角接触球轴承_久研轴承科技（安徽）有限公司

岩滩发电公司机组轴承密封盖更新改造

2013-02-16

黄柳情
（大唐岩滩水力发电有限责任公司，广西大化 530811）

　　摘　要：岩滩发电公司4号机组各轴承采用了先进的TNS型接触式密封盖，该密封盖的密封齿与转轴表面接触，实现无间隙运行，彻底解决了轴承由于密封不严而产生的油雾泄漏问题，对发电机组的安全生产、设备可靠性以、现场文明卫生以及创一流达标起到积极的作用。
　　关键词：轴承密封盖；油雾泄漏；技术改造；岩滩发电公司
　　1　前言
　　大唐岩滩水力发电有限责任公司是中国大唐集团公司广西分公司的下属企业，是广西电网的主力电厂和主要调频厂。位于珠江流域红水河中段的大化瑶族自治县岩滩镇，是红水河十个梯级开发的第五级，装机容量为4台302.5MW，其水轮机型号为HLA286a—LJ—800型（1号、2号、4号机），HLA773a-LJ-800（3号机），Z高水头：68.5m，设计水头：59.4m，Z低水头：37m，设计流量：580m³/s，额定出力：307.1MW（1号、2号、4号机），329.94MW(3号机)，额定转速：75r/min；发电机型号为SF302.5-80/17000型，额定容量：345700KVA。均系哈尔滨电机厂生产。首台机组于1992年9月投产发电，其后的2号、3号、4号机组分别于1993年8月、1994年6月、1995年6月相继投运。因限于当时国内的技术水平，四台机组轴承密封方式均为间隙密封，设计单边间隙在1.5mm～2.0mm，由于间隙较大，机组运行时常发现有油雾从间隙逸出，造成上、下机架盖板、风洞、机坑内砼地面及顶盖上有许多油迹，给设备造成严重的油污染，对发电机组的安全生产、设备可靠性、现场文明卫生以及创一流达标带来很大困难。为此，自2004年初我们结合机组检修分别对2号、4号机上导、下导、推力、水导轴承密封盖进行了更新改造，采用了哈尔滨通能电气股份有限公司开发的TNS型接触式密封盖，机组运行至今未发现有油雾泄漏现象，根本上解决了油污染问题，为提高机组安全运行以及设备可靠性打下了基础。
　　2　水轮发电机组各轴承的特点
　　2.1 上导轴承、下导轴承均采用内部油自循环分块瓦结构，各有12块钨金瓦、12个抽屉式油冷却器，轴承体为铸钢，是承受径向动荷的主要零件；轴承密封盖材料为铸硅铝ZL102。
　　2.2 推力轴承亦采用内部油自循环，推力瓦为塑料瓦、大托盘、弹性油箱可调式支撑结构，总推力负荷为27500kN。为了加强油的循环在轴承内圆设置叶轮泵。共有16块推力瓦，16个抽屉式油冷却器；轴承密封盖材料为铸硅铝ZL102。
　　2.3 水导轴承为支撑式分块瓦结构，共12块钨金瓦，轴承冷却器为固定式两半结构。轴承体为铸钢，是承受径向动荷的主要零件；轴承密封盖材料为铸铁。
　　2.4 各轴承密封盖均为圆锥式四半结构，合缝面用橡皮垫密封。通过连接螺栓将密封盖固定在轴承座（密封支持座）上，密封盖与旋转轴的设计单边间隙为1.5～2.0mm，此外，在密封盖上段靠近轴领部位设有羊毛毡以避免轴承盖碰伤轴领工作面。
　　3　对轴承密封盖改造的必要性
　　4台机组因油雾扩散造成发电机上下机架、风洞、水车室等地面存在大量油迹，设备也因油污染产生锈蚀、卡阻或操作不灵活等缺陷，主要表现在：
　　3.1 4台机组转子制动器受油雾污染后其活塞及活塞缸体容易产生锈斑，活塞上下动作不灵活，经常有卡阻现象，每次开停机运行人员都要特别小心，都要一一检查制动器是否完全下落或完全顶起，稍有不慎就会造成带制动器开机事故。虽然每次大修都要对制动器进行全面分解检查，每次都发现制动器活塞、活塞缸等有不同程度的锈斑，进行处理后回装，不到几个月又发现制动器有卡阻现象。同时由于制动器活塞上下动作不灵活又导致了制动块受到不均匀载荷的作用力，使制动块受力不均匀，摩擦面倾斜或边角崩裂现象。4台机组分别投产不到5年其转子制动块就有许多出现边角崩裂现象，于1996年机组检修时进行次更换，至2001年机组检修时又进行第二次更换。而1号、2号、4号机组制动器也因活塞及活塞缸锈蚀严重（Z深的有0.55mm左右）、制动块边角崩裂等缺陷被迫于2006年、2007年、2008年进行了更换。3号机组制动器也计划于2009年冬结合机组检修进行更换。另外，由于制动器活塞及活塞缸锈蚀还引起制动器在动作时振动加剧，行程挡板经常脱落，导致信号频发。
　　3.2 4台机组上导、下导、推力、水导、空气冷却器技术供水管受油雾污染后锈蚀穿孔漏水，几乎随处可见滴漏现象，补焊时出现焊缝扩散现象，加大了处理的难度。特别是在丰水期，机组满负荷运转时，无法停机处理，只能用胶皮临时挡住水后，将水引至水沟。冷却水管漏水不仅浪费水源、污染环境，还会因冷却水量不足而导致各轴承瓦温升高，使机组无法正常运行；如发电机上导轴承冷却水管在机组运行时漏水，使转子受潮，容易造成转子绕组接地故障；发电机进风温度和水温过高时，容易导致转子绕组匝间短路及定子绕组短路等，这将使发电机组的善后修复难度加大。所以，为杜绝以上事故发生，我们分别于2004年起结合机组检修将原1号、2号、3号、4号机组的上导、下导、推力、水导、空气冷却器的技术供水管（低压焊接钢管）更换为不锈钢管。
　　3.3 在水车室内可发现下支架轴承座底部有油往下滴，落在发电机大轴与水轮机大轴连接螺栓上，使连接螺栓生锈，大修时难以拔出，我公司曾在2003年1号机组大修中有一颗大轴连接螺栓生锈严重而被迫更换。而下机架盖板原使用的隔音及防振羊毛毡也因吸满了污油，经常有污油往水车室内滴漏，造成顶盖、接力器油分配器等表面有许多油迹，每次机组大小修都花费大量的时间进行清扫。
　　3.4 油雾的大量泄漏造成油槽内油量不足，机组运行一段时间后必须往油槽内补充油量。
　　3.5 由于我公司机组及厂房振动较大，密封盖在运行一段时间后与转轴之间的间隙变为不均匀，造成密封盖局部偏磨，甚至发生塑性变形，油槽内油容易从变形处溢出，不仅增加了漏油量，而且羊毛毡被磨损后掉入油槽内，使透平油受到污染，影响轴承的润滑效果。
　　3.6 油雾的扩散将严重污染定子线棒，损坏线棒绝缘，降低线棒的绝缘强度及使用寿命。
　　种种现象表明轴承内油雾扩散对机组设备的损害程度是不可低估的，所以我们不能把轴承密封盖间隙加大问题视为小事，必须结合实际情况，采取有力措施解决密封盖间隙加大而产生的油雾泄漏问题。
　　4　TNS型接触式密封盖的特点及使用后的效果
　　TNS型接触式密封盖是针对水轮发电机组上导轴承、下导轴承、推力轴承及水导轴承等密封盖，由于密封齿与转轴存在间隙、密封齿在运行中被磨损后间隙过大又无法补偿，而导致密封不严，造成轴承室润滑油及油雾大量泄漏而研制的产品。此类密封盖具有如下特点：
　　a) TNS型接触式密封盖其密封齿与转轴表面接触，实现无间隙运行；
　　b) TNS型接触式密封盖其密封齿沿圆周为多等分结构，每瓣均能与轴形成径向跟踪，径向前进量1mm，后退量2.5mm，因此在转轴偏心运行时，可以自动跟踪，实现无间隙运行；
　　c) 与转轴接触材料采用特种复合材料，具有自润滑特性；
　　d) TNS型接触式密封盖在运行中不操作转轴，不引起转轴震动及轴温升高；
　　e) 每个上导、下导、推力及水导轴承密封盖上各安装4个油雾分离器，该分离器要具有减压及将油气分离的功能；
　　f) 由于TNS型接触式密封盖与转轴接触运行，因此在安装时无需调整间隙，所以安装十分方便。
　　我公司在2004年3月份结合机组检修首先对2号机水导轴承密封盖进行了更新改造，采用了哈尔滨通能电气股份有限公司开发的TNS型接触式密封盖，经过近一年时间的观察，发现水车室周围环境油污染现象明显减少，于是在2004年底及2005年上半年结合机组检修分别将2号机上导、下导、推力轴承密封盖及4号机上导、下导、推力、水导轴承密封盖更换为TNS型接触式密封盖，机组运行至今未发现各轴承有油雾泄漏现象，上下机架盖板、风洞、水车室及机坑内砼地面等均无油迹现象，油雾泄漏问题得到了彻底解决。
　　5　经济效益分析
　　将轴承密封盖更换为TNS型接触式密封盖后，将延长设备使用寿命，保证机组的安全，缩短检修工期，降低检修费用，从而达到提高经济效益的目的。如每年每台机组小修期用于处理发电机上导、下导、推力、水导轴承部分油污的至少需要15人、8小时才能处理干净，按机组额定功率30.25MW、电价0.13元/KW·h计算折合人民币31.46万元，经济效益十分可观。而发电机制动器、定子线棒等设备由于受油污染后可能造成的经济损失是无法估量的。
　　6　结语
　　实际运行表明，TNS型接触式密封盖在岩滩发电公司的应用是成功的，可从根本上解决油槽盖与发电机、水轮机大轴因存在间隙而导致的油雾泄漏问题；减少耗油和污染发生；净化发电机风洞及水车室内部环境，缩短检修工期，降低检修费用，同时可将机组的安全稳定运行提高到一个新的台阶。

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