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新型油擋在汽輪發電機組上的應用
2013-06-08
禹濤
（廣西防城港核電有限公司，廣西防城港 538001）
摘 要：為解決汽輪機油擋甩油的問題，在傳統油擋的基礎上發展出了新型的負壓式油擋，它成功的處理了汽輪機油擋甩油問題，并消除由潤滑油滲漏產生的火災隱患。
關鍵詞：汽輪機；油擋；負壓；排煙
前言
隨著發電企業對安全和環保的重視程度不斷提高，在發電廠汽輪發電機組的預防著火措施上做了不少工作，但是有些電廠由于滲漏油現象產生的火災隱患依然存在，同時，滲漏的潤滑油對電廠周邊水域的環境污染也是不可避免的。本文著重介紹一種新型的國產汽輪發電機組軸承箱油擋滲漏油處理方案。
1 汽輪機油擋現狀及故障
1.1 汽輪機常見油擋介紹
汽輪機油擋布置在軸承箱外側，一般呈半圓狀并且分為上下兩部分，其主要目的是防止潤滑油外漏同時防止灰塵進入潤滑油中。油擋中起密封作用的主要是油擋齒，常見的為梳齒式，其工作原理是通過數道梳齒將軸承箱內產生的細小油滴阻擋下來，油滴順著油擋齒流到油擋內圓下部回油槽內，再通過靠近軸承箱內側的回流孔重新回到軸承箱內。
1.2 汽輪機油擋常見故障及影響
汽輪機常規油擋在設計時為避免油擋齒與轉軸摩擦，在兩者之間留有0.5mm左右運行間隙。由于汽輪機轉子在高速運行時處于懸浮狀態，故其實際轉軸中心保持一個不規則的運動軌跡，因此，轉軸與油擋齒的磨損是不可避免的。隨著軸承箱內運行溫度的升高，軸承箱內將產生大量油煙。同時，長時間運行后的油擋間隙也將越來越大而且間隙值不相同，此時，油煙順著油擋與轉軸的間隙開始向軸承箱外擴散，嚴重時會產生油滴順著轉軸向外甩出。對汽輪機高中壓缸而言甩出的油滴是極其危險的，它將污染高中壓缸外保溫層，并且逐漸滲透到保溫內部，在高中壓缸高溫的烘烤下，具有極大的火災隱患。同時，損失的潤滑油也增加了公司的經濟損失和工作人員的補油工作量。
2 傳統油擋的優缺點
鑒于傳統油擋的缺點及嚴重后果，對油擋改造的工作不斷進行著。目前常用的改造方式有以下幾種。
2.1 活動式油擋
常見的活動式油擋包括有內環、外環和彈簧。其工作原理為：內環在彈簧的作用下與轉軸全接觸，在運行中起到隔離軸承箱與外界甩油通道的作用。在內環內側布置有非金屬環，同時，內環靠外側布置有回油槽連通到外環靠軸承箱側的回油孔，形成被攔截的潤滑油回流的通道。其特點是：內環采用非金屬復合材料，對轉子的傷害?。辉趦拳h與外環之間采用彈簧，可以自動調整油擋與轉軸位置，始終保持與轉軸接觸，能保持良好的密封效果。但是，一直接觸的內環與外環的摩擦卻增加了轉軸的振動。
2.2 蜂窩式油擋
常見的蜂窩式油擋包括有蜂窩帶、蜂窩式油擋、彈簧和油擋。其核心部件蜂窩帶，就是在靜子密封環的內表面上由規整的蜂巢菱形狀的正六面體的小蜂窩孔狀的密封帶狀物構成。其工作原理為：當軸向甩油進入密封腔室后，必將充滿一個個蜂窩狀小孔中，積聚在小孔中的油汽對迎頭過來的油汽必然產生阻力。蜂窩帶的綜合阻滯作用很大，致使沿軸向漏泄的油汽的流動大大減緩。另外，在蜂窩帶頂部與軸徑表面之間微小間隙間的一層汽體在高速旋轉下形成一層阻滯汽膜，這兩個阻力加在一起就成了油汽軸向泄漏的有效屏障，這就是蜂窩式油擋的密封機理。其特點是：復雜的蜂窩結構有效的阻止甩油的外逸通道。但是，蜂窩結構也增加了與轉軸的接觸面積，在運行過程中加大了轉軸的摩擦振動。
3 新型油擋的應用
為了更好的解決油擋滲油問題，在傳統油擋的基礎上發展出了新型的負壓式油擋。它包括有外環、內環、外擋板。負壓式油擋的內環采用銅鉛合金，這種材質具有耐高溫又能無油自潤滑的特點。內環的內圈采用多道梳齒結構，這樣可以增加油擋的密封效果。外環采用優質鋁合金制造，可降低安裝的工作強度。同時，在外環外側增加了外擋板可有效的阻擋外部雜物進入軸承箱。位于外環上部左右對稱布置兩個抽吸口，通過連接抽油煙風機在外環腔室內建立負壓，軸承箱內的油煙在負壓作用下進入外環腔室，并通過排煙風機排出。
負壓式油擋的特點是：
?。?）油擋負壓的建立保證了良好的密封效果；
（2）內環采用傳統的梳齒式結構，原來的油擋間隙不發生變化；
?。?）內環采用銅鉛合金，具有耐高溫又能無油自潤滑；
?。?）外環采用優質鋁合金，便于安裝；
（5）可以通過油擋抽吸口出口閥門調節負壓腔室的真空度，以保證建立合適的油擋負壓。
國內南方某電廠長期為汽輪機油擋甩油問題所困擾，在歷次大小修中通過調整油擋間隙、更換油擋齒等方法進行故障處理，但只是在機組啟動后的一段時間內降低過甩油程度。隨著機組運行時間和啟停次數的增加，油擋齒的磨損日益嚴重而且是不規則磨損，以至于無法調整油擋間隙在允許范圍內，對更換過的油擋齒也出現同樣的缺陷。
為更好的解決汽輪機油擋甩油問題，廠內技術人員在綜合考慮改造時間窗口、費用、改造效果、技術難度等因素后，決定利用大修機會，對甩油較為嚴重的低壓缸軸承箱油擋進行負壓式油擋改造。對改造工序的安排也是結合大修整體時間進度，具體安排如下：
（1）利用汽輪機停機冷卻時間窗口，對負壓式油擋系統的排煙部分如：排油煙風機、排煙進出口管道、隔離門等部件進行安裝。
?。?）在汽輪機解體過程中，對油擋各定位部件進行復測，如：螺栓孔距、內外環外形尺寸等。
（3）利用汽輪機解體和檢修時間，進行油擋的加工、運輸。
?。?）按照油擋的復裝時間，進行油擋安裝、間隙調整、排煙管道接口等工作。
通過上述合理的時間安排，既保證了汽輪機大修整體進度，又完成了油擋的改造工作。大修后的汽輪機啟動過程中，由于油擋間隙在汽輪機廠家允許范圍內，故未發生轉軸摩擦現象。汽輪機穩定運行后，開啟油擋排煙系統，建立油擋負壓，汽輪機軸承箱油擋未發生甩油和冒油煙現象。在此后的較長時間內，油擋運行情況良好，未發生甩油等故障。由此可見，負壓式油擋的改造方案是可行的和成功的。
4 結束語
汽輪機作為電廠的主要設備之一，它的安全穩定運行是電廠的Z基本保障。通過對軸承箱油擋的改造，成功解決汽輪機油擋甩油的問題，消除了汽輪機運行的火災隱患，故此種負壓式油擋具有極其廣泛的工業推廣價值。
關鍵詞：汽輪機；油擋；負壓；排煙
前言
隨著發電企業對安全和環保的重視程度不斷提高，在發電廠汽輪發電機組的預防著火措施上做了不少工作，但是有些電廠由于滲漏油現象產生的火災隱患依然存在，同時，滲漏的潤滑油對電廠周邊水域的環境污染也是不可避免的。本文著重介紹一種新型的國產汽輪發電機組軸承箱油擋滲漏油處理方案。
1 汽輪機油擋現狀及故障
1.1 汽輪機常見油擋介紹
汽輪機油擋布置在軸承箱外側，一般呈半圓狀并且分為上下兩部分，其主要目的是防止潤滑油外漏同時防止灰塵進入潤滑油中。油擋中起密封作用的主要是油擋齒，常見的為梳齒式，其工作原理是通過數道梳齒將軸承箱內產生的細小油滴阻擋下來，油滴順著油擋齒流到油擋內圓下部回油槽內，再通過靠近軸承箱內側的回流孔重新回到軸承箱內。
1.2 汽輪機油擋常見故障及影響
汽輪機常規油擋在設計時為避免油擋齒與轉軸摩擦，在兩者之間留有0.5mm左右運行間隙。由于汽輪機轉子在高速運行時處于懸浮狀態，故其實際轉軸中心保持一個不規則的運動軌跡，因此，轉軸與油擋齒的磨損是不可避免的。隨著軸承箱內運行溫度的升高，軸承箱內將產生大量油煙。同時，長時間運行后的油擋間隙也將越來越大而且間隙值不相同，此時，油煙順著油擋與轉軸的間隙開始向軸承箱外擴散，嚴重時會產生油滴順著轉軸向外甩出。對汽輪機高中壓缸而言甩出的油滴是極其危險的，它將污染高中壓缸外保溫層，并且逐漸滲透到保溫內部，在高中壓缸高溫的烘烤下，具有極大的火災隱患。同時，損失的潤滑油也增加了公司的經濟損失和工作人員的補油工作量。
2 傳統油擋的優缺點
鑒于傳統油擋的缺點及嚴重后果，對油擋改造的工作不斷進行著。目前常用的改造方式有以下幾種。
2.1 活動式油擋
常見的活動式油擋包括有內環、外環和彈簧。其工作原理為：內環在彈簧的作用下與轉軸全接觸，在運行中起到隔離軸承箱與外界甩油通道的作用。在內環內側布置有非金屬環，同時，內環靠外側布置有回油槽連通到外環靠軸承箱側的回油孔，形成被攔截的潤滑油回流的通道。其特點是：內環采用非金屬復合材料，對轉子的傷害?。辉趦拳h與外環之間采用彈簧，可以自動調整油擋與轉軸位置，始終保持與轉軸接觸，能保持良好的密封效果。但是，一直接觸的內環與外環的摩擦卻增加了轉軸的振動。
2.2 蜂窩式油擋
常見的蜂窩式油擋包括有蜂窩帶、蜂窩式油擋、彈簧和油擋。其核心部件蜂窩帶，就是在靜子密封環的內表面上由規整的蜂巢菱形狀的正六面體的小蜂窩孔狀的密封帶狀物構成。其工作原理為：當軸向甩油進入密封腔室后，必將充滿一個個蜂窩狀小孔中，積聚在小孔中的油汽對迎頭過來的油汽必然產生阻力。蜂窩帶的綜合阻滯作用很大，致使沿軸向漏泄的油汽的流動大大減緩。另外，在蜂窩帶頂部與軸徑表面之間微小間隙間的一層汽體在高速旋轉下形成一層阻滯汽膜，這兩個阻力加在一起就成了油汽軸向泄漏的有效屏障，這就是蜂窩式油擋的密封機理。其特點是：復雜的蜂窩結構有效的阻止甩油的外逸通道。但是，蜂窩結構也增加了與轉軸的接觸面積，在運行過程中加大了轉軸的摩擦振動。
3 新型油擋的應用
為了更好的解決油擋滲油問題，在傳統油擋的基礎上發展出了新型的負壓式油擋。它包括有外環、內環、外擋板。負壓式油擋的內環采用銅鉛合金，這種材質具有耐高溫又能無油自潤滑的特點。內環的內圈采用多道梳齒結構，這樣可以增加油擋的密封效果。外環采用優質鋁合金制造，可降低安裝的工作強度。同時，在外環外側增加了外擋板可有效的阻擋外部雜物進入軸承箱。位于外環上部左右對稱布置兩個抽吸口，通過連接抽油煙風機在外環腔室內建立負壓，軸承箱內的油煙在負壓作用下進入外環腔室，并通過排煙風機排出。
負壓式油擋的特點是：
?。?）油擋負壓的建立保證了良好的密封效果；
（2）內環采用傳統的梳齒式結構，原來的油擋間隙不發生變化；
?。?）內環采用銅鉛合金，具有耐高溫又能無油自潤滑；
?。?）外環采用優質鋁合金，便于安裝；
（5）可以通過油擋抽吸口出口閥門調節負壓腔室的真空度，以保證建立合適的油擋負壓。
國內南方某電廠長期為汽輪機油擋甩油問題所困擾，在歷次大小修中通過調整油擋間隙、更換油擋齒等方法進行故障處理，但只是在機組啟動后的一段時間內降低過甩油程度。隨著機組運行時間和啟停次數的增加，油擋齒的磨損日益嚴重而且是不規則磨損，以至于無法調整油擋間隙在允許范圍內，對更換過的油擋齒也出現同樣的缺陷。
為更好的解決汽輪機油擋甩油問題，廠內技術人員在綜合考慮改造時間窗口、費用、改造效果、技術難度等因素后，決定利用大修機會，對甩油較為嚴重的低壓缸軸承箱油擋進行負壓式油擋改造。對改造工序的安排也是結合大修整體時間進度，具體安排如下：
（1）利用汽輪機停機冷卻時間窗口，對負壓式油擋系統的排煙部分如：排油煙風機、排煙進出口管道、隔離門等部件進行安裝。
?。?）在汽輪機解體過程中，對油擋各定位部件進行復測，如：螺栓孔距、內外環外形尺寸等。
（3）利用汽輪機解體和檢修時間，進行油擋的加工、運輸。
?。?）按照油擋的復裝時間，進行油擋安裝、間隙調整、排煙管道接口等工作。
通過上述合理的時間安排，既保證了汽輪機大修整體進度，又完成了油擋的改造工作。大修后的汽輪機啟動過程中，由于油擋間隙在汽輪機廠家允許范圍內，故未發生轉軸摩擦現象。汽輪機穩定運行后，開啟油擋排煙系統，建立油擋負壓，汽輪機軸承箱油擋未發生甩油和冒油煙現象。在此后的較長時間內，油擋運行情況良好，未發生甩油等故障。由此可見，負壓式油擋的改造方案是可行的和成功的。
4 結束語
汽輪機作為電廠的主要設備之一，它的安全穩定運行是電廠的Z基本保障。通過對軸承箱油擋的改造，成功解決汽輪機油擋甩油的問題，消除了汽輪機運行的火災隱患，故此種負壓式油擋具有極其廣泛的工業推廣價值。
來源：《華東科技：學術版》2013年第1期
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