裴龙芬
国家能源集团大渡河瀑布沟水力发电总厂625304
摘要：瀑布沟水电站是本世纪投产单机和总装机容量最大的水电站,是四川省灾后重建和是国家"十五"重点工程和西部大开发标志性工程,是一座以发电为主,兼有防洪、拦沙等综合效益的特大型水利水电枢纽工程。瀑布沟水电站自投运以来,推力油槽存在油雾过多的问题，针对瀑布沟水电站发电机轴承油雾严重的问题,通过分析油雾产生的原因,提出了治理油雾的方案,通过研究攻关并不断优化改进治理措施,为其他大型水轮发电机油雾治理提供了借鉴和参考。
关键词：瀑布沟水电站；水轮发电机；轴承油雾；治理
针对瀑布沟水电站发电机轴承机组受到油雾的严重污染的问题,从发电机轴承油雾形成机理及油雾泄漏路径分析了形成的原因，并实施改进措施，机组油雾问题有所改善,解决了发电机油雾难题。
一、瀑布沟水电站水轮发电机轴承油雾产生原因
油雾的产生机理是机组运行过程中镜板、推力头、轴领带动静止油运动，轴承动、静部件在工作中摩擦产生热量，油温随之升高，油槽内的油在离心力的作用下向油槽外壁飞溅、搅动，从而使得油滴、油雾从油槽盖板、挡油管以及组合面等零部件的缝隙位置溢出。瀑布沟水电站水轮发电机为了避免油雾对设备的正常运转产生影响，轴承和导轴油槽在制造设计时采用了稳流板、吸油雾装置、接触式油槽密封盖等防油雾措施，但设备实际应用过程中，油雾防治效果却并不是十分的理想，其主要原因如下：
1、轴承油槽容积小，油雾凝结空间受到限制
发电机组运行期间，大轴会带动轴承的镜板、推力头、轴领等部分持续不断的转动，油槽内已经形成的油雾会因此而四处飞溅，油雾需要一定的空间凝结，但是瀑布沟水电站水轮发电机所设置的油槽容积普遍偏小，油雾凝结空间严重不足，因此导致油雾从油槽各个缝隙部位逸出。
2、轴承油槽密封盖结构不合理，密封效果差
油槽密封盖动密封为双层碳精块接触式密封，双层碳精块形成一空腔，空腔处安装吸油雾装置进行抽吸、处理油雾。但是在该发电机组运行过程中，密封盖对应大轴区域却并没有设置防止油顺着轴上爬的阻挡设备，导致大量的油沿着轴承上爬到了密封盖的碳精密封块的区域。而且机组密封盖的双层碳精块需要依靠弹簧作用才能使得碳精块贴紧大轴才能形成没有任何间隙的密封。因为碳精块自身特性的影响，其摩擦系数比较大，润滑效果往往并不是十分的理想，导致碳精块与大轴接触区域的温度不断升高，在高温作用下，油雾凝结效果也将会因此而受到影响。同时，主轴长时间受热，其局部变形的机率也会增大，这样也容易导致机组的轴系发生变化，其对机组的安全运行产生了极为不利的影响。因此，密封时碳精块无法与大轴之间形成无间隙密封，这也是导致油雾外泄的重要原因之一[1]。
3、轴承油槽内部压力高导致油雾外泄
机组运行时轴承的动静零部件将会不断的彼此摩擦，摩擦则会产生大量的热量，这样也将会导致油槽内油温升高，润滑油受热之后则会膨胀。此外，油槽内的搅动则会使得空气进入到润滑油之中，因此导致油槽内油温升高，随着油雾的不断形成，这种情况将会进一步加剧，油槽内部油雾混合空气压力比油槽外部气压更高，油槽内外气压差使得油槽内油雾泄漏情况加剧。
4、推力油槽内挡油管与大轴之间没有接油槽
机组运行期间，轴承油槽内将会不断的形成油雾，油槽内气压也会比正常气压高，加之大轴旋转使得推力油槽内挡油管与大轴之间形成了负压区域，因此将会导致油雾外泄的问题进一步加重。
5、轴承组合面及管路存在渗油现象
发电机下导轴承的油槽盖与下机架组合面的螺栓是通孔，油雾可能会从螺栓通孔的位置泄漏，在对设备进行检修时，只有将螺栓通孔彻底封堵上，才能将渗油问题彻底解决掉。
推力轴承的副油槽盖则是由四瓣组合而成，因为加工制造等因素的影响，可能会使得副油槽组合存在错牙和局部间隙等问题，因此导致该部位出现明显的渗油现象，针对该问题可以利用检修进行局部加工和密封处理，进而有效的防治油雾渗漏问题。
二、瀑布沟水电站水轮发电机轴承油雾治理措施
针对发电机轴承油雾问题，必须要及时的采取措施予以解决，避免其对设备的正常运行产生不利影响，在具体的治理过程中，可以尝试从以下方面着手予以优化：
1、更换油槽密封盖
如上文所述，密封该密封效果不佳，是导致油雾泄漏的重要原因之一，因此在解决该问题时，就可以从完善油槽盖密封措施着手。对于该机组在解决密封效果不佳时，重点措施为加高油槽密封盖，通过加高密封该，增大轴承油槽内部的容积，这样可以为油雾的凝结提供更多的空间，降低了油雾的形成可能性，因此达到了治理油雾的目的。
2、科学设置挡油环
挡油环的设置可以阻止润滑油顺着大轴继续向上蔓延，避免油滴四处飞溅，对于油雾的形成与扩散防止有着极为重要的促进作用。所以，在对油雾进行治理时，可以尝试在密封盖动密封对应的大轴位置下部50毫米的位置加装挡油环，挡油环采用非金属材料效果更加理想，大轴焊接挡块可以用来固定挡油环，挡油环相对面具有油雾吸收层，其可以有效的吸收挡油环甩出的油滴，对于油雾的治理有着重要的帮助[2]。
3、应用组合密封结构的密封盖
组合密封结构的密封盖的应用也是油雾治理的有效手段之一。可以结合机组运行的特性，设置由三道接触密封齿以及两道柔性密封片组成的密封盖，要保证每个密封齿可以通过专用弹簧的作用灵活的前进和后退，保证其可以随着大轴的转动做到实时跟踪，同时要保证弹簧可以有效补偿密封齿的运行磨损量，实现密封齿与大轴之间无缝隙密封。在制作接触密封齿时，可以采用非金属复合材料，这种类型的材料自我润滑功能比较好，摩擦系数小，同时还拥有耐油，耐高温、耐腐蚀等多重优点，密封齿与大轴属于尖齿线形接触，这种接触方式可以有效的减轻密封齿与大轴之间摩擦产生的热量，同时其密封阻挡作用也能够最大限度的发挥出来。柔性密封片具有良好的自动密封功能，同时该材料自身所具有的润滑性能、摩擦系数小、耐油、耐高温、耐摩擦等，使得柔性密封片得以紧紧的与大轴贴合在一起，使得密封达到最佳状态。密封盖通过组合密封可以彻底的避免油雾和油通过大轴与密封该的间隙泄漏。
4、加装具有组合密封结构的接油槽
接油槽可以储存大量的油，如果能够在推力轴承内挡油管与大轴之间的部位加装具有组合密封结构的接油槽，在接油槽对应的大轴区域上部位置加装挡油环，油槽的内甩油和负压吸出的油雾封闭在密闭的空间内，这样就有效的避免了油槽内甩油和负压吸出的油雾扩散。在安装接油槽时，要保证油槽内外压力平衡，防止接油槽底部产生答复呀吸出轴承内的大量油雾，同时要在油槽底部设置排油管，以便定期将油槽内累积的油排放出去，防止接油槽内积油过多，然后出现泄漏问题。
5、轴承组合面及管路法兰渗油处理
为了进一步对油雾进行有效治理，可以将各组合面及管路法兰所使用的普通密封件更换成为耐油、耐高温的材料，同时在各个密封面上面涂抹专用的密封胶，在进行相关操作时，还需加强对工艺的控制，保证所有操作到位，防止油雾通过轴承各个区域的静密封泄漏扩散。此外，日常工作中，负责发电机运行管理的工作人员，还需要加强对机械设备的维护与管理，及时的对设备进行检修，当发现设备出现问题时，要及时的返厂，避免有问题的设备持续运行，增加油雾外泄的可能性[3]。
总之，发电机轴承油雾是设备运行期间比较常见的一种现象，油雾外泄将会影响发电机的正常运行，同时还可能会引发各类安全事故，因此在发电机运行期间，必须要做好油雾治理工作，以保证发电机运行效率得到有效的提升。
参考文献：
[1]杨举,王涛,周峰峰,蔡佳恒.葛洲坝水电站发电机推力轴承油雾防治分析[J].人民长江,2018,49(17):103-106+112.
[2]刘健.龙滩水电站发电机轴承甩油原因分析及治理[J].水力发电,2017,43(04):65-68.
[3]何宝海,赵宇彤,李荣耀,梁应斌,吕明月.棉花滩水电站机组推力轴承防甩油问题的研究[J].长春工程学院学报(自然科学版),2019,20(03):28-31.
作者简介：裴龙芬(1974.04)女，1995年07月开始工作，25年工龄，重庆铜梁人，大专学历，水轮发电机机械检修技师职称，长期主要从事水轮发电机组检修与维护工作。