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1、 水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)甩油原因分析與處理 浙江省白鶴水電站是一座以發(fā)電為主的引水式電站,裝有2臺(tái)12.5 MW立軸混流式水輪發(fā)電機(jī)組。 機(jī)組水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)如圖1所示。該機(jī)采納反螺旋自循環(huán)自冷式軸承,為筒式分半結(jié)構(gòu)。軸承由軸承支架、旋轉(zhuǎn)油盆、軸承體、軸瓦、油箱、冷卻器等組成。軸承支架為鑄鋼,下法蘭鎖在頂蓋上,上法蘭承受軸承體,旋轉(zhuǎn)油盆材料為Q235A,鎖在主軸上,軸向靠卡槽定位,徑向由銷定位。旋轉(zhuǎn)油盆分兩半面,中分面由22只M12×65的螺栓聯(lián)接。旋轉(zhuǎn)油盆與旋轉(zhuǎn)油盆蓋靠12只M16×40螺栓聯(lián)接。 圖1 水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)圖 1 旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)甩油狀況 (1) 2000年6月,1號(hào)機(jī)組投入運(yùn)
2、行,當(dāng)機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行15 min左右時(shí),發(fā)覺(jué)在水車室內(nèi)水導(dǎo)軸承支架與軸承體之間有少量霧狀油甩出。隨著時(shí)間的延長(zhǎng),甩油量越來(lái)越大,40 min后軸瓦溫度已達(dá)56(正常運(yùn)行時(shí)一般不超過(guò)55),并有上升的趨勢(shì),且水車室內(nèi)有異味,機(jī)組只得退出運(yùn)行。 (2) 2000年6月,2號(hào)機(jī)組投入運(yùn)行,空載時(shí)旋轉(zhuǎn)油盆處未發(fā)覺(jué)滲漏油;在機(jī)組過(guò)速試驗(yàn)后,旋轉(zhuǎn)油盆蓋處有微量油霧,用一塊吸油紙貼在軸承支架上并順著機(jī)組軸向監(jiān)測(cè),可發(fā)覺(jué)越靠近旋轉(zhuǎn)油盆蓋組合縫油跡越多;帶負(fù)荷運(yùn)行4 h后,甩油量明顯加大,軸瓦溫度從原有的51左右開(kāi)頭上升,消失與1號(hào)機(jī)組類似的狀況。停機(jī)冷卻后,用手動(dòng)油位計(jì)檢查旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)油位,發(fā)覺(jué)油位從11
3、6 mm降至70 mm,旋轉(zhuǎn)油盆外殼發(fā)燙。 2 旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)甩油的緣由 (1) 旋轉(zhuǎn)油盆蓋與軸承體間隙偏小且不勻1號(hào)機(jī)組在空載運(yùn)行時(shí),軸瓦溫度較高,解體后曾在軸承體組合上面加0.10 mm的銅皮,擴(kuò)大軸與軸瓦的間隙,以降低瓦溫。但同時(shí)引起軸承體橢圓度加大,實(shí)測(cè)油盆蓋與軸承體間隙平均值為0.55 mm(設(shè)計(jì)值為0.600.80 mm),其中最小間隙值0.25 mm。在機(jī)組高速旋轉(zhuǎn)時(shí),由于旋轉(zhuǎn)油盆蓋與軸承體間隙不均,造成旋轉(zhuǎn)油盆蓋局部偏磨。運(yùn)行一段時(shí)間后,蓋板(鋁制)發(fā)生塑性變形,旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)的油在高速離心力的作用下從變形處甩出。 (2) 旋轉(zhuǎn)油盆油位過(guò)高 通過(guò)試驗(yàn)發(fā)覺(jué),旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)油位偏高,是產(chǎn)生甩油
4、的一個(gè)重要緣由,由于油位過(guò)高,油膨脹后,簡(jiǎn)單飛濺。但油位過(guò)低,會(huì)造成潤(rùn)滑不良。 (3) 密封結(jié)構(gòu)及密封材質(zhì)的影響 經(jīng)檢查,旋轉(zhuǎn)油盆蓋與旋轉(zhuǎn)油盆之間靠止口定位,協(xié)作較松,并用*4橡皮條密封,但旋轉(zhuǎn)油盆蓋端面密封槽太深,使得*4橡皮條壓縮量不夠。密封效果不好、從而造成旋轉(zhuǎn)油盆甩油。 (4) 旋轉(zhuǎn)油盆煤油滲漏試驗(yàn)存在問(wèn)題 旋轉(zhuǎn)油盆中分面用螺栓組合后,進(jìn)行煤油滲透試驗(yàn),是確認(rèn)旋轉(zhuǎn)油盆本體是否滲漏的主要方法之一。經(jīng)調(diào)查,試驗(yàn)時(shí)主要存在的問(wèn)題有:煤油浸泡量不夠,即煤油應(yīng)當(dāng)灌至旋轉(zhuǎn)油盆組合縫頂部,而實(shí)際達(dá)不到此要求;煤油滲漏試驗(yàn)時(shí)間短,按要求至少要保持4 h,無(wú)滲漏現(xiàn)象;旋轉(zhuǎn)油盆中分面不平,有高點(diǎn)、毛刺等特
5、別。 (5) 旋轉(zhuǎn)油盆整體強(qiáng)度及聯(lián)接螺栓的緊力不夠經(jīng)檢查,發(fā)覺(jué)1號(hào)旋轉(zhuǎn)油盆蓋發(fā)生塑性變形,2號(hào)旋轉(zhuǎn)油盆蓋縱向有長(zhǎng)達(dá)15 mm的裂紋,且始終擴(kuò)散到根部。而2臺(tái)機(jī)組的旋轉(zhuǎn)油盆組合縫緊固螺栓,旋轉(zhuǎn)油盆與旋轉(zhuǎn)油盆蓋處的聯(lián)接螺栓,均發(fā)覺(jué)有明顯拉長(zhǎng)和部分松動(dòng)。筆者認(rèn)為這是由于機(jī)組高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),旋轉(zhuǎn)油盒在離心力的作用下,因其整體強(qiáng)度及油盆的緊固螺栓及聯(lián)接螺栓的緊力不夠而造成的。 3 旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)甩油的處理 (1) 對(duì)1號(hào)機(jī)變形的旋轉(zhuǎn)油盆蓋校內(nèi),并把間隙放大到1.00 mm。然后將旋轉(zhuǎn)油盆解體,對(duì)組合縫處的高點(diǎn)、毛刺,用細(xì)銼刀、砂皮進(jìn)行修磨處理。 (2) 重新組合旋轉(zhuǎn)油盆,勻稱對(duì)稱緊固聯(lián)接螺栓后,經(jīng)過(guò)嚴(yán)格規(guī)范的滲
6、漏試驗(yàn)。 (3) 安裝時(shí),嚴(yán)格工藝措施,實(shí)行緊固一遍螺栓檢查一次間隙,以確保間隙勻稱,緊力足夠。 (4) 改進(jìn)旋轉(zhuǎn)油盆蓋處密封結(jié)構(gòu),旋轉(zhuǎn)油盆分半,法蘭面開(kāi)“L"型槽,旋轉(zhuǎn)油盆蓋的平面開(kāi)“-"型環(huán)槽,旋轉(zhuǎn)油盆端蓋處加兩道迷宮密封。 (5) 檢查油位在合適位置。通過(guò)多次試驗(yàn),旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)的油位掌握在80100 mm較相宜。 (6) 為削減塑性變形,改善旋轉(zhuǎn)油盆組強(qiáng)度、加大螺栓緊力,避開(kāi)甩油,又作了如下處理: 重新鑄造旋轉(zhuǎn)油盆(材料Q235-A),并要求對(duì)旋轉(zhuǎn)油盆動(dòng)平衡試驗(yàn)嚴(yán)格把關(guān); 考慮到旋轉(zhuǎn)油盆固有結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場(chǎng)布置,旋轉(zhuǎn)油盆中分面筋板厚度不變,組合螺栓由原來(lái)的M12增至M20,數(shù)量不變;旋轉(zhuǎn)油盆組合面橫板厚度由原來(lái)的30 mm減至12 mm,螺栓數(shù)量由12只增至16只。通過(guò)改進(jìn),在加大螺栓緊力的同時(shí),基本保證旋轉(zhuǎn)油盆外圈重量不變。 全部螺栓材料由原來(lái)的A
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