黃柳情
（大唐岩灘水力發（fā）電有限責任公司，廣西 大化 530811）
摘 要：岩灘發電公司4號機組各軸承采用了先進（jìn）的TNS型接觸式密封蓋，該密封蓋的密封（fēng）齒與轉軸表麵接觸，實現無間隙運行，徹底（dǐ）解決了軸承由於（yú）密封不嚴而產生（shēng）的油霧泄漏問題，對發電機組（zǔ）的安全生產（chǎn）、設備可靠性（xìng）以、現場文明衛生以及創一流達標起到積極的（de）作用。
關鍵詞：軸承密封蓋；油霧泄漏；技術改造；岩灘發電公司
1 前言
大唐岩灘水力發電有限責任公司是中國大唐集團公司廣（guǎng）西（xī）分公司的下屬企業，是廣西電網的主力（lì）電廠和主要調頻廠。位於珠江流域紅（hóng）水河中段的大化瑤族自治（zhì）縣岩灘鎮，是紅水河十個梯級（jí）開發的第五級，裝機容量為（wéi）4台（tái）302.5MW，其水輪機型（xíng）號為HLA286a—LJ—800型（1號、2號（hào）、4號機），HLA773a-LJ-800（3號機），Z高（gāo）水頭：68.5m，設計水頭：59.4m，Z低水頭（tóu）：37m，設計流量：580m3/s，額定出力：307.1MW（1號（hào）、2號（hào）、4號機），329.94MW(3號機)，額定轉（zhuǎn）速：75r/min；發電機型號為SF302.5-80/17000型，額定容量：345700KVA。均（jun1）係（xì）哈爾濱電機廠生產。首台機組於1992年9月投產發電，其後的2號、3號、4號（hào）機組分別於1993年8月、1994年6月、1995年6月相（xiàng）繼投運。因限於當時國內的技術水（shuǐ）平，四台機組軸承密封（fēng）方式均為間隙密封，設計單邊間（jiān）隙在1.5mm～2.0mm，由於間隙較大，機（jī）組運行時常發現有油霧從間（jiān）隙逸出，造（zào）成上（shàng）、下機架蓋板（bǎn）、風洞、機坑內砼地麵及頂蓋上有許多油（yóu）跡，給設（shè）備造成嚴重（chóng）的（de）油汙染，對發電機組的安全生產、設備可靠性、現場文明衛生以及創一流（liú）達標帶來很大困難（nán）。為此，自2004年初我們結合機組（zǔ）檢修分別對2號、4號機（jī）上導、下導、推力、水導軸承密封蓋進（jìn）行（háng）了（le）更新（xīn）改造，采用了（le）哈爾濱（bīn）通能電氣（qì）股份有限公司開發的TNS型接（jiē）觸式密封（fēng）蓋，機組運行至今未發現有油霧（wù）泄漏現（xiàn）象，根本上（shàng）解決了油汙染問題，為提（tí）高機組安全運行以及設備可靠性打下了基礎（chǔ）。
2 水輪發電機組各軸承（chéng）的特點
2.1 上導軸承、下導軸承均采用內部油自循環分塊瓦結（jié）構，各有12塊（kuài）鎢金瓦、12個抽屜式油冷卻器，軸承體（tǐ）為鑄鋼，是承受徑向動荷的主要零（líng）件；軸承密封蓋材料為（wéi）鑄（zhù）矽鋁ZL102。
2.2 推力軸承亦采用內（nèi）部油自循環，推力瓦為塑料（liào）瓦、大托盤、彈性油箱可調式支撐結構，總推（tuī）力負荷為27500kN。為了加（jiā）強油的（de）循環在軸承（chéng）內圓設置葉輪泵（bèng）。共有16塊推（tuī）力瓦，16個抽屜式油冷卻器；軸承密封蓋材料為（wéi）鑄矽鋁ZL102。
2.3 水導（dǎo）軸承為支撐式分塊瓦結構，共12塊鎢金瓦，軸承冷卻器為固定（dìng）式（shì）兩半（bàn）結構（gòu）。軸承體為鑄鋼，是承受（shòu）徑向動（dòng）荷的主要零件；軸承密（mì）封蓋材料為（wéi）鑄鐵。
2.4 各軸承密封蓋均為圓錐式四半（bàn）結構，合縫麵用橡皮墊密封（fēng）。通過連接螺栓將（jiāng）密封蓋固定在軸承座（密封支持座）上，密封蓋與旋轉軸的設計單邊（biān）間隙為（wéi）1.5～2.0mm，此外，在密封蓋（gài）上段靠近軸領部位設有羊毛氈以避免軸承蓋碰傷軸領工作麵。
3 對軸承密封蓋改造的必要性
4台機組因油（yóu）霧擴散造成發電機（jī）上下機架、風洞、水車室等地麵存在大量油跡，設（shè）備（bèi）也因油汙染產生鏽蝕、卡阻（zǔ）或操作不靈活（huó）等缺陷，主要表現在：
3.1 4台機組（zǔ）轉子製動器受油霧汙染後其活塞及活塞缸體容易產生鏽斑，活塞上下動作不靈活，經常（cháng）有卡阻現象，每次（cì）開停機運行人員（yuán）都要特別小（xiǎo）心，都要一一檢查製動器是否完全下落或完全頂起，稍（shāo）有不慎就會造成帶製動器開機事故。雖然每次大修都要對製動器進（jìn）行全（quán）麵分解檢查，每次都發現製動器活塞、活塞缸等有不同程度的鏽斑，進行處理後（hòu）回（huí）裝，不到幾個月又發現製動（dòng）器有卡阻現（xiàn）象。同時由於製動器活塞上下動作不靈活又導致了製動塊受到不均勻載（zǎi）荷的作用力，使製動塊受力不均勻，摩擦麵傾斜或（huò）邊角崩裂現象。4台機組分別投產不到5年（nián）其轉（zhuǎn）子製動塊就有許多出現邊角崩裂現（xiàn）象，於1996年機組檢（jiǎn）修時進行次（cì）更換，至2001年機組檢（jiǎn）修時又進行第二次更換。而1號、2號（hào）、4號機（jī）組製（zhì）動器也因活塞（sāi）及活塞缸鏽蝕嚴重（chóng）（Z深（shēn）的有（yǒu）0.55mm左右）、製（zhì）動塊邊角崩裂等缺陷被迫於2006年（nián）、2007年、2008年進行了更換。3號機組製動器（qì）也計劃於2009年冬結合機（jī）組檢修進行更換。另外，由（yóu）於製動器活塞及活塞缸鏽蝕還引起製動器在動作時振動加劇（jù），行程擋（dǎng）板經常脫落，導致（zhì）信（xìn）號頻發。
3.2 4台機組上（shàng）導（dǎo）、下導、推（tuī）力、水導、空氣冷卻器技術供水管受油霧汙染後（hòu）鏽蝕穿孔漏水，幾乎隨處（chù）可見滴漏現象，補（bǔ）焊時出現焊縫擴散（sàn）現象，加大了處理的難度。特（tè）別是在豐水期，機組滿負荷運轉時，無法停機處理，隻能用膠皮臨時擋（dǎng）住（zhù）水後，將水引至水溝。冷卻水管漏水不僅（jǐn）浪費水源、汙染（rǎn）環境，還會因冷卻水量不足而導致各軸承（chéng）瓦（wǎ）溫升高，使機組無法正常運行；如發電機（jī）上導軸承冷卻水管在機組運行時漏水，使轉子受潮，容易造成轉子（zǐ）繞組（zǔ）接地故障；發電（diàn）機進風溫度和水溫過高時，容易導致轉子繞組匝間短路及定子繞組短路等，這將使發電機組的（de）善後修複難度加大。所以，為杜絕以上事故發生（shēng），我們分別於2004年起結合機（jī）組檢修將原1號、2號、3號、4號機組的上導、下導、推力（lì）、水導、空氣冷卻器的技術供水管（低壓焊接（jiē）鋼管）更換為（wéi）不鏽鋼管（guǎn）。
3.3 在水車室內可發現下支架軸承座底（dǐ）部有（yǒu）油往下滴（dī），落在發（fā）電機大軸與水輪機（jī）大軸連接螺栓上，使連接螺栓生鏽，大修時難以（yǐ）拔出，我公司曾在2003年1號機組大（dà）修中有一顆大軸連接螺栓生鏽嚴重而被迫更換（huàn）。而下機架蓋板原使用的隔音及防振羊毛氈也因吸滿了汙油，經常有汙油往水車室內滴漏，造（zào）成頂蓋（gài）、接力器油分配（pèi）器等表麵有許多油跡，每次機組大小修都花費大量的時間進行清掃。
3.4 油霧的大量泄漏造成油（yóu）槽內油量不足，機組運行一段時間後必須往（wǎng）油槽內補充油量。
3.5 由於我公司（sī）機組及廠（chǎng）房振動較大，密封蓋在（zài）運（yùn）行一段時間後與轉軸之間的間隙變為不均勻，造成密封蓋局部偏磨，甚（shèn）至（zhì）發生（shēng）塑（sù）性變形，油槽內油（yóu）容易從變形處溢出，不僅增加了漏油量，而且羊毛氈被磨損後掉入油槽內，使透平油受到汙染，影響軸承的潤滑效果。
3.6 油霧的（de）擴散將嚴重（chóng）汙（wū）染定子線棒，損壞（huài）線棒絕緣，降低線棒的絕緣強度及使用壽命。
種種現象表明軸承內油（yóu）霧擴散對機組（zǔ）設備的損害程（chéng）度是不可低估的，所以我們不能把軸承密封蓋間（jiān）隙加大問題視為小事，必須結合（hé）實際情況，采取有力措（cuò）施解決密封蓋（gài）間隙加大（dà）而產生的油（yóu）霧泄漏問題。
4 TNS型接觸（chù）式密封蓋的特點（diǎn）及使用（yòng）後的效果
TNS型接觸式密封蓋是針對水輪發電機組上導軸承、下導軸承、推力軸承及（jí）水導軸承等密封蓋，由於密封齒與轉軸存在間隙、密封齒在運行中被磨損後間隙過大又無法補償，而導（dǎo）致密封（fēng）不嚴，造成軸承室潤滑油及油霧大量泄漏而研製的產品。此類密封蓋具有如下特點：
a) TNS型接觸式密封蓋其密封齒與轉軸表（biǎo）麵接觸，實現無間隙運（yùn）行；
b) TNS型接觸式密封（fēng）蓋其（qí）密封齒沿圓周為多等分結構，每瓣均（jun1）能與軸形成（chéng）徑向跟蹤（zōng），徑向前進量1mm，後退量2.5mm，因此在轉軸偏心運（yùn）行時，可以自動跟蹤，實（shí）現無間隙運行；
c) 與（yǔ）轉軸接觸材（cái）料采用（yòng）特種（zhǒng）複合材料，具有自潤滑特性；
d) TNS型接觸式密封蓋在運行中不操作轉軸，不引起轉軸震動及軸溫升高；
e) 每個（gè）上導、下導、推力（lì）及水導軸承密封蓋上各安（ān）裝4個油霧分離器，該分離器要具有減壓及將油氣分離的功（gōng）能；
f) 由於TNS型接觸式密封蓋與轉軸接（jiē）觸運行，因此在安裝時無需調整間隙，所以（yǐ）安裝十分方便。
我公司在2004年3月（yuè）份（fèn）結合機組檢修首先（xiān）對2號機水導（dǎo）軸承密封蓋進行了更新改造（zào），采用了哈爾濱通能電氣（qì）股份有限公司開發的TNS型接觸式密封蓋，經過近一年時間的觀（guān）察，發現水車室（shì）周圍環境油（yóu）汙染現（xiàn）象明顯減少，於是在2004年底及2005年上半年結合機組檢（jiǎn）修分別將2號機上導、下導、推力軸承密封蓋及4號機上導、下導、推力、水導軸承密封蓋更換為TNS型接觸式密封蓋（gài），機組運行至今未發現各軸承有油霧泄漏現象，上下機架蓋板、風洞、水車室及（jí）機坑內砼地麵等均無油跡現象，油霧泄漏（lòu）問（wèn）題得到了徹底解決。
5 經濟效益分析
將軸承密封蓋（gài）更換為TNS型接觸式密封蓋後（hòu），將延長設備使用壽命，保證機組的安全（quán），縮短檢修工期，降低檢修費用，從而達到提高經濟（jì）效益的（de）目的。如每（měi）年（nián）每台（tái）機組小修期用於處理發電機上導、下導、推力（lì）、水導軸承部分（fèn）油（yóu）汙的至少需要15人、8小時才能處理幹（gàn）淨，按機（jī）組額定功率（lǜ）30.25MW、電價0.13元/KW·h計算折合人民幣31.46萬元（yuán），經濟效益十分可觀。而發電機製動器、定子線棒等設備由於受油汙染後可（kě）能造成的經（jīng）濟損失是無法（fǎ）估（gū）量的。
6 結語
實際運行（háng）表明，TNS型（xíng）接觸式密封蓋在岩灘發（fā）電（diàn）公（gōng）司的應用是成功（gōng）的，可從根本上解決油槽蓋與發電機（jī）、水（shuǐ）輪機大（dà）軸因存在間隙而導致的油霧泄（xiè）漏問題；減少耗油和汙染發生（shēng）；淨化發電機風洞（dòng）及水車室內部（bù）環境（jìng），縮短檢修（xiū）工期，降低檢修費用（yòng），同時可將機組的（de）安全穩（wěn）定運行提高到一個新的台階。
