浙江省白鶴水電站是一座以發(fā)電為主的引水式電站，裝有2臺(tái)12.5 MW立軸混流式水輪發(fā)電機(jī)組。
機(jī)組水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)如圖1所示。該機(jī)采用反螺旋自循環(huán)自冷式軸承，為筒式分半結(jié)構(gòu)。軸承由軸承支架、旋轉(zhuǎn)油盆、軸承體、軸瓦、油箱、冷卻器等組成。軸承支架為鑄鋼，下法蘭鎖在頂蓋上，上法蘭承受軸承體，旋轉(zhuǎn)油盆材料為Q235A，鎖在主軸上，軸向靠卡槽定位，徑向由銷(xiāo)定位。旋轉(zhuǎn)油盆分兩半面，中分面由22只M12×65的螺栓聯(lián)接。旋轉(zhuǎn)油盆與旋轉(zhuǎn)油盆蓋靠12只M16×40螺栓聯(lián)接。
圖1 水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)圖
1 旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)甩油情況
(1) 2000年6月，1號(hào)機(jī)組投入運(yùn)行，當(dāng)機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行15 min左右時(shí)，發(fā)現(xiàn)在水車(chē)室內(nèi)水導(dǎo)軸承支架與軸承體之間有少量霧狀油甩出。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，甩油量越來(lái)越大，40 min后軸瓦溫度已達(dá)56℃(正常運(yùn)行時(shí)一般不超過(guò)55℃)，并有上升的趨勢(shì)，且水車(chē)室內(nèi)有異味，機(jī)組只得退出運(yùn)行。
(2) 2000年6月，2號(hào)機(jī)組投入運(yùn)行，空載時(shí)旋轉(zhuǎn)油盆處未發(fā)現(xiàn)滲漏油；在機(jī)組過(guò)速試驗(yàn)后，旋轉(zhuǎn)油盆蓋處有微量油霧，用一塊吸油紙貼在軸承支架上并順著機(jī)組軸向監(jiān)測(cè)，可發(fā)現(xiàn)越靠近旋轉(zhuǎn)油盆蓋組合縫油跡越多；帶負(fù)荷運(yùn)行4 h后，甩油量明顯加大，軸瓦溫度從原有的51℃左右開(kāi)始上升，出現(xiàn)與1號(hào)機(jī)組類(lèi)似的情況。停機(jī)冷卻后，用手動(dòng)油位計(jì)檢查旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)油位，發(fā)現(xiàn)油位從116 mm降至70 mm，旋轉(zhuǎn)油盆外殼發(fā)燙。
2 旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)甩油的原因
(1) 旋轉(zhuǎn)油盆蓋與軸承體間隙偏小且不勻1號(hào)機(jī)組在空載運(yùn)行時(shí)，軸瓦溫度較高，解體后曾在軸承體組合上面加0.10 mm的銅皮，擴(kuò)大軸與軸瓦的間隙，以降低瓦溫。但同時(shí)引起軸承體橢圓度加大，實(shí)測(cè)油盆蓋與軸承體間隙平均值為0.55 mm(設(shè)計(jì)值為0.60～0.80 mm)，其中最小間隙值0.25 mm。在機(jī)組高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)油盆蓋與軸承體間隙不均，造成旋轉(zhuǎn)油盆蓋局部偏磨。運(yùn)行一段時(shí)間后，蓋板(鋁制)發(fā)生塑性變形，旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)的油在高速離心力的作用下從變形處甩出。
(2) 旋轉(zhuǎn)油盆油位過(guò)高
通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)油位偏高，是產(chǎn)生甩油的一個(gè)重要原因，因?yàn)橛臀贿^(guò)高，油膨脹后，容易飛濺。但油位過(guò)低，會(huì)造成潤(rùn)滑不良。
(3) 密封結(jié)構(gòu)及密封材質(zhì)的影響
經(jīng)檢查，旋轉(zhuǎn)油盆蓋與旋轉(zhuǎn)油盆之間靠止口定位，配合較松，并用*4橡皮條密封，但旋轉(zhuǎn)油盆蓋端面密封槽太深，使得*4橡皮條壓縮量不夠。密封效果不好、從而造成旋轉(zhuǎn)油盆甩油。
(4) 旋轉(zhuǎn)油盆煤油滲漏試驗(yàn)存在問(wèn)題
旋轉(zhuǎn)油盆中分面用螺栓組合后，進(jìn)行煤油滲透試驗(yàn)，是確認(rèn)旋轉(zhuǎn)油盆本體是否滲漏的主要方法之一。經(jīng)調(diào)查，試驗(yàn)時(shí)主要存在的問(wèn)題有：①煤油浸泡量不夠，即煤油應(yīng)該灌至旋轉(zhuǎn)油盆組合縫頂部，而實(shí)際達(dá)不到此要求；②煤油滲漏試驗(yàn)時(shí)間短，按要求至少要保持4 h，無(wú)滲漏現(xiàn)象；③旋轉(zhuǎn)油盆中分面不平，有高點(diǎn)、毛刺等異常。
(5) 旋轉(zhuǎn)油盆整體強(qiáng)度及聯(lián)接螺栓的緊力不夠經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)1號(hào)旋轉(zhuǎn)油盆蓋發(fā)生塑性變形，2號(hào)旋轉(zhuǎn)油盆蓋縱向有長(zhǎng)達(dá)15 mm的裂紋，且一直蔓延到根部。而2臺(tái)機(jī)組的旋轉(zhuǎn)油盆組合縫緊固螺栓，旋轉(zhuǎn)油盆與旋轉(zhuǎn)油盆蓋處的聯(lián)接螺栓，均發(fā)現(xiàn)有明顯拉長(zhǎng)和部分松動(dòng)。筆者認(rèn)為這是由于機(jī)組高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)油盒在離心力的作用下，因其整體強(qiáng)度及油盆的緊固螺栓及聯(lián)接螺栓的緊力不夠而造成的。
3 旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)甩油的處理
(1) 對(duì)1號(hào)機(jī)變形的旋轉(zhuǎn)油盆蓋校園，并把間隙放大到1.00 mm。然后將旋轉(zhuǎn)油盆解體，對(duì)組合縫處的高點(diǎn)、毛刺，用細(xì)銼刀、砂皮進(jìn)行修磨處理。
(2) 重新組合旋轉(zhuǎn)油盆，均勻?qū)ΨQ(chēng)緊固聯(lián)接螺栓后，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格規(guī)范的滲漏試驗(yàn)。
(3) 安裝時(shí)，嚴(yán)格工藝措施，采取緊固一遍螺栓檢查一次間隙，以確保間隙均勻，緊力足夠。
(4) 改進(jìn)旋轉(zhuǎn)油盆蓋處密封結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)油盆分半，法蘭面開(kāi)“L"型槽，旋轉(zhuǎn)油盆蓋的平面開(kāi)“-"型環(huán)槽，旋轉(zhuǎn)油盆端蓋處加兩道迷宮密封。
(5) 檢查油位在合適位置。通過(guò)多次試驗(yàn)，旋轉(zhuǎn)油盆內(nèi)的油位控制在80～100 mm較適宜。
(6) 為減少塑性變形，改善旋轉(zhuǎn)油盆組強(qiáng)度、加大螺栓緊力，避免甩油，又作了如下處理：
①重新鑄造旋轉(zhuǎn)油盆(材料Q235-A)，并要求對(duì)旋轉(zhuǎn)油盆動(dòng)平衡試驗(yàn)嚴(yán)格把關(guān)；
②考慮到旋轉(zhuǎn)油盆固有結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場(chǎng)布置，旋轉(zhuǎn)油盆中分面筋板厚度不變，組合螺栓由原來(lái)的M12增至M20，數(shù)量不變；旋轉(zhuǎn)油盆組合面橫板厚度由原來(lái)的30 mm減至12 mm，螺栓數(shù)量由12只增至16只。通過(guò)改進(jìn)，在加大螺栓緊力的同時(shí)，基本保證旋轉(zhuǎn)油盆外圈重量不變。
③所有螺栓材料由原來(lái)的A3更換為45號(hào)鋼，以保證預(yù)緊力及強(qiáng)度。
處理后，2臺(tái)機(jī)組經(jīng)過(guò)近8個(gè)月的運(yùn)行，軸瓦溫度基本穩(wěn)定在51～53℃，水導(dǎo)加油間隔時(shí)間在2個(gè)月以?xún)?nèi)，(設(shè)計(jì)要求每月加一次)，完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及業(yè)主的要求。(王 彬)
