水轮发电机组甩油原因及解决方法探析

摘 要：在水电站运行过程中，由于站立式混流式机组推力轴承极易在运行过程中出现甩油现象，而且这一现象发生的还较为普遍，这就给机组运行的稳定性带来了较大的安全隐患。特别是对于悬吊型的水电机组，这种甩油现象所带来的危害更加严重，所以需要针对甩油的具体的情况查明原因，并提出具体的解决措施，确保机组运行的稳定性。

关键词：水力发电机组；甩油现象；分析；解决方法

1 发电机组甩油现象所造成的危害

1.1 伤害运行工作人员

对于甩油的水力发电机组，一旦甩油现象发生时，则会导致发电机风洞内和水车室地面上都形成一定的积油面，极易使人滑倒，特别是在对于电站运行人员和检修人员来讲，如果在日常工作中没有注意到地面的情况，则极易滑倒，给人员的人身安全带来一定的伤害。

1.2 对水力发电机组带来损伤

当机组发生甩油时，则会导致机组内部各机械结构之间的效果下降，同时油夹杂着灰尘也极易导致在机组通风系统等部位形成相应的阻碍面，影响正常的通风效果，从而给机组带来安全隐患。

1.2.1 会引起水轮发电机定子剧烈发热温升

当水轮机上出现甩油现象时，则会导致发电机定子线圈外层有一层渗油面形成，而油自身的粘性会吸附周围的灰尘，一旦时间一长，则所形成的污秽半径则会扩大，导致发电机定子线圈通风孔受到堵塞，这样当发电机运行时，定子线圈内部的热量不能及时散发出来，从而导致定子线圈出现发热温升现象，使电机的正常运行受到影响，而当温升当到一定程度时，则会导致线圈的绝缘受到不同程度的破坏，降低定子线圈的使用寿命。

1.2.2 增加发电机定子线圈的维护保养难度

由于定子线圈通风孔受到堵塞，这就导致在发电机检修过程中其维修保养难度增加，相对于没有堵塞的定子线圈则需要多浪费较长的工时，导致维修人员的工作量增加。

1.2.3 会引起发电机定子绝缘水平下降

当水轮机出现甩油现象时，不仅会导致定子线圈内部的通风系统受到堵塞，使内部热量无法排放出来，这样就导致内部温升速度加快，当温度达到一定程度时，会给定子线圈的内部绝缘水平带来较大的影响。通过对一组定子线圈的对比中发现，没有甩油机组的定子线圈在停机一天后其绝缘吸收比符合运行的安全标准，同时其绝缘水平与运行时相比没有多大的降低，而对于甩油的机组来讲，其停机一天后，虽然定子绝缘吸收比还是能够满足运行的要求，但其绝缘水平下降的幅度则较大，所以对于甩油的发电机组，其绝缘水平呈现下降的趋势，而且会随着运行环境的恶化而不断降低。

1.2.4 会引起发电机定子线圈发生单相接地或相间短路等事故 当水轮发电机组在甩油现象中运行时，一旦有不正常的负荷冲击，则会导致定子线圈处在热效应和动效应的双重作用下发生损坏，导致单相接地故障发生，甚至直接导致定子线圈绕组绝缘受到破坏，影响发电机的正常运行。

1.2.5 增加发电机轴瓦发生烧毁事故的危险率

当水轮发电机组甩油比较严重时，则会使其运行过程中轴承油位出现急剧下降的问题，极易导致故障的发生，严重时会导致轴瓦发生烧毁，使机组无法正常运行，导致停机事故发生，影响电站的正常生产运营。

2 发电机组甩油原因分析

2.1 内甩油原因

发电机作为电站中非常重要的设备之一，由于其内部结构较为复杂，任何一个环节出现问题，都会导致发电机组的正常运行受到较大的影响。机组在正常运行时，在转子高速旋转过程中，在上部风扇的作用下就会起到鼓风作用效果，在发电机推力油槽挡油管内下侧形成一个低压区，在压差作用下，档油管与推头内壁之间就会形成相应的油雾，并将沿着发电机主轴与挡油圈的环腔间向下溢出，甩到轮辐及发电机定子线圈上，这就是日常运行中所说的内甩油现象。内甩油除了运行过程中发电机高速运转原因造成外，还可能由于机械结构制造不规范和安装调试不到位等原因造成挡油管外圆与推力头内圆之间的径向距离出现不均匀，偏靠一方的原因。在机组运行时，当推力头带动油高速旋转时，其内部运行环境就类似于偏心泵，从而使得油产生周期性的压力脉动，不断向上窜油，使油及油雾沿着推力头的内壁甩出，飞溅到发电机内部，形成相应的杂质油阻碍面，从而影响机组的正常运行。

2.2 外甩油原因

发电机组在运行时会出周期性的循环推力产生，在这种推力作用下，如果油槽内的通风系统再不畅通，这极易导致油槽内的油温上升，一旦油温达到45℃左右时，则会导致油槽内的空气出现热膨胀现象，这时油槽内搅动旋转及油在离心力作用下，则会出现不规则的抛物线运动，一旦在运动时遇到阻碍，则会溅起在油槽上方形成油雾，从而甩出油槽内。

3 甩油的解决方法

3.1 阻止法

为了有效的抑止发电机甩油现象的发生，则可以利用外加设备来对发电机内部的压力环境进行破坏，这样使局部形成负压，或是对于油的吸高和涌溢进行阻止，可以有效的避免甩油现象的发生。

在发电机推力头内壁中加装压力破坏风扇，利用风扇形成的压力干扰重新形成利于发电机组正常运行的压力环境，保证油具有高效的工况性能。风扇叶片可焊在发电机运行正常油面以上，并与水平面形成一个大约15-30度左右的安装角。当推力头在高速旋转过程中，就会使风扇产生一个负压，既可以降低油槽油面吸高，还可以阻止油雾上窜。如果内部空间不够时，也可将风扇叶片焊接在正常油面之下或固定在推力油槽镜板内侧，使风扇叶片完全浸入到油中，从而形成叶片泵结构。在正常运行时，靠旋转产生的负压将油面往下吸，阻止该处油面升高。在推力头内壁处加挡油圈，可以有效阻止风扇产生的少量漏油。从而实践运行证明，利用在推力轴承内部加风扇与挡油圈相结合的方法可以有效解决发电机组发生甩油问题。

3.2 稳压法

稳压法就是通过内部结构改造，加大旋转件与挡油筒之间的间隙，使油在机组高速旋转过程中减小其相对偏心率，从而降低油面压力脉动值，有效保持油面在运转过程中的平稳特性，防止油液或油雾飞溅上窜。另外可以为了确保油面达到稳压的效果，则可以在旋转部件上进行稳压孔的钻取，这样可以实现油槽内外的压力达到平衡，避免内部出现负压，从而有效的防止油面出现吸高甩油的情况。

3.3 阻力延长法

这种方法是利用在油槽内进行增设迷宫槽或是挡油管，来阻挡甩油或是延长甩油通道，使机组的甩油阻力增加，从而起到有效的防止甩油现象发生作用。

4 结束语

由于水轮发电机组在甩油过程中存在着内甩油和外甩油之分，这就需要在对于甩油现象进行处理时，则需要根据发电机的特点，针对于日常甩油的问题进行分析，根据内甩油和外甩油所产生的具体原因来制定切实可行的解决措施，从而有效的抑制甩油现象的发生，确保发电机组能够高效、稳定的运行，为电站创造良好的经济效益。

参考文献

[1]李伟.马槽河水电站立式混流机组甩油问题的分析与处理[J].贵州水力发电，2009.

[2]姚玉才.推力轴承甩油的原因及处理方法[J].广西水利水电，2008.

[3]周元斌，张前进，周伟，等.大型立式电动机甩油成因分析及处理措施[J].机电工程技术，2005.