(浙江静远电力实业有限公司 浙江丽水 323000)
摘要：推力及下导轴承甩油是各电站普遍存在的问题，其对发电机设备造成极大的危害，同时加大了维护工作量和维护成本，对电站环境造成污染。本文以张河湾电站推力及下轴承油封为例，介绍电站推力及下导轴承油封的结构、工作原理，并就推力及下导轴承目前现状提出优化建议。
关键词：甩油；轴承；气密封；抽水蓄能；推力及下导
1 概述
推力及下导轴承甩油分为内甩油和外甩油，内甩油是指轴承内透平油及油雾从轴承内挡油筒处溅出或溢出；外甩油是指轴承内透平油及油雾从推力及下导轴承盖板与大轴间隙溢出。张河湾电站机组在推力头上开平压孔平衡推力头内下侧与油槽内侧压力，内挡油筒端面与主轴采用迷宫结构、设置稳油环等措施多种措施很好的解决了内甩油的问题，因此在下机架、主轴未发现有内甩油的迹象。
巡检时发现水车室内有明显积油，检查积油来源均是从下风洞下盖板处滴下。检查风洞内发现上风洞没有发现明显积油，下风洞定子绕圈、铁芯、下压板、转子中心体、铁芯、制动环板、空冷器、推力及下导轴承盖板、轴电流下端面油雾冷凝迹象，下风洞混凝土、下盖板有较多积油存在，从积油位置可以判断推力及下导轴承存在外甩油现象。
2 推力及下导轴承甩油的危害
（1）油雾或甩油造成油槽内透平油减少，运行油位过低，影响轴承冷却效果，瓦温、油温将逐渐升高，烧毁推力瓦及下导瓦。
（2）油雾随风洞内风循环附着在转子引线、定子线棒、中性点及发电机出线等部件上对其绝缘造成腐蚀，使其绝缘性能下降，加速老化，极易造成短路或击穿现象。
（3）油雾或甩油不能回收再利用，浪费了大量透平油，且清理积油造需要大量吸油布、吸油纸、手套、连体服等消耗品，增加了运行、维护成本。
（4）风洞内凝结的积油从下盖板滴到水车室，通过顶盖自流排水进入集水井，排至下水库对下游水质造成很大的污染。
（5）油雾凝结在转子制动环板上，影响机组制动效果。
（6）油雾和制动器闸板粉尘长期吸附在转子磁极、定子线棒及定转子通风槽内，严重影响发电机的散热效果。
3 推力及下导轴承油封结构分析
张河湾推力及下导轴承油封主要由有迷宫结构密封的内挡油筒、下导轴承油槽下挡油环、稳压板、气密封装置、推力头设置均压孔及迷宫结构、推力盖板迷宫密封、吸油雾装置等。张河湾电站推力及下导轴承油封结构图如图1所示：
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3.1 稳压板及下挡油环
在下导油槽设置稳压板及下挡油环，对下导油槽进行了全面的密封，稳油板为分块结构便于安装，各块之间设置连接板对合缝进行封堵；稳油板及下挡油环内侧设置梳齿密封圈，梳齿密封圈与旋转部件之间留有0.5±0.25mm的小间隙；且与下导瓦架之间紧密贴合，形成一个相对封闭的集油区，将部分动压油转换为静压油，以全压形式将油输出冷却。
3.2 梳齿式油挡
在推力及下导轴承油盆盖板及推力头上设置梳齿式油挡防止轴承甩油，这种密封结构，利用迷宫的扩大、缩小和拐弯的优点，使油、气的动压头极大地减小，不致泄漏。下梳齿布置有8组Ф8回油孔，间隔塞焊回油孔以防止积油直接流通。下梳齿为转动部件，油盆盖板上加工有上密封梳齿，上密封梳齿有同轴度要求，保证与下密封齿的配合精度，同时上下密封齿之间要留有一定距离，满足水轮机抬机距离要求，油盆盖板设置4道梳齿，飞溅的油滴很难通过梳齿进入发电机内部。
3.3 气密封装置
为增加油封的封油效果，在推力及下导轴承油盆盖板上设置了气密封装置。气体密封装置主要结构由气密封盒及端部迷宫密封铜条、进气腔、高压进气管道。
（1）气密封盒结构
气密封盖盒设置本体结构简单、成本低廉、便于加工且易于现场装配。气密封盖的密封部位采用了二道迷宫密封，每道迷宫密封均嵌有双层密封铜环，铜环与滑转子间有0.5±0.25mm的间隙，既可排出多余气体，又能防止风洞内粉尘进入和油雾溢出。
（2）气密封盒供气气源
气密封盒的关键点是气的来源要稳定、持续。机组正常运行时水轮发电机转子在额定转速下旋转，会产生较高的风压，在发电机定、转子与挡风板组成的空间是高压气腔区，在年挡风板位置引风孔并通过法兰联接进气管，进气管分为两路对称接入气密封盒。这样发电机转子产生的高压气流通过进气管以正压力的方式进入气密封盒，随机组转动在气密封盒内形成一道气封，阻止了油雾外逸，且机组一经转动装置即开始投入工作，无需再增设动力提供气源及其他的控制设备，进气管设有阀门，可调节进气量的大小，从而达到油盆内气压平衡。
3.4吸油雾装置
吸油雾装置管路设置在推力及下导轴承油盆盖上，采用稳定、强制地吸气方法，吸收油盆内油雾和气密封装置进入油盆的空气，同时结合气密封装置稳定油盆内气压。
4 优化建议
张河湾电站自2008年投产以来，已连续运营了多年时间，油封相关部件存在不同程度的老化和磨损，封油性能明显下降，造成推力及下导轴承甩油，根据油封结构和现场实际情况，对油封进行如下优化措施：
（1）清理进气管。长时间运行，油雾、杂质附着在进气管及调节阀内，影响供气。
（2）全面检查吸油雾装置，恢复其正常工作性能。清理吸油雾管路，全面检查电机性能、油雾凝结室密封、油气分离装置，修复或更换已老化部件。
（3）梳齿密封检查、清理。检查回油孔无堵塞，梳齿槽内焊塞无脱落，槽内清理干净，梳齿无磨损或变形。
（4）气密封盒、稳油板、下挡油环端部迷宫密封铜条检查，对变形、磨损严重的进行更换，机组调中心后对各层密封间隙进行调整，圆周方向间隙应均匀，符合设计要求。
（5）气密封盒增设定位销。维护、检修过程中发现，四台机气密封盒均未安装定位销，故结合机组检修，在机组轴线找中后，调整好气密封盒的间隙，设置定位销，确保调整后的气密封盒位置保持不变，保证油封效果。
（6）测量、调整油盆内压力。结合机组大修后试运转，在机组运行平稳且达到额定转速，吸油雾装置运行正常，油温在45℃左右时，通过调整高压进气管调节阀，使油盆内气压保持在0.2MPa左右的微正压状态，既有利于油回流，又不影响气密封效果。
5 结束语
张河湾电站推力及下导轴承油封对防止内甩油、外甩油都做了双重措施， 1~4号机组在运行过程中均未发现有内甩油的现象，但存在不同程度的外甩油，根据张河湾油封结构分析，油封部件老化或性能不能满足设计要求，导致油盆内压力不平衡，从而造成飞溅的油滴或油雾溢出。故从恢复各部件性能、平衡油盆内气压方面入手对封油的效果会有很大提高。