解決臥式水輪機(jī)軸承漏油問(wèn)題的探討
2012-04-19作者：竇純玉
（哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司）
臥式水輪發(fā)電機(jī)組的水輪機(jī)軸承存在漏油現(xiàn)象，有些還比較嚴(yán)重，并且一般呈現(xiàn)在高轉(zhuǎn)速機(jī)組的徑向止推軸承上。漏油途徑是軸承兩端蓋固定部位的密封羊毛氈圈與運(yùn)動(dòng)部位的主軸軸頸接合處。（哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司）
1 漏油原因
（1）固定部位的密封羊毛氈圈與運(yùn)動(dòng)部位的軸頸接合處容易形成間隙，使?jié)櫥陀邢犊摄@形成漏油。雖然軸承兩端蓋上的密封羊毛氈圈具有一定的密封彈性，但在主軸的高速旋轉(zhuǎn)下，密封羊毛氈圈的密封彈性越大，與主軸摩擦產(chǎn)生的溫度越高，越容易使羊毛氈圈老化而失去彈性。由于機(jī)組在運(yùn)行中，主軸具有一定的擺動(dòng)量，所以失去彈性的羊毛氈圈與軸頸形成固定的間隙，而未失去彈性的或未完全失去彈性的羊毛氈圈與軸頸也會(huì)形成瞬時(shí)間隙，使?jié)櫥陀邢犊摄@。由于這些間隙量處決于主軸的擺動(dòng)量，這就是當(dāng)前漏油現(xiàn)象的存在與否，及在程度上有區(qū)別的重要原因。
（2）存在漏油的來(lái)源：漏油的主要來(lái)源是潤(rùn)滑油在軸承體內(nèi)空氣中高速運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)空氣進(jìn)入油中形成油氣泡，并且油氣泡的高程超出了有隙可沾的間隙高程（機(jī)組運(yùn)行所允許的Z高油位設(shè)計(jì)在軸承兩端蓋的羊毛氈密封圈之下）。
漏油的次要來(lái)源是小推力盤處的排油噴射弧線，正好落在主軸密封圈附近的主軸頸上，并且事實(shí)上也是徑向止推軸承比徑向軸承潤(rùn)滑油所形成的油氣泡層高得多，并有小推力盤的排油，即徑向止推軸承與徑向軸承的區(qū)別是徑向止推軸承存在漏油的來(lái)源。這就是徑向止推軸承存在漏油現(xiàn)象的根本原因。
2 采用不形成油氣泡技術(shù)，可解決漏油現(xiàn)象的途徑
根據(jù)以上對(duì)漏油原因的理論與事實(shí)的對(duì)照分析，筆者認(rèn)為：只要解決軸承潤(rùn)滑油不形成油氣泡、杜絕漏油的來(lái)源，完全可以避免漏油，并且這要比使固定部位和運(yùn)動(dòng)部位的密封不產(chǎn)生漏油間隙容易可靠地解決軸承漏油問(wèn)題。
形成油氣泡的原理是：潤(rùn)滑油運(yùn)動(dòng)時(shí)與空氣接觸，并帶動(dòng)空氣流動(dòng)的動(dòng)力要大于進(jìn)入油中的阻力（即油的粘性和自重合力），加之空氣流動(dòng)的方向是指向油面。因此，空氣容易進(jìn)入油中。進(jìn)入油中后雖能依靠自身比重輕的浮力上浮，但不能克服油的粘性而形成油氣泡。
根據(jù)形成油氣泡原理，為使軸承潤(rùn)滑油在機(jī)組運(yùn)行中的循環(huán)流動(dòng)不形成油氣泡而杜絕漏油的來(lái)源，從而達(dá)到解決徑向止推軸承漏油問(wèn)題。為此，有以下一些較理想的途徑：
（1）主要途徑是使?jié)櫥驮谳S承體內(nèi)空氣中的運(yùn)動(dòng)變成與空氣隔離的封閉式流動(dòng)：
潤(rùn)滑油在軸承體內(nèi)空氣中的循環(huán)運(yùn)動(dòng)無(wú)非是，從油面至軸瓦前的進(jìn)油和軸瓦潤(rùn)滑后至油面的排油。徑向止推軸承的進(jìn)油是通過(guò)推力盤的帶動(dòng)進(jìn)入軸瓦。推力盤同時(shí)帶動(dòng)空氣反速度運(yùn)動(dòng)，雖然速度較快，但其方向并非指向表面，而是在擋風(fēng)板內(nèi)腔回旋，因而不能形成油氣泡。即使形成油氣泡也是在軸瓦前進(jìn)油腔內(nèi)，與軸承漏油毫無(wú)影響，并且在進(jìn)入軸瓦前也會(huì)被不斷地破壞，所以杜絕了軸承體內(nèi)油面形成油氣泡的問(wèn)題。歸根到底是一個(gè)軸瓦潤(rùn)滑后的排油運(yùn)動(dòng)與空氣隔絕的問(wèn)題。
當(dāng)前徑向止推軸承的軸瓦潤(rùn)滑后的排油雖有兩條渠道：一條是導(dǎo)瓦下的排油孔；另一條是小推力盤處的圓周排油。這些都是任其空氣隨意地排入熱油腔的渠道，所以徑向止推軸承潤(rùn)滑油形成油氣泡又主要呈現(xiàn)在熱油腔內(nèi)，漏油也是在熱油腔端蓋密封處漏油。
對(duì)這兩處相距很近的排油與空氣隔離引至油面下并不難。只要設(shè)一個(gè)集油盤，并在集油盤的下部再設(shè)一根適當(dāng)口徑的排油管，就把軸瓦潤(rùn)滑后的油在空氣中的自由流動(dòng)變成與空氣隔離的封閉式流動(dòng)。通過(guò)設(shè)置集油盤這一措施，即使形成少許油氣泡也在集油盤內(nèi)油面之上，不會(huì)形成漏油之來(lái)源。
（2）設(shè)置去氣泡板：
去氣泡板結(jié)構(gòu)是：一塊固定在熱油腔油面的板上，有向下部排油孔，并裝有許多破壞氣泡的空心尖針，空心針上有橫向排氣孔。
3 結(jié)束語(yǔ)
據(jù)筆者了解有不少的水電站存在徑向止推軸承的漏油現(xiàn)象，有的電站還比較嚴(yán)重。只要采用不形成油氣泡技術(shù)來(lái)解決徑向止推軸承漏油問(wèn)題，是可行的。
來(lái)源：《科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)》