飞来峡电厂1#机组组合轴承端盖密封改造分析

飞来峡电厂1#机组组合轴承端盖密封改造分析

蒋卓能

（广东省飞来峡水利枢纽管理处广东清远511825）

摘要：分析飞来峡电厂1#机组原组合轴承端盖密封存在渗油现象的形成原因和存在隐患，重点介绍本次技改方案采用新型端盖密封所具有的无间隙运行、防止渗油的特点，和实施过程的组织措施和安全措施，以期为同行提供借鉴和参考。

关键词：飞来峡电厂；组合轴承；渗油；端盖密封；技术改造

1组合轴承简介

飞来峡水利枢纽位于广东省北江上游，为低水头径流式电站，安装4台单机容量为35MW的灯泡贯流式水轮发电机组，发电机为奥地利ELIN公司成套引进。

其中，飞来峡发电厂的发电机组合轴承由正推力轴承、反推力轴承和导轴承组成，设有双推力环，正反推力轴承布置在导轴承的两侧，从形式上缩短了转子的悬臂长度。轴承润滑采用强迫油循环的方式，在各正反推力瓦之间各布置16条喷油管，直接向推力瓦喷油。导轴承顶部设有供油管，正推力瓦及导轴瓦处均设有高压顶起装置，用于开、停机过程油膜的形成。按设计正推可承受4500KN的连续载荷，反推可承受5400KN的瞬时载荷。导轴承支承发电机转子和主轴的重量，可承受1180KN的连续载荷，导轴承为偏心筒式瓦结构，分成上下两瓣，其重量为945Kg。

2隐患分析

飞来峡发电机组合轴承上游侧密封盖为梳齿密封,由于投运时间较长、运行环境较恶劣等制约因素，机组转子在运行中存在着一定的摆动现象，因此密封与大轴的间隙在实际运行时不能保证设计间隙及安装间隙。这样，将会出现2个不良的后果：

（1）转子的运行轨迹在机组实际运行中近似为椭圆轨迹,大轴与梳齿密封的间隙在运行中时大时小，不能形成稳定的油膜密封；

（2）在机组运行过程中，油槽内进出的循环油流处于紊流状态，油分子之间及动静部件与油之间碰撞冲击，均会使循环油汽化产生油雾，通过狭隙溢出，容易造成油及油雾泄漏现象，影响发电机的绝缘。

自1#水轮发电机投运行以来，机组组合轴承上游侧密封一直存在渗油情况，造成定子内部油污染严重，使其绝缘性降低，给机组的运行带来安全隐患，故飞来峡电厂相关机电人员针对上述情况制定了一套改造方案来排除此运行缺陷。

3改造方案介绍

3.1改造目标

通过对1#水轮发电机组组合轴承上游侧端盖密封进行改造，实现无间隙运行，从而有效地解决机组润滑油及油雾泄漏的问题，保持定子内部清洁和绝缘水平，为发电机的安全运行提供良好的环境。

3.2改造方案图

改造后的组合轴承上游侧盖密封示意图如下图所示，图中主要部件说明如下：

3.2.1铝合金座圈

图中的项1为铝合金座圈(密封盖外壳)，其材质采用特种轻质铝合金制成母体及支撑部件，经过特殊的表面活化处理，具有美观、大方、轻便和不易变形等特点。

其结构为：

（1）整圈结构分为两瓣，在保证原上游侧密封盖主要安装结构尺寸不变的前提下进行设计；

（2）在座圈油槽下部开设回油孔，沿轴面爬行的少部分润滑油可及时返回油档内部或沿外置回油管流走。

3.2.2接触密封齿

图中的项2为接触密封齿（固定作用），其材质与转轴接触部分材料，是一种自行开发研制的非金属多元复合材料，此种材料具有耐磨、耐油、耐高温、耐老化、耐化学腐蚀等特性，并且具有自润滑功能。性能数据如下表所示。

其结构为：

（1）多等分功能：接触式密封盖的接触齿按圆周方向等分成若干偶数等份弧段，每一等份均能径向前进和后退，灵敏度高，能紧随轴的位移做径向跟踪，因此能确保接触式密封盖在轴有径向摆动的情况下一直保持和轴在无间隙状况下稳定运行；

（2）补偿及退后功能：接触齿在等分后，每一等分都可以径向前进和后退，前进量径向单边为1mm，后退量径向单边为2.5mm，灵敏度非常高，能够有效补偿在运行中的磨损量，使接触齿与转轴之间连续不断的接触，保证接触齿和转轴之间在任何工况下零间隙运行；

（3）限位功能：精确的限位装置，它能有效地限制接触齿的进给量，使接触齿与转轴之间减少磨损，并保证接触齿与转轴之间永远保持零间隙。

3.3主要特点

经飞来峡电厂相关机电人员多次评估，改造方案中的王常春TN系列接触式密封盖能有效地解决机组润滑油及油雾泄漏的问题。这种接触式密封装置的最大特点是接触齿（材料本身具有耐磨、耐高温、自润滑等特性，不会出现损伤转轴、引起震动、轴温升高的现象）与转轴直接接触，具有良好的径向跟踪功能。此种接触式密封装置是通过完整的力学链来保证和约束接触齿与转轴之间的压力，在这个完整力学链的控制下，接触齿和转轴之间能够接触，形成无间隙，它即包含了动态的运行，又包含了静态的需要，将动态与静态有机地结合在一起，以满足运行中各种压力的需要。

综上所述，这种接触式密封设计巧妙、结构合理，它包含动静结合处真实运行工况下可能需要的所有功能，从而达到长期有效的理想密封效果，符合本次改造的目标。

4改造实施过程

4.1施工工作的组织管理

为了进一步明确责任，加强改造工作的组织管理，确保工作有序进行，飞来峡电厂有关部门按部门职责对检修的后勤、财务、劳保等工作进行协调及对检修质量、进度和安全负责把关。安排机械班长担任本班所负责改造项目的检修负责人，安技科的技术专责担任相关专业的技术负责人。

4.2安全管理

飞来峡电厂要求在组合轴承密封改造过程中必须严格执行《电业安全工作规程》和有关安全的管理制度，检修前组织有关人员认真学习，且必须认真做到以下六条：

（1）为了整个改造工作的安全措施落实到位，明确有关安全员，并由安全员负责检查、监督检修工作中《安规》的执行情况和各项安全措施的落实工作；

（2）高空作业应系好安全带，所有脚手架应牢固可靠，蹬活动爬梯应有人扶稳，防止高空跌落；

（3）尽量避免安排上、下工作面同时工作，如确实需要，应作好充分安全工作；

4.3工具、材料准备工作

实施部门根据本方案的检修项目提出工具、材料计划，尽可能提前准备，各班组应提前准备好工器具、材料及劳保用品。施工中消耗的工具、材料应有记录。

4.4施工过程

本次机组组合轴承密封改造安排在机组的年度检修计划中同步进行，期间飞来峡电厂相关机电人员严格按照既定的方案和规章制度进行改造，没有发生一起安全事故，在预订的工期内顺利完成改造工作，并做好对应的试验和测试，结果合格。

4.5施工验收

飞来峡电厂相关机电人员严格按管理处三级验收制度执行，明确项目验收负责人，规定施工班组必须在检修工作开始前准备好各种记录表格，未做好检修记录及自检工作不能进行验收工作，未经验收不能投入运行。经验收本次改造合格，满足改造的目标，同意将1#水轮发电机组投入运行。

5结语

本次组合轴承上游侧端盖密封改造，成功解决1#水轮发电机组润滑油及油雾泄漏的问题，保证了定子内部清洁和绝缘水平，为发电机的安全运行提供良好的环境，取得了预期的效果。可见在平时的巡视和检修工作时必须安排检查轴承密封情况，对相关的隐患予以及时、彻底的处理，才能有效地保证发电生产的可靠性和安全性。

参考文献

[1]广东省飞来峡水利枢纽管理处发电厂运行规程[S].

作者简介

蒋卓能(1984.11)性别:男学历:本科职称:水力机械工程师,所从事的工作:检修维护。