悬式机组转动油盆甩油的原因分析与处理

2015-04-30

江华明
(桂冠茂县天龙湖电力有限公司)
  摘 要:为了解决某水电厂悬式机组转动油盆投产以来甩油的严重现象,采用了在不改变原有设备结构的方法,对水导轴承转动油盆进行加工改造;取得了令人满意的效果,确保了设备长期安全、稳定、经济地运行。
  关键词:悬式机组;油盆甩油;改造;设备安全运行
  1 设备概况
  某水电厂安装三台3x60MW的立式水轮发电机,发电机型号为SF-J60-16/4870,水轮机型号为HL(F)-LJ-275,为立轴悬式三相空冷水轮发电机,额定水头为210m,额定转速为375r/min,该水电厂机组采用自循环的毕托管式稀油自润滑水导轴承,为筒式分半结构,轴承由轴承支架、转动油盆、轴承体、轴瓦、上油槽、冷却器等组成。
  机组的水导轴承采用稀油自润滑循环方式巴氏合金筒式导轴承,轴瓦周向分为四段抛物线轨迹瓦面,主轴旋转时与瓦面间形成稳定的油楔,导轴承承受径向载荷,导轴承运行时保证不漏油、不甩油,运行中从上油箱流经轴瓦进入下油箱(转动油盆)的热油由毕托管泵入外冷却器,冷却后以重力自流流入轴承上油箱,上油箱配有一个油位信号计,具有高低油位接点报警功能;在轴瓦内设有2只铂热电阻测温装置,并有报警点,在油槽上设有铂热电阻监测油温;润滑油采用L-STA-46号汽轮机油,在连续运转条件下,冷却水Z高温度25℃时,轴瓦及油的Z高温度不超过65℃,水导轴承结构如图一所示。
  2 油盆甩油的基本情况
  2010年10月该电站机组投产发电以来,三台机组均频频发生水导油槽油位低的报警信号,伴随着水导轴承瓦温会比同样工况下的要高1°到2°左右,经现场检查发现顶盖排水沟里的水面漂浮着一层油,确认上油箱的油位确实下降了,补充加足润滑油后油位低的信号消失,同时瓦温又回到原来的温度;但机组运行几天后,油位过低信号又出现了,为避免瓦温过高,又重复补充加足润滑油后油位低的信号消失;这样三台机组的油位过低信号反反复复出现;该事件严重地威胁机组的安全稳定运行,极大地影响该厂的经济效益。在别无选择的情况下,只能由运行值班人员和维护人员加强对水导油槽油位的监视和补充,待到机组检修时再择机作处理。
  3 转动油盆甩油的解决方案
  根据现场的实际情况和机组安装的质量记录卡进行初步分析和判断,转动油盘油位降低的原因可能有三种:一是毕托管的间隙调整过大不符合厂家图纸的技术要求,二是转动油盘各把合面之间存在渗漏,三是转动油盆甩油,水导轴承润滑油完成一次自循环时,根据水导轴承润滑油自循环的线路,可以判断油箱油位降低的主要原因就是转动油盆甩油。
  根据以上油盘甩油分析的情况,结合机组在年底时进行B级检修的时候来消缺处理。处理改造的方案是:在原有主设备的基础上进行改造加工,原则上以安全可靠为主,改造的效果对机组的安全运行不能有任何的影响,节约技改费用,并确保改造后机组的运行效果良好。首先我们对3#机组进行改造,待效果见效后再对2#、1#机组进行改造。
  3.1在转动油盘的止漏梳齿环下部加装止漏环
  根据机组B级检修的项目开展工作,在分解水导转动油盘时,记录下毕托管安装的位置,分解完水导轴承转动油盘后吊到安装间进行组装,还原机组运行时毕托管的位置,实际测量毕托管与转动油盘间的间隙有10mm之多,远远超过了厂家图纸要求的设计间隙在3mm至5mm之间的范围。
  机组在正常运行时,我们根据转动油盘高速旋转的特性及润滑油甩出油盘的方向和位置,我们在水导轴承转动油盘的止漏梳齿环下部再加装一止漏环进行止漏(止漏环的形状如图二所示),这样机组在运行时,转动油盘的油就可以得到有效的阻挡,防止油从转动油盘止漏梳齿环和水导轴承的间隙甩出,从而使油盘的甩油现象得到有效的遏制(加装的效果如图一中的4项所示);实践证明,该种改造方案简单有效、可行,符合原有改造方案的要求,机组运行1个月的时间内上油箱油位过低信号不再出现,确保了机组的安全可靠运行,提高了经济效益。

图二
  3.2转动油盘加装止漏环的步骤与要求
  3.2.1按机组B级检修的项目要求拆除水导瓦、水导轴承座,将转动油盘分半吊出并清扫干净并进行组装,整体运送到车间,以减少加工的误差。
  3.2.2根据图二的止漏环形状和转动油盘的实际尺寸,在车间现场进行止漏环的测量和加工制造,保证止漏环与水导轴承转动油盘的圆度和同心度。
  3.2.3止漏环加工完毕在车间进行预装、测量,确认无误后到机组现场进行组装,止漏环安装时要注意Φ4的盘根要用耐油的橡胶圆盘根,固定把合面用的螺栓要涂抹螺纹紧固剂。
  3.2.4将转动油盘清扫干净,对转动油盘各组合面用1211密封胶进行涂抹把合,各把合联接螺栓用螺纹紧固剂进行涂装紧固。
  3.2.5组装好后的转动油盘按技术规范要求进行煤油渗漏试验,保证4小时内油盘没有渗漏现象为合格。
  3.2.6水导轴承安装完毕后对毕托管的间隙进行调整:毕托管进油口与转动油盘的间隙距离调整是一项关系到水导轴承温度及油盘是否甩油的重要工序,厂家图纸设计要求间隙距离为3mm-5mm;现对毕托管的间隙距离要求调整为2mm,调整时,严格控制工艺措施,采取百分表监控的方法,以确保间隙不变,螺母备紧力度足够,防止因力度过小而松动,并在紧固后的螺母与螺栓之间涂抹螺纹紧固剂,防止机组在运行过程中因振动而引起螺母松动,从而引起毕托管与转动油盘之间的间隙发生变化。若距离过小,运行时毕托管就会与转动油盘在机组振动激烈下可能发生碰撞,从而引起事故的发生。若距离过大,油循环的速度变慢,冷却和润滑的效果变差,使水导轴承轴瓦温升高,影响机组的安全运行,转动油盘也因油量过多而发生甩油现象。
  4 机组转动油盘改造后的运行的效果
  自3#机组转动油盘改造运行后,以每周为单位时间对水导轴承上油箱油位进行观察测量,连续4周的时间上油箱油位过低的信号都没有出现,顶盖排水沟也未发现有油迹的现象,说明该改造方案效果是可行的,紧接着对2#、1#机组的转动油盘也进行了同样的改造,也取得了相同的效果。
  从三台机组水导轴承甩油原因分析、处理过程中看,对转动油盘结构改造,毕托管间隙距离调整处理后,经过1年多的运行,轴瓦温度基本稳定在40-43℃,水导加油间隔时间在2-3个月以内(设计要求每月加一次),达到了预期的效果。
  5 结论
  该电站自机组转动油盘改造投产以来,就再没有发生过水导轴承油位过低而断断续续加油的现象,极大地改善了机组的运行条件和减轻了运行维护人员的工作量,为机组安全经济的发供电提供了有力的保障。
来源:《中小企业管理与科技》2014年第4期