立式水輪機旋轉油盆滲油原因分析與處理

潘淑改，潘方正，郭偉震，亓雪鋒，孫志強，沈 倩，鄭 欣，馬 楠

(黃河小浪底水資源投資有限公司，河南 濟源 454681)

0 引 言

水輪發電機軸承油盆無論是在停機態滲油或是發電態甩油都將對設備造成極大的危害。一是軸承潤滑和冷卻效果不好，容易造成軸瓦溫度升高甚至燒瓦，危及到機組安全穩定運行。二是機組漏掉或甩出的油流入河道造成水質污染，會破壞生態環境。

1 設備概況

小浪底西溝水電站(簡稱西溝水電站)建于河南省小浪底水利樞紐北側西溝水庫下游，橋溝河右岸支溝內，是小浪底水利樞紐的備用電源和“黑啟動”電源。電站安裝2臺單機容量為10 MW的立軸懸垂型密閉循環空氣冷卻三相同步水輪發電機組，額定水頭84.5 m， 額定轉速500 r/min，多年平均發電量1億 kW·h， 設計年利用小時數為5 000 h。

西溝水電站水輪機型號為HLA696—LJ—130，水輪機水導軸承采用稀油潤滑筒式軸承，軸承內徑φ365 mm，總間隙0.2～0.3 mm，由軸承體、軸瓦、旋轉油盆、上油盆、冷卻器等組成；正常運行時上油盆油量約63 L，旋轉油盆油量約14.77 L。軸承采用帶鋼背的分瓣復合瓦襯，用螺栓固定于軸承體上，在軸瓦內開有自循環螺旋油槽，軸瓦材料采用錫基軸承合金，潤滑油采用L—TSA—46汽輪機油。軸承內設有油冷卻器及監視上油盆油位的浮子信號器(見圖1)。

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水導軸承的主要作用是支承和承受旋轉部分的徑向載荷。軸承固定于支架上。油盆內的冷油沿著自循環螺旋油槽自動進行油潤滑，油從軸承體下部油盒中沿油孔進入軸瓦內的螺旋油槽，自下而上進行潤滑并帶走熱量后流入上油盆；經冷卻器冷卻后，再從軸承體上的回油管回到下面的旋轉油盒內；如此不停地周而復始循環，達到循環供油作用。軸承上設有鉗熱電阻以檢測軸瓦溫度和油溫，其軸瓦最高溫度不得超過65 ℃，另外還設有油混水探測器。

2 油盆滲油原因分析及處理

2020年9月28日，西溝水電站2臺水輪發電機組在停機穩態。 當天凌晨2∶14，監控系統上位機報“浪1號機組水導油槽油位低報警”，運行值班人員現地檢查發現1號機組水車室頂蓋上部有少量油污，水輪機導軸承旋轉油盆+Y方向有明顯的滲油點，滲油量約為每秒1滴，旋轉油盆其他方向同樣存在滲油點。

檢修維護人員測量水導軸承上油盆油位僅有1.5 cm，遠遠低于設計正常油位(正常油位10 cm)，油量約30 L左右，比正常油量減少約33 L。排查分析滲油可能有3個原因(見圖2、圖3)：一是上油盆擋油圈螺栓松動間隙滲油。二是溢油管安裝松動間隙滲油。三是推力瓦測溫電阻松動間隙滲油。

現場檢查1號機組水車室頂蓋油污量很少，其他部位也沒有發現大量滲油現象，初步判斷上油盆減少油量可能滲漏至旋轉油盆。

圖2 上油盆擋油圈螺栓松動導致間隙滲油至旋轉油盆

圖3 溢油管安裝松動導致間隙滲油、推力瓦測溫電阻松動導致間隙滲油

檢修人員現場拆開上油盆和旋轉油盆，發現旋轉油盆油量遠遠高于正常油量，經過計算，證實了上述上油盆潤滑油滲漏至旋轉油盆的結論。進一步分析，滲油是因為上油盆擋油圈螺栓及上油盆溢油管松動，產生間隙導致上油盆潤滑油滲漏至旋轉油盆。檢修人員立即對上述滲油點進行了加固處理。

3 運行效果

1號機組投運近3個月的跟蹤觀察，水導軸承上油盆油位始終維持在10 cm，瓦溫、油溫也很穩定，說明此次水導軸承油盆滲油問題得到了解決，原因分析和處理過程是成功的，可以將此經驗推廣到同類型水輪發電機組軸承滲油故障處理中。