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解决卧式水轮机轴承漏油问题的探讨

作者：天津金百联机电              发表时间：2012-02-23

卧式水轮发电机组的水轮机轴承存在漏油现象，有些还比较严重，并且一般呈现在高转速机组的径向止推轴承上。漏油途径是轴承两端盖固定部位的密封羊毛毡圈与运动部位的主轴轴颈接合处。1.漏油原因(1).固定部位的密封羊毛毡圈与运动部位的轴颈接合处容易形成间隙，使润滑油有隙可钻形成漏油。虽然轴承两端盖上的密封羊毛毡圈具有一定的密封弹性，但在主轴的高速旋转下，密封羊毛毡圈的密封弹性越大，与主轴摩擦产生的温度越高，越容易使羊毛毡圈老化而失去弹性。由于机组在运行中，主轴具有一定的摆动量，所以失去弹性的羊毛毡圈与轴颈形成固定的间隙，而未失去弹性的或未完全失去弹性的羊毛毡圈与轴颈也会形成瞬时间隙，使润滑油有隙可钻。由于这些间隙量处决于主轴的摆动量，这就是当前漏油现象的存在与否，及在程度上有区别的重要原因。(2).存在漏油的来源：漏油的主要来源是润滑油在轴承体内空气中高速运动，带动空气进入油中形成油气泡，并且油气泡的高程超出了有隙可沾的间隙高程(机组运行所允许的最高油位设计在轴承两端盖的羊毛毡密封圈之下)。漏油的次要来源是小推力盘处的排油喷射弧线，正好落在主轴密封圈附近的主轴颈上，并且事实上也是径向止推轴承比径向轴承润滑油所形成的油气泡层高得多，并有小推力盘的排油，即径向止推轴承与径向轴承的区别是径向止推轴承存在漏油的来源。这就是径向止推轴承存在漏油现象的根本原因。2.采用不形成油气泡技术，可解决漏油现象的途径根据以上对漏油原因的理论与事实的对照分析，笔者认为：只要解决轴承润滑油不形成油气泡、杜绝漏油的来源，完全可以避免漏油，并且这要比使固定部位和运动部位的密封不产生漏油间隙容易可靠地解决轴承漏油问题。形成油气泡的原理是：润滑油运动时与空气接触，并带动空气流动的动力要大于进入油中的阻力(即油的粘性和自重合力)，加之空气流动的方向是指向油面。因此，空气容易进入油中。进入油中后虽能依靠自身比重轻的浮力上浮，但不能克服油的粘性而形成油气泡。根据形成油气泡原理，为使轴承润滑油在机组运行中的循环流动不形成油气泡而杜绝漏油的来源，从而达到解决径向止推轴承漏油问题。为此，有以下一些较理想的途径：(1).主要途径是使润滑油在轴承体内空气中的运动变成与空气隔离的封闭式流动：润滑油在轴承体内空气中的循环运动无非是，从油面至轴瓦前的进油和轴瓦润滑后至油面的排油。径向止推轴承的进油是通过推力盘的带动进入轴瓦。推力盘同时带动空气反速度运动，虽然速度较快，但其方向并非指向表面，而是在挡风板内腔回旋，因而不能形成油气泡。即使形成油气泡也是在轴瓦前进油腔内，与轴承漏油毫无影响，并且在进入轴瓦前也会被不断地破坏，所以杜绝了轴承体内油面形成油气泡的问题。归根到底是一个轴瓦润滑后的排油运动与空气隔绝的问题。当前径向止推轴承的轴瓦润滑后的排油虽有两条渠道：一条是导瓦下的排油孔；另一条是小推力盘处的圆周排油。这些都是任其空气随意地排入热油腔的渠道，所以径向止推轴承润滑油形成油气泡又主要呈现在热油腔内，漏油也是在热油腔端盖密封处漏油。对这两处相距很近的排油与空气隔离引至油面下并不难。只要设一个集油盘，并在集油盘的下部再设一根适当口径的排油管，就把轴瓦润滑后的油在空气中的自由流动变成与空气隔离的封闭式流动。通过设置集油盘这一措施，即使形成少许油气泡也在集油盘内油面之上，不会形成漏油之来源。(2).设置去气泡板：去气泡板结构是：一块固定在热油腔油面的板上，有向下部排油孔，并装有许多破坏气泡的空心尖针，空心针上有横向排气孔。3.结束语据笔者了解有不少的水电站存在径向止推轴承的漏油现象，有的电站还比较严重。只要采用不形成油气泡技术来解决径向止推轴承漏油问题，是可行的。
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