發(fā)現(xiàn)

南水北調(diào)東線臺(tái)兒莊泵站工程為南水北調(diào)東線一期工程的第七級(jí)泵站，也是長江水進(jìn)入山東省的第一級(jí)泵站，工程于2009 年11 月通過試運(yùn)行驗(yàn)收，于2016 年至2018 年期間先后完成了5 臺(tái)水泵機(jī)組的大修工作，5 臺(tái)水泵機(jī)組總運(yùn)行達(dá)4.9 萬臺(tái)時(shí)。

臺(tái)兒莊泵站主水泵配套電動(dòng)機(jī)為TL2400-44/3250 立式同步電動(dòng)機(jī)，在近幾年的運(yùn)行中，部分機(jī)組出現(xiàn)下機(jī)架上有滴狀透平油的現(xiàn)象，停機(jī)后檢修人員對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)排查，未發(fā)現(xiàn)下油缸有滲油點(diǎn)，而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)子支架輔板上卻有油跡，所以，根據(jù)以上現(xiàn)象綜合判定為電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中存在內(nèi)甩油現(xiàn)象。

隨后，臺(tái)兒莊泵站管理人員查閱了2016—2018 年5 臺(tái)水泵機(jī)組大修過程中的圖片資料，通過圖片資料反應(yīng)，在上機(jī)架拆卸后，5 臺(tái)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)子支架輔板上均發(fā)現(xiàn)有不同程度的油跡，因此，可以認(rèn)為內(nèi)甩油問題為該型機(jī)組的普遍問題，而在以前的安裝及大修過程中并沒有引起重視。

2 內(nèi)甩油現(xiàn)象產(chǎn)生的原因

2.1 負(fù)壓引起內(nèi)甩油

大型同步電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子冷卻大都采用強(qiáng)迫空氣冷卻方式，為保證電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子能夠得到充分冷卻，轉(zhuǎn)子磁軛上、下平面均裝配向電動(dòng)機(jī)內(nèi)部鼓風(fēng)的風(fēng)扇葉片，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，風(fēng)扇葉片會(huì)將氣流推向轉(zhuǎn)子磁極間隙，向轉(zhuǎn)子輸送的氣流經(jīng)過轉(zhuǎn)子磁極空隙后會(huì)帶走轉(zhuǎn)子磁極的熱量，此時(shí)大部分加熱后的氣流會(huì)通過兩臺(tái)安裝在風(fēng)道內(nèi)的軸流風(fēng)機(jī)排至廠房外部，但仍有部分氣流會(huì)沿轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸向上升，通過推力頭與上油缸上油缸擋油圈之間的間隙后，從推力頭穩(wěn)壓孔排出（臺(tái)兒莊泵站立式同步電動(dòng)機(jī)軸承采用SM 系列平面圓形瓦推力滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)，見圖1），當(dāng)推力頭軸頸周圈出風(fēng)速度不一致時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生局部的負(fù)壓，推力頭內(nèi)側(cè)的油面會(huì)在負(fù)壓的影響下升高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)越過上油缸擋油圈，甩到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)子支架輔板上，污染電動(dòng)機(jī)。

圖1 SM 推力軸承結(jié)構(gòu)圖

2.2 電動(dòng)機(jī)制造或安裝缺陷

電動(dòng)機(jī)主要的制造及安裝缺陷包括上油缸擋油圈與上機(jī)架外沿的同心度不符合要求、推力頭內(nèi)圈與外圈的同心度不符合要求、推力頭內(nèi)圈圓度不符合要求、推力頭軸頸內(nèi)部與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸軸頸配合不符合要求等。電動(dòng)機(jī)制造及安裝的缺陷會(huì)使推力頭內(nèi)壁與上油缸擋油圈產(chǎn)生一定的偏心，當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)油在推力頭內(nèi)部與上油缸擋油圈之間的各個(gè)斷面流速不一致，旋轉(zhuǎn)的汽輪機(jī)油會(huì)在推力頭內(nèi)部與上油缸擋油圈之間產(chǎn)生較大的壓力脈動(dòng)，其過程類似于偏心泵的工作原理，此時(shí)旋轉(zhuǎn)的汽輪機(jī)油會(huì)向上竄動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)越過上油缸擋油圈，甩到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)子支架輔板上。

2.3 密封圈磨損或塑性變形

通常在上油缸擋油圈上部裝設(shè)兩道密封圈，與推力頭軸頸內(nèi)部組成滑動(dòng)密封，從而減少電動(dòng)機(jī)內(nèi)甩油量。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)行后，密封圈磨損程度加劇，從而導(dǎo)致密封配合間隙增大，降低了密封效果。

另外，推力頭與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸軸頸為過盈配合，在推力頭安裝前通常會(huì)對(duì)推力頭進(jìn)行加熱處理，推力頭加熱溫度過高，同樣會(huì)對(duì)裝在上油缸擋油圈上的密封造成影響，使密封圈產(chǎn)生塑性變形，變形后的密封圈同樣會(huì)影響密封效果，從而造成內(nèi)甩油油量的增加。

2.4 上油缸油面過高或擋油圈高度太低

由于水的比重比汽輪機(jī)油大，當(dāng)出現(xiàn)冷卻器漏水故障時(shí)會(huì)造成上油缸油面上升，檢修時(shí)汽輪機(jī)油加注過多也是油面過高的原因，另外上油缸擋油圈高度太低等原因同樣也會(huì)造成電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)內(nèi)甩油。

3 處理建議

針對(duì)以上描述的產(chǎn)生內(nèi)甩油的原因，提出以下處理建議：

1）針對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)推力頭軸頸下平面至油面負(fù)壓引起內(nèi)甩油，可在機(jī)組大修時(shí)對(duì)推力頭進(jìn)行處理，通過擴(kuò)大推力頭穩(wěn)壓孔直徑（擴(kuò)大至20 mm 左右），降低推力頭內(nèi)外壓差，防止內(nèi)部負(fù)壓而使油面吸高甩出。

2）針對(duì)電動(dòng)機(jī)制造或安裝的缺陷造成的內(nèi)甩油，可在機(jī)組大修時(shí)復(fù)核上油缸擋油圈與上機(jī)架外沿的同心度、復(fù)核推力頭內(nèi)外圈的同心度，當(dāng)同心度超標(biāo)時(shí)需返廠進(jìn)行精加工處理，另外，推力頭內(nèi)圓圓度也應(yīng)該在出廠或檢修時(shí)進(jìn)行復(fù)核，通過以上措施以盡可能的消除機(jī)組安裝后的偏心現(xiàn)象。

3）針對(duì)密封圈磨損或塑性變形造成的內(nèi)甩油，可通過降低推力頭內(nèi)側(cè)粗糙度、更換耐磨密封圈等措施延長密封圈壽命；機(jī)組大修推力頭回裝時(shí)，應(yīng)采取控制推力頭加熱溫度、更換耐高溫密封圈等措施降低密封圈塑性變形的可能性。

4）針對(duì)上油缸油面過高或上油缸擋油圈高度太低造成的內(nèi)甩油，需要在冷卻器回裝后做好耐壓試驗(yàn)，確保冷卻器完好；需要在機(jī)組運(yùn)行時(shí)加強(qiáng)油缸油位的巡視、技術(shù)供水系統(tǒng)工作可靠性的檢查等措施防止冷卻器漏水造成的油面過高；需要在加注汽輪機(jī)油時(shí)嚴(yán)格控制汽輪機(jī)油量符合要求，避免加注過多；需要在機(jī)組大修時(shí)復(fù)核上油缸擋油圈高度及推力頭軸頸下側(cè)深度，在條件允許的情況下適當(dāng)加高上油缸擋油圈高度或改進(jìn)擋油圈形式以降低內(nèi)甩油油量。

4 結(jié)語

通過對(duì)臺(tái)兒莊泵站內(nèi)甩油問題的跟蹤，可以發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)內(nèi)甩油的油量短時(shí)間內(nèi)基本不大，但隨著運(yùn)行時(shí)間的增長，甩出的汽輪機(jī)油會(huì)不斷在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子輔板及下機(jī)架上積聚，造成電動(dòng)機(jī)臟污。推力頭與上油缸擋油圈之間的密封并不是機(jī)組大修時(shí)的主控因素，而日常的養(yǎng)護(hù)、維修卻無法進(jìn)行處理，因此仍需要現(xiàn)場運(yùn)行管理人員在大修工作中精益求精，或在工程管理過程中加強(qiáng)科研投入，改進(jìn)當(dāng)前電動(dòng)機(jī)上油缸擋油圈、推力頭的結(jié)構(gòu)，消除可能造成內(nèi)甩油的各種因素。