解決臥式水輪機軸承漏油問題的探討

2012-04-19

作者:竇純(chún)玉
(哈爾濱電(diàn)機廠有限責(zé)任公司)
  臥式水(shuǐ)輪發電機組的水輪機(jī)軸承存(cún)在漏油現象,有些還比較嚴重(chóng),並且一(yī)般(bān)呈現在高轉速(sù)機組的徑向止推軸承(chéng)上。漏油途(tú)徑是軸承兩端蓋固定部位的密封羊毛(máo)氈圈與運動部位的主軸軸頸接合處。
  1 漏油原因
  (1)固定部位的密封羊毛氈圈與(yǔ)運動部位的軸頸接合處容易形成間隙,使潤滑油有隙可鑽形成(chéng)漏油。雖然軸承兩端蓋上的密封羊毛氈圈具有一定的密(mì)封彈性,但在主軸的高速旋轉下,密封羊(yáng)毛氈圈的密封彈性越大,與主軸摩擦產(chǎn)生的溫度越高,越容易使羊毛氈圈老化而失去彈性。由於機組在運行中,主軸具有一定的擺動量,所以(yǐ)失去彈性的羊毛氈圈與軸頸形成固定的間隙,而未失去彈性(xìng)的或未完全失去彈性的羊(yáng)毛氈圈與軸頸也會形成瞬時間隙,使潤滑油有隙可鑽。由於這些間(jiān)隙量處決於(yú)主軸的擺動量,這就是當前漏油(yóu)現象的存在與否,及在程度上有區別的重要原因。
  (2)存在(zài)漏油的來源:漏油的主要來源是潤滑(huá)油在軸承體(tǐ)內空(kōng)氣中高速運動(dòng),帶動空氣進入油中形成油氣泡,並且油氣泡的高程超出了有隙(xì)可沾的間隙高程(機組(zǔ)運(yùn)行所允許(xǔ)的Z高油位設計在軸承兩端蓋的羊毛氈密封圈之(zhī)下)。
  漏油的次要來源是小推力盤處的排油噴射弧線,正好落在主軸密封圈附近的主軸(zhóu)頸上,並且事實上也是徑向止推軸承比徑向(xiàng)軸承潤滑油(yóu)所(suǒ)形成的油氣泡層高得多(duō),並(bìng)有小推力盤的(de)排油,即徑向止推軸承與徑向軸承的區別是徑向止(zhǐ)推軸承存在漏油的來(lái)源。這就是徑向止推軸承存在漏油現(xiàn)象的根本原因。
  2 采用不形成油氣泡技術,可解決漏油現象的途徑
  根據以上對漏油原因的理論與事實的對照分(fèn)析,筆者認為:隻要解決軸承潤滑(huá)油不(bú)形成(chéng)油氣(qì)泡、杜絕漏油的來源(yuán),完全可以避免漏油(yóu),並且(qiě)這要比使(shǐ)固定部位和運動部位的密封不產生(shēng)漏油間隙容易可靠地解決軸承漏油問題。
  形成油氣泡的原理是:潤滑油運動時與空氣接觸,並帶動(dòng)空氣流動的動力要大於進入油中的阻力(即油的粘性和自重合力),加之空氣流動的方向是指(zhǐ)向油麵(miàn)。因此,空氣容(róng)易進入(rù)油中(zhōng)。進入油中後雖能依靠自身比重輕的浮力上浮,但不(bú)能克服油的粘(zhān)性而形(xíng)成油氣(qì)泡。
  根據形成油氣泡原理,為使軸承潤滑油在(zài)機組(zǔ)運行中的循(xún)環流動(dòng)不形成油氣泡(pào)而杜絕漏油的來源(yuán),從而達到解決徑(jìng)向止推軸承漏油問題。為(wéi)此,有以下一些較理想的途(tú)徑:
  (1)主要途徑是使潤(rùn)滑油在軸承體內空氣中(zhōng)的運動變成與空氣隔離的封閉式流動:
  潤滑油在軸承體內空氣中的循環運動無非是,從油麵(miàn)至軸瓦前的進油和軸瓦潤滑後至油麵的排油。徑向止推軸承的進(jìn)油是通過推力盤(pán)的帶動進入軸瓦。推(tuī)力盤同(tóng)時(shí)帶(dài)動空氣反速度運動,雖然速度較快,但其方向並非指向表麵,而是在擋風板內腔回旋,因而不能形(xíng)成(chéng)油氣泡。即(jí)使形成油氣泡也(yě)是在軸瓦前進(jìn)油腔內,與(yǔ)軸承漏油毫無影響,並且在進入軸瓦前也會被不斷地破壞,所以杜絕(jué)了軸承體內油麵形成油氣泡的問題。歸根到底是一個軸瓦潤滑後的(de)排油運動與空氣隔絕的問題。
  當(dāng)前徑向止推軸承的軸瓦潤滑後的排油雖有兩條渠道(dào):一條是導(dǎo)瓦下的排油孔;另一條是小推力盤處的圓周(zhōu)排油。這些都(dōu)是任其空氣隨意地排(pái)入熱油腔的渠道,所以徑向止推軸承潤滑油形成(chéng)油氣泡又主要呈現在熱油腔內,漏油也是在熱油腔端蓋密封處漏油。
  對這兩處相距很近的排油與空氣隔(gé)離引至油麵下並不難。隻要設一個集油盤,並在集油盤的下部再設一根適當口徑的排油管,就把軸瓦潤滑後的油在空氣中的自(zì)由流動(dòng)變成與空氣隔(gé)離的封閉(bì)式(shì)流動。通過設置集油盤(pán)這一措施,即使形成少許油氣泡也在集油盤內(nèi)油麵之上,不會形成漏油之來源。
  (2)設置去氣泡板:
  去氣泡板結構是:一塊固定在熱(rè)油腔油麵的(de)板上,有向下部(bù)排油孔(kǒng),並裝有許多破壞氣泡的空心尖針,空(kōng)心針上有橫向(xiàng)排氣孔。
  3 結束語
  據筆者了解(jiě)有不少的水電(diàn)站(zhàn)存在徑向止推軸承的漏油現象,有的電站還比較嚴重。隻要采用(yòng)不形成油氣泡技術來解決徑向止推軸承漏油問題,是可行的。
來源:《科技創新導(dǎo)報》
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