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摘要：葛洲坝电站自投产至今，一直存在推力轴承油雾外溢的问题，文章主要分析油雾产生的原因，及目前采取的有效防治方法。
关键词：葛洲坝；推力轴承；油雾外溢
中图分类号：TH133文献标识码： A
Studies on Gezhouba power plant thrust bearing oil mist prevention
Feng ZiRan,Xie XiangJun,Tang DeFeng
（China Yangtze Power Co.,Ltd，YiChang，HuBei,443002）
ABSTRACT：Since Gezhouba power plant put into production, there has been a problem about oil mist of thrust bearing spillover. This paper mainly analysis the causes of oil mist and the effective methods to prevent oil mist spilover.
KEY WORD: Gezhouba power plant ;Trust Bearing; Oil mist
1概述
葛洲壩电站装有22台轴流转桨式水轮发电机组，已先后投入运行近30年。机组采用立轴半伞型结构，设有上导轴承、水导轴承及推力轴承，推力轴承位于推力支架。
自安装之初，机组一直存在推力轴承油雾污染的现象，风洞内及水车室内的油迹随处可见。随着国家对水电开发的不断完善和提高,及人们的环保意识不断增强，对设备的要求也日渐提高，对油雾必须采取相应的控制措施。
2油雾产生原因及相应的改造
2.1油雾产生原因
（1）机组运行时，推力头与镜板外壁带动粘附的透平油做圆周运动，透平油在离心力的作用下向外壁涌高、飞溅。
（2）镜板外圆设有4个吊装孔，无孔处油黏粘力小，有孔的地方，油的黏粘力较大，镜板旋转时，外圆处不同部位的油有一定速度差，最终形成旋转激流。导致油面波动增大，形成大量油雾。
（3）此外机组运行时，推力油槽油温升高，油的粘度降低，也加速油的雾化。
推力轴承油雾通过两条途径溢出：（1）一部分通过推力密封盖与大轴之间的间隙及呼吸器溢出，机组长时间运行时大量的油雾在转子旋转作用下进入定子，与粉尘结合形成油泥沉积在铁芯及定、转子线圈表面，污染了线圈，影响导致线圈散热及绝缘性能，严重时发生事故。（2）还有部分油雾通过大轴与推力内挡油筒之间的间隙溢出，聚集形成油滴，掉落在水导及周边地面上。不仅污染了水导及以下机组部分的环境，也给现场工作带来极大的不便。
2.2相应的处理方法
2.2.1推力油槽密封盖改造
葛洲坝电站对发电机组推力轴承油槽密封盖进行改造，将迷宫环式密封更换为一种可以自补偿接触式密封。接触式密封是近几年新开发的一种新型密封，由上下两道接触齿挡油板密封分瓣组合而成，在制造厂经过加工、预装，现场组成一整体。中间空腔内空气依靠大轴的旋转使其产生一定正压，形成一个良好的空气密封腔。与两道接触齿密封有效配合，形成一套完整的密封件。接触式密封盖的接触齿由分瓣挡油板组合成一个密闭圆环，每相邻两瓣挡油板之间通过柔性密封连接来保证其完整性。每一段均能依靠背面的弹簧片径向自由前进、后退，能紧随大轴的位移作径向跟踪，每一内环瓣针对转轴的摆动而自行调节，跟踪量为1mm，退让量为3mm，在大轴的摆动下始终保持与大轴的较好接触，实现大轴与挡油板零间隙。挡油板接触齿的材料为柔性复合材料，它具有耐油、耐温、耐化学腐蚀，绝缘值大于（＞50MW）等特性，在运行中磨损量非常小。所以即使接触齿与转轴之间长时间连续接触，也可以保证挡油板与转轴之间在任何工况下零间隙运行，能够起到良好的密封效果。
迷宫式密封盖自补偿接触式密封盖
2.2.2在推力油槽上方安装油雾吸收装置
推力油槽经过改造后，取得良好的效果，但没有从根本上解决问题，反而会加重推力内挡油筒底部油雾外溢。还需要在推力油槽上方安装两台油雾吸收装置，吸风口采用原油槽密封盖上方的两个呼吸器孔，油雾吸收装置将推力油槽内的油雾抽走，形成一定的负压，防止油雾外溢，收集的积油直接排至推力油槽内。
（1）油雾吸收装置选型
经过计算推力油槽内非储油空间约为5.5m3，根据不能使油槽内形成较大负压的原则，选用的油雾吸收装置参数如下。
电离式油雾吸收装置相比传统的油雾吸收装置有着明显优势。
传统的油雾吸收装置的工作原理是通过离心风机将油槽内的油雾吸出，经过前置式的滤芯把油雾进行初级过滤后，再经过离心风机的扇叶将油甩至接油盒，最后经滤网排出洁净空气。
传统的油雾吸收装置存在以下不足：
1）前置滤网容易堵塞，堵塞后的滤网阻隔、衰减了风机的功率，风机基本处于无效工作状态。
2）电机扇叶旋转通过离心力甩油时必然会黏粘油污，长时间运行，扇叶的动平衡被破坏，会缩短电动机的使用年限。
电离式油雾吸收装置采用电离过滤油雾，不仅效率高，而且避免传统滤油装置容易发生前置滤网堵塞、风机易受损的问题。
工作原理图
（2）改造情况
试验前期曾出现过当投入电离式油雾吸收装置后，由于推力轴承内补气不足，局部负压过大，导致浮子油位计显示油位偏低报警。
为了增加推力油槽内补气，将其余呼吸器改为全部改为具有油气分离功能的空气滤芯。相比传统的折叠挡板式呼吸器，其油气分离效果更加好，而且能满足推力油槽补气的要求。从根本上解决了油雾从大轴与密封盖间隙及呼吸器中外溢的问题。
2.3 在推力油槽底部安装油雾吸收装置
安装于推力油槽底部
主要由甩油环、集油槽、环形密封、电离式油雾吸收装置、回油管、回油箱等部分组成。甩油环固定在大轴处，集油槽固定在推力内挡油筒底部，控制甩油环、环形密封安装高度，保证推力油槽底部形成一个相对密封空间。从集油槽底部引管，连接电离式油雾吸收装置。
3总结
通过采取对推力轴承密封盖进行改造，在推力油槽上部及底部安装油雾吸收装置等一系列措施，彻底解决推力轴承油雾外溢的问题。从目前进行改造过的几台机组运行情况来看，风洞内及水车室内的环境得到大幅度改善，该项成果值得在其它机组上推广。
参考文献
[1] 杨明生 大型水力发电机组推力油槽油雾防治研究.水电站机电技术 2005年12月
[2] 罗利均 水电机组推力油槽盖板处外甩油及油雾外溢处理 水电站机电技术 2008年2月
关键词：葛洲坝；推力轴承；油雾外溢
中图分类号：TH133文献标识码： A
Studies on Gezhouba power plant thrust bearing oil mist prevention
Feng ZiRan,Xie XiangJun,Tang DeFeng
（China Yangtze Power Co.,Ltd，YiChang，HuBei,443002）
ABSTRACT：Since Gezhouba power plant put into production, there has been a problem about oil mist of thrust bearing spillover. This paper mainly analysis the causes of oil mist and the effective methods to prevent oil mist spilover.
KEY WORD: Gezhouba power plant ;Trust Bearing; Oil mist
1概述
葛洲壩电站装有22台轴流转桨式水轮发电机组，已先后投入运行近30年。机组采用立轴半伞型结构，设有上导轴承、水导轴承及推力轴承，推力轴承位于推力支架。
自安装之初，机组一直存在推力轴承油雾污染的现象，风洞内及水车室内的油迹随处可见。随着国家对水电开发的不断完善和提高,及人们的环保意识不断增强，对设备的要求也日渐提高，对油雾必须采取相应的控制措施。
2油雾产生原因及相应的改造
2.1油雾产生原因
（1）机组运行时，推力头与镜板外壁带动粘附的透平油做圆周运动，透平油在离心力的作用下向外壁涌高、飞溅。
（2）镜板外圆设有4个吊装孔，无孔处油黏粘力小，有孔的地方，油的黏粘力较大，镜板旋转时，外圆处不同部位的油有一定速度差，最终形成旋转激流。导致油面波动增大，形成大量油雾。
（3）此外机组运行时，推力油槽油温升高，油的粘度降低，也加速油的雾化。
推力轴承油雾通过两条途径溢出：（1）一部分通过推力密封盖与大轴之间的间隙及呼吸器溢出，机组长时间运行时大量的油雾在转子旋转作用下进入定子，与粉尘结合形成油泥沉积在铁芯及定、转子线圈表面，污染了线圈，影响导致线圈散热及绝缘性能，严重时发生事故。（2）还有部分油雾通过大轴与推力内挡油筒之间的间隙溢出，聚集形成油滴，掉落在水导及周边地面上。不仅污染了水导及以下机组部分的环境，也给现场工作带来极大的不便。
2.2相应的处理方法
2.2.1推力油槽密封盖改造
葛洲坝电站对发电机组推力轴承油槽密封盖进行改造，将迷宫环式密封更换为一种可以自补偿接触式密封。接触式密封是近几年新开发的一种新型密封，由上下两道接触齿挡油板密封分瓣组合而成，在制造厂经过加工、预装，现场组成一整体。中间空腔内空气依靠大轴的旋转使其产生一定正压，形成一个良好的空气密封腔。与两道接触齿密封有效配合，形成一套完整的密封件。接触式密封盖的接触齿由分瓣挡油板组合成一个密闭圆环，每相邻两瓣挡油板之间通过柔性密封连接来保证其完整性。每一段均能依靠背面的弹簧片径向自由前进、后退，能紧随大轴的位移作径向跟踪，每一内环瓣针对转轴的摆动而自行调节，跟踪量为1mm，退让量为3mm，在大轴的摆动下始终保持与大轴的较好接触，实现大轴与挡油板零间隙。挡油板接触齿的材料为柔性复合材料，它具有耐油、耐温、耐化学腐蚀，绝缘值大于（＞50MW）等特性，在运行中磨损量非常小。所以即使接触齿与转轴之间长时间连续接触，也可以保证挡油板与转轴之间在任何工况下零间隙运行，能够起到良好的密封效果。
迷宫式密封盖自补偿接触式密封盖
2.2.2在推力油槽上方安装油雾吸收装置
推力油槽经过改造后，取得良好的效果，但没有从根本上解决问题，反而会加重推力内挡油筒底部油雾外溢。还需要在推力油槽上方安装两台油雾吸收装置，吸风口采用原油槽密封盖上方的两个呼吸器孔，油雾吸收装置将推力油槽内的油雾抽走，形成一定的负压，防止油雾外溢，收集的积油直接排至推力油槽内。
（1）油雾吸收装置选型
经过计算推力油槽内非储油空间约为5.5m3，根据不能使油槽内形成较大负压的原则，选用的油雾吸收装置参数如下。
电离式油雾吸收装置相比传统的油雾吸收装置有着明显优势。
传统的油雾吸收装置的工作原理是通过离心风机将油槽内的油雾吸出，经过前置式的滤芯把油雾进行初级过滤后，再经过离心风机的扇叶将油甩至接油盒，最后经滤网排出洁净空气。
传统的油雾吸收装置存在以下不足：
1）前置滤网容易堵塞，堵塞后的滤网阻隔、衰减了风机的功率，风机基本处于无效工作状态。
2）电机扇叶旋转通过离心力甩油时必然会黏粘油污，长时间运行，扇叶的动平衡被破坏，会缩短电动机的使用年限。
电离式油雾吸收装置采用电离过滤油雾，不仅效率高，而且避免传统滤油装置容易发生前置滤网堵塞、风机易受损的问题。
工作原理图
（2）改造情况
试验前期曾出现过当投入电离式油雾吸收装置后，由于推力轴承内补气不足，局部负压过大，导致浮子油位计显示油位偏低报警。
为了增加推力油槽内补气，将其余呼吸器改为全部改为具有油气分离功能的空气滤芯。相比传统的折叠挡板式呼吸器，其油气分离效果更加好，而且能满足推力油槽补气的要求。从根本上解决了油雾从大轴与密封盖间隙及呼吸器中外溢的问题。
2.3 在推力油槽底部安装油雾吸收装置
安装于推力油槽底部
主要由甩油环、集油槽、环形密封、电离式油雾吸收装置、回油管、回油箱等部分组成。甩油环固定在大轴处，集油槽固定在推力内挡油筒底部，控制甩油环、环形密封安装高度，保证推力油槽底部形成一个相对密封空间。从集油槽底部引管，连接电离式油雾吸收装置。
3总结
通过采取对推力轴承密封盖进行改造，在推力油槽上部及底部安装油雾吸收装置等一系列措施，彻底解决推力轴承油雾外溢的问题。从目前进行改造过的几台机组运行情况来看，风洞内及水车室内的环境得到大幅度改善，该项成果值得在其它机组上推广。
参考文献
[1] 杨明生 大型水力发电机组推力油槽油雾防治研究.水电站机电技术 2005年12月
[2] 罗利均 水电机组推力油槽盖板处外甩油及油雾外溢处理 水电站机电技术 2008年2月