張麗萍1，張立明2
（1.水（shuǐ）利部農（nóng）村電氣化研究所，浙江杭州 310012；2.杭（háng）州慧翔電液技術開發有限公司，浙江杭（háng）州 310012）
摘（zhāi） 要：對國外（wài）項目中經（jīng）常遇到的水輪發電機推力軸承甩（shuǎi）油問題進行分析，並根據設計經驗，提出根本上的預防措施，取（qǔ）得不錯的效果。
關鍵詞：水輪發電機；軸承；防甩油設計；措施
1 軸承甩（shuǎi）油危害性
水輪發電機推力軸承一般采用汽輪機油（yóu）潤滑（huá）。對推力軸承而言，影響潤滑性能的主（zhǔ）要是油量和油形成的油膜，油（yóu）膜厚度與潤滑油動力粘度的（de）平方根（gēn）成正比，油（yóu）膜內摩擦損（sǔn）耗與潤滑油的動力粘度成正比，油槽內攪拌損耗與潤滑油動力粘度的（de）平方根成正比。
如果油槽經常（cháng）發生甩油或油氣（qì）進入空氣冷（lěng）區係統，會造成以下危害：
（1）容易造成汙染。油槽甩油或油氣（qì）進入冷卻係統，會（huì）造成發電機磁極、磁軛和定子（zǐ）線（xiàn）棒的（de）汙染。油氣或灰塵進入冷卻係統沉積，會導致冷卻效（xiào）果變差。油汙附著在（zài）絕緣層上，會加速其老化，影響絕緣性能，威脅（xié）發電機的壽命（mìng）。
（2）長期甩油（yóu）造（zào）成浪費。由於油位必須在合（hé）理位置，所以運行人員必須經常巡視油槽，不時添加，既（jì）浪費人力也浪費物力。
（3）地麵積油。會給日常運行和設備維護（hù）人員帶（dài）來不（bú）便，容易在處理缺陷時滑倒。
2 改進措施
為防止油霧和甩油，在（zài）設計時必須選擇合理的擋油管高度。位於油槽油位以（yǐ）下的所有轉動部件均增加穩（wěn）油板，以防止潤滑油在機組運（yùn）行時的波動，減少油霧的（de）產生和甩油，將攪動產生的損（sǔn）耗和甩油的（de）可能性控製在一個很低的水平。
為防止油或油氣進入（rù）發電機（jī）或空氣冷卻係統，在發（fā）電機的轉動部分和靜止部分之間，油槽（cáo）都進（jìn）行了很好地（dì）密封。
靜止部分的密封有：推力軸承油槽有很多（duō）把合麵，都需要密封。在軸向，所有在（zài）油（yóu）麵以下、用螺栓（shuān）把合（hé）的結（jié）合麵均采用O型密封圈密封；而在圓周方向（xiàng），所有的分瓣麵均采用膠水來密封。所有自動化元件（jiàn）的（de）引線電纜出口均高於油麵（miàn），以防止油通過線纜滲出（chū）油（yóu）槽，並且出口的孔洞也將采用填充材料密（mì）封。管（guǎn）路與油槽的（de）連接法蘭采用O型密封圈密封。
轉動部分的密封有：位於油槽油位以下的所有轉動部（bù）件均增加穩油環，以減少油霧（wù）的產（chǎn）生和甩油。如下所示為位於推力頭外圈、推力頭和推力鏡板內圈處的密（mì）封結構（見圖1）。金屬結構部件設計成可以阻止潤滑油沿著推力（lì）頭、推力鏡板內壁爬升的結構，推力頭外圈（quān）密封設計成允許空氣進入油槽的結構。一旦油霧產生，來自下機架底部的密封空氣和來自於通氣孔由旋轉產生的氣流將把油霧限製在油槽上部的腔室內，然後再（zài）由排油霧裝置將油霧吸出。允許壓力空氣進入的腔室將采用密（mì）封齒環密封，保證油霧（wù）無法由（yóu）此溢出（chū）。
1.上穩油環（huán）；2.下堵氣環；3.停機狀（zhuàng）態時的油位；4.運行油位
圖1 軸承密封
以下推薦2種（zhǒng）有成熟運行經驗的防止油氣溢出（chū）的軸承密封方式，這2種方式均采用壓力空氣密封（見圖2、圖3）。
1.上密封腔；2.磁軛通風產生的密封空氣進入上密封腔；3.磁軛通風產生的密封空氣進入下密封腔；4.密封空氣由軸承排出；5.密封空氣進入軸承；6.經過通氣孔和下密封腔的氣流；7.空氣/油霧被吸收（shōu）；8.真空泵；9.油過濾器；10.潔淨空氣排出（chū）機坑；11.油（yóu）回收
圖2 軸承密封方案1
1.上密封腔；2.迷宮式密封；3.磁軛通風產（chǎn）生的密封空（kōng）氣；4.來自於（yú）下密封腔的密封（fēng）空氣；5.空氣/油霧被吸收
圖3 軸承密封方案2
方案1中，根據運（yùn）行需要，密封空氣的進氣量可通過閥門來調節。排油霧口沿著圓周布置4個。在下機架的底部，也有1個密封腔（即下密封腔），它的（de）工作方式與上密封腔相同。
方（fāng）案2采用迷宮式密（mì）封（fēng），工作的方式與方案1的原理相同；壓力空氣的流向如圖3所示，也與（yǔ）方案1的基本相同，隻是在空氣的消耗量上會有所區別。
上導（dǎo）軸承也可采用（yòng）與組（zǔ）合軸承同樣的防（fáng）油霧和防甩油措施。為更好的防止油或油氣溢出，可以采用廠房提供的壓（yā）縮空氣作為空氣密封的氣源以替代由磁軛通風產生的（de）氣源。
3 結論
從方案1和方案2的設（shè）計可以看（kàn）出，防止甩油的關鍵在於密封，而密封怎麽設計（jì）才（cái）能有效防（fáng）止甩油可通過上（shàng）述2個方案找到靈感。設計中保證壓力空（kōng）氣流入，采用壓力空氣密封，結合（hé）閥門調節或迷（mí）宮式密封，很好地解決了軸承的密封（fēng）問題（tí）。
來源：《小水（shuǐ）電》2015年2期
