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呼蓄電站1號機下導(dǎo)軸承甩油問題分析及處理

文檔作者：楊舉文檔來源：葛洲壩水力發(fā)電廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年11月03日
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收稿日期：2014-12-19
作者簡介：楊舉（1987-），男，工程師，從事水輪發(fā)電機組的維護與
檢修工作。
呼蓄電站1 號機下導(dǎo)軸承甩油問題分析及處理
楊舉
（葛洲壩水力發(fā)電廠，湖北宜昌443002）
摘要：呼蓄電站1 號機在調(diào)試及試運行階段下導(dǎo)軸承出現(xiàn)嚴(yán)重的甩油現(xiàn)象，污染水車室。介紹了甩油情況、原因分
析，以及廠家提出的處理措施。
關(guān)鍵詞：呼蓄電站；下導(dǎo)軸承；甩油；原因分析；處理措施
中圖分類號：TK730.3+22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1672-5387（2015）04-0034-02
DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.05.011
1 概述
呼和浩特抽水蓄能電站（簡稱呼蓄電站）位于內(nèi)
蒙古自治區(qū)呼和浩特市東北的大青山區(qū)，距呼和浩特
市中心約20 km。電站裝有4 臺單機容量300 MW 立
軸單級可逆式水輪發(fā)電機組。額定水頭521 m，額定
轉(zhuǎn)速500 r/min。水泵水輪機型號為HLB686－LJ－
386，發(fā)電電動機型號為SFD300/320－12/5970。其中
1、3 號機由ALSTOM 公司制造提供，2、4 號機由東
方電機有限公司（以下簡稱東電）制造提供，東電為
總承包單位。呼蓄電站1 號機在調(diào)試及試運行期間，
下導(dǎo)軸承出現(xiàn)嚴(yán)重的甩油現(xiàn)象，污染水車室。1 號機
在2014 年11 月9 日完成15 d 試運行后，在機組投
入商業(yè)運行前的整治性檢修階段，對下導(dǎo)軸承內(nèi)擋
油筒進(jìn)行了適當(dāng)改造及重新安裝。改造后，1 號機在
運行期間，下導(dǎo)軸承甩油現(xiàn)象幾乎消失，廠家提出的
防甩油措施取得了良好的效果。
2 下導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)
呼蓄電站發(fā)電電動機為懸式機組，上導(dǎo)及推力
軸承為組合式軸承，共用1 個油槽。下導(dǎo)軸承安裝在
轉(zhuǎn)子下方的下機架中心體內(nèi)，為分塊瓦自潤滑滑動
導(dǎo)軸承，共8 塊扇形鎢金瓦。軸承采用楔形鍵來調(diào)整
軸承間隙，設(shè)計安裝單邊間隙為0.42±0.02 mm，軸
瓦能方便地單個取出與更換。油冷卻器為盤香式，設(shè)
置在下機架中心體下導(dǎo)油槽內(nèi)。下導(dǎo)油槽上軸承蓋、
油槽底盤與發(fā)電機下端軸外圓之間裝有擋油圈，擋
油圈與下端軸間隙為0.5 mm。擋油圈與支撐蓋及下
端軸組成一個密封盒，密封盒通過50 PVC 管與
發(fā)電機下?lián)躏L(fēng)板以上空間相連通，可以有效防止高
轉(zhuǎn)速情況下?lián)跤凸芘c軸之間空間產(chǎn)生真空。密封盒
另一端則與油霧收集裝置相連。下導(dǎo)軸承與推力上
導(dǎo)軸承共用1 套油霧收集裝置，該裝置置于水輪機
層機坑外。
3 下導(dǎo)甩油現(xiàn)象
1 號機在有水調(diào)試期間，下導(dǎo)軸承就出現(xiàn)甩油
現(xiàn)象，其中以過速和甩負(fù)荷試驗時最為嚴(yán)重。透平油
及大量油霧沿發(fā)電機下端軸與內(nèi)擋油管之間的空隙
流出，在大軸高速旋轉(zhuǎn)離心力作用下，甩向水車室。
幾次試驗后，水車室走廊、環(huán)吊、水導(dǎo)油槽蓋上
均積滿了厚厚的一層透平油，頂蓋凹洼處積油達(dá)幾
厘米之深。下導(dǎo)油槽容積為0.8 m3，在大量甩油情況
下，下導(dǎo)容易出現(xiàn)低油位運行情況，不得不頻繁向下
導(dǎo)油槽加油以維持正常油位。在15 d 試運行期間，
甩油現(xiàn)象持續(xù)出現(xiàn)。經(jīng)過觀察，1 號機下導(dǎo)在適當(dāng)?shù)?
油位運行時，瓦溫及油溫未見異常升高，均處于正常
范圍內(nèi)。鑒于除了頻繁向油槽補油外，甩油不會對機
組安全與功能產(chǎn)生較大影響，待試運行完成后，借機
組試運行完成后整頓性檢修機會再作處理。
4 甩油原因分析
水輪發(fā)電機導(dǎo)軸承甩油是水電站比較常見的問
題。甩油一般分為內(nèi)甩和外甩。下導(dǎo)軸承外甩油是指
油從上擋油圈與軸之間或軸承蓋密封部位甩向風(fēng)洞
內(nèi)，污染發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子，危害較大。內(nèi)甩是指透平油
從下?lián)跤腿εc軸之間或油槽底盤密封部位甩向水車
室。呼蓄電站1 號機下導(dǎo)甩油屬于內(nèi)甩油。當(dāng)機組處
于停機狀態(tài)時，下導(dǎo)各部位無明顯的滲、漏油現(xiàn)象，
第38 卷第5 期水電站機電技術(shù)Vol.38 No.5
2015 年05 月Mechanical &amp;amp; Electrical Technique of Hydropower 34 Station May.2015
只有當(dāng)機組在發(fā)電或抽水工況時，才會出現(xiàn)甩油現(xiàn)
象，說明下導(dǎo)油槽底盤與下機架結(jié)合處密封完好，無
滲漏。由此判斷，透平油只能是從擋油管與發(fā)電機下
端軸之間經(jīng)過下?lián)跤腿λΤ?。分析認(rèn)為，可能的甩油
原因有以下幾個方面。
（1）擋油管圓度及擋油管與發(fā)電機軸同心度不合
格。擋油管是在廠家加工完成后，分瓣運輸至施工現(xiàn)
場組合而成的。一方面，在運輸和螺栓連接組合的過
程中，都會使擋油管產(chǎn)生變形，使圓度不合格。這種
變形是無法避免的，而且，擋油管一旦運抵現(xiàn)場完成
組裝，很難再對其圓度進(jìn)行調(diào)整。另一方面，油槽底
盤焊有6 個油、水管路連接法蘭，在焊接過程中，擋
油管也會產(chǎn)生熱變形。另外，油槽底盤與下機架僅通
過30 個M16 螺栓把合，而無銷子定位，這樣，油槽
安裝組合完成后，很難保證擋油管與發(fā)電機下端軸
同心度偏差不大于1 mm 的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。擋油管圓度
及其與發(fā)電機軸同心度不合格會造成擋油管與下導(dǎo)
滑轉(zhuǎn)子內(nèi)圓間隙不均勻，即由動靜部件之間的間隙
不均勻而產(chǎn)生容積泵效應(yīng)，使油面波動變大，導(dǎo)致?lián)?
油管附近油位變高，容易出現(xiàn)甩油現(xiàn)象。
（2）緊固環(huán)與下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子軸向間隙不合格。下導(dǎo)
設(shè)計靜止零油位線在緊固環(huán)以上，緊固環(huán)不能起到
密封作用，但能有效地穩(wěn)油和控制油路。在滑轉(zhuǎn)子高
速旋轉(zhuǎn)時，緊固環(huán)可以防止滑轉(zhuǎn)子與擋油管空間內(nèi)
油面出現(xiàn)較大波動?？紤]機架撓度及水推力作用，緊
固環(huán)與滑轉(zhuǎn)子安裝設(shè)計軸向間隙不能大于4 mm。因
為工地安裝時該間隙不能直接測量，加上受安裝空
間限制等原因，此間隙容易超標(biāo)。
（3）從下導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)上看，擋油管內(nèi)、外壁上均
無阻油或封油裝置。另外，當(dāng)滑轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時，油
也隨之旋轉(zhuǎn)，擋油管把合法蘭面兩道凸起部分會加
劇油面波動，甚至與旋轉(zhuǎn)中的透平油撞擊產(chǎn)生油沫
及油霧，容易溢出擋油管外形成甩油。
5 處理措施
1 號機完成15 d 試運行后，考慮工期、成本等現(xiàn)
場實際因素，廠家針對下導(dǎo)軸承嚴(yán)重甩油問題提出
以下解決措施并付諸實施。
（1）排油，拆除下?lián)跤腿?、支撐蓋及油水管路，利
用塞尺測量下導(dǎo)軸承油槽底盤與發(fā)電電動機下端軸
之間的間隙，從而可以分析油槽底盤的安裝中心，要
求其偏差不大于1 mm。經(jīng)過測量、計算得知油槽底
盤的安裝中心偏差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)。回裝時，調(diào)整、檢查下
導(dǎo)軸承油槽底盤的安裝中心，使其偏差在1mm 以
內(nèi)。中心調(diào)整完成后，根據(jù)油槽底盤的實際位置，適
配油槽底盤與下機架的聯(lián)接螺孔，并在油槽底盤與
下機架把合面適配4 個16×45 的銷釘用以定位。
（2）利用緊固環(huán)安裝位置高程，檢查、推算緊固
環(huán)與下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子之間的軸向間隙?？紤]下機架撓度
及軸向水推力作用，通過加工緊固環(huán)或加墊等方法，
緊固環(huán)與下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子之間的軸向間隙不大于4 mm。
推算得處理前的間隙為10 mm 左右，不合格，處理
后此間隙為4 mm 左右。
（3）封堵?lián)跤凸苌嫌糜诮Y(jié)合法蘭面螺栓把合的工
藝孔，要求補焊封堵后打磨平整。另外，在下導(dǎo)軸承
擋油管頂部往下60 mm 處加裝一不銹鋼擋油環(huán)，擋
油環(huán)厚度5 mm，內(nèi)徑1 037 mm，外徑1 073 mm，要
求采用氬弧焊焊接。參見圖1。
6 結(jié)束語
水輪發(fā)電機組導(dǎo)軸承的設(shè)計、制造及安裝缺陷
都會造成機組導(dǎo)軸承甩油。抽水蓄能電站機組一般
具有高水頭、高轉(zhuǎn)速、雙向旋轉(zhuǎn)及結(jié)構(gòu)尺寸小等特
點，安裝與檢修工藝不合格時更容易出現(xiàn)甩油現(xiàn)象。
呼蓄電站1 號機下導(dǎo)軸承通過以上改造及處理，甩
油現(xiàn)象幾乎消失，達(dá)到了預(yù)期效果?？梢?，科學(xué)的設(shè)
計是機組安全穩(wěn)定運行的前提，優(yōu)良的制造及安裝
質(zhì)量是機組穩(wěn)定運行的保障。希望本文對同類型機
組類似問題的處理有一定的參考和借鑒意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]阿爾斯通水電設(shè)備（中國）有限公司.呼蓄電站發(fā)電機安裝
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圖1 下導(dǎo)擋油管加裝擋油環(huán)
楊舉：第5 期 呼蓄電站1 號機下導(dǎo)軸承甩油問題分析及處理 35

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