新型油挡在汽轮发电机组上的应用

【摘 要】为解决汽轮机油挡甩油的问题，在传统油挡的基础上发展出了新型的负压式油挡，它成功的处理了汽轮机油挡甩油问题，并消除由油渗漏产生的火灾隐患。

【关键词】汽轮机；油挡；负压；排烟

前言

随着发电企业对安全和环保的重视程度不断提高，在发电厂汽轮发电机组的预防着火措施上做了不少工作，但是有些电厂由于渗漏油现象产生的火灾隐患依然存在，同时，渗漏的油对电厂周边水域的环境污染也是不可避免的。本文着重介绍一种新型的国产汽轮发电机组轴承箱油挡渗漏油处理方案。

1　汽轮机油挡现状及故障

1.1　汽轮机常见油挡介绍

汽轮机油挡布置在轴承箱外侧，一般呈半圆状并且分为上下两部分，其主要目的是防止油外漏同时防止灰尘进入油中。油挡中起密封作用的主要是油挡齿，常见的为梳齿式，其工作原理是通过数道梳齿将轴承箱内产生的细小油滴阻挡下来，油滴顺着油挡齿流到油挡内圆下部回油槽内，再通过靠近轴承箱内侧的回流孔重新回到轴承箱内。

1.2　汽轮机油挡常见故障及影响

汽轮机常规油挡在设计时为避免油挡齿与转轴摩擦，在两者之间留有0.5mm左右运行间隙。由于汽轮机转子在高速运行时处于悬浮状态，故其实际转轴中心保持一个不规则的运动轨迹，因此，转轴与油挡齿的磨损是不可避免的。随着轴承箱内运行温度的升高，轴承箱内将产生大量油烟。同时，长时间运行后的油挡间隙也将越来越大而且间隙值不相同，此时，油烟顺着油挡与转轴的间隙开始向轴承箱外扩散，严重时会产生油滴顺着转轴向外甩出。对汽轮机高中压缸而言甩出的油滴是极其危险的，它将污染高中压缸外保温层，并且逐渐渗透到保温内部，在高中压缸高温的烘烤下，具有极大的火灾隐患。同时，损失的油也增加了公司的经济损失和工作人员的补油工作量。

2　传统油挡的优缺点

鉴于传统油挡的缺点及严重后果，对油挡改造的工作不断进行着。目前常用的改造方式有以下几种。

2.1　活动式油挡

常见的活动式油挡包括有内环、外环和弹簧。其工作原理为：内环在弹簧的作用下与转轴全接触，在运行中起到隔离轴承箱与外界甩油通道的作用。在内环内侧布置有非金属环，同时，内环靠外侧布置有回油槽连通到外环靠轴承箱侧的回油孔，形成被拦截的油回流的通道。其特点是：内环采用非金属复合材料，对转子的伤害小；在内环与外环之间采用弹簧，可以自动调整油挡与转轴位置，始终保持与转轴接触，能保持良好的密封效果。但是，一直接触的内环与外环的摩擦却增加了转轴的振动。

2.2　蜂窝式油挡

常见的蜂窝式油挡包括有蜂窝带、蜂窝式油挡、弹簧和油挡。其核心部件蜂窝带，就是在静子密封环的内表面上由规整的蜂巢菱形状的正六面体的小蜂窝孔状的密封带状物构成。其工作原理为：当轴向甩油进入密封腔室后，必将充满一个个蜂窝状小孔中，积聚在小孔中的油汽对迎头过来的油汽必然产生阻力。蜂窝带的综合阻滞作用很大，致使沿轴向漏泄的油汽的流动大大减缓。另外，在蜂窝带顶部与轴径表面之间微小间隙间的一层汽体在高速旋转下形成一层阻滞汽膜，这两个阻力加在一起就成了油汽轴向泄漏的有效屏障，这就是蜂窝式油挡的密封机理。其特点是：复杂的蜂窝结构有效的阻止甩油的外逸通道。但是，蜂窝结构也增加了与转轴的接触面积，在运行过程中加大了转轴的摩擦振动。

3　新型油挡的应用

为了更好的解决油挡渗油问题，在传统油挡的基础上发展出了新型的负压式油挡。它包括有外环、内环、外挡板。负压式油挡的内环采用铜铅合金，这种材质具有耐高温又能无油自的特点。内环的内圈采用多道梳齿结构，这样可以增加油挡的密封效果。外环采用优质铝合金制造，可降低安装的工作强度。同时，在外环外侧增加了外挡板可有效的阻挡外部杂物进入轴承箱。位于外环上部左右对称布置两个抽吸口，通过连接抽油烟风机在外环腔室内建立负压，轴承箱内的油烟在负压作用下进入外环腔室，并通过排烟风机排出。

负压式油挡的特点是：

（1）油挡负压的建立保证了良好的密封效果；

（2）内环采用传统的梳齿式结构，原来的油挡间隙不发生变化；

（3）内环采用铜铅合金，具有耐高温又能无油自；

（4）外环采用优质铝合金，便于安装；

（5）可以通过油挡抽吸口出口阀门调节负压腔室的真空度，以保证建立合适的油挡负压。

国内南方某电厂长期为汽轮机油挡甩油问题所困扰，在历次大小修中通过调整油挡间隙、更换油挡齿等方法进行故障处理，但只是在机组启动后的一段时间内降低过甩油程度。随着机组运行时间和启停次数的增加，油挡齿的磨损日益严重而且是不规则磨损，以至于无法调整油挡间隙在允许范围内，对更换过的油挡齿也出现同样的缺陷。

为更好的解决汽轮机油挡甩油问题，厂内技术人员在综合考虑改造时间窗口、费用、改造效果、技术难度等因素后，决定利用大修机会，对甩油较为严重的低压缸轴承箱油挡进行负压式油挡改造。对改造工序的安排也是结合大修整体时间进度，具体安排如下：

（1）利用汽轮机停机冷却时间窗口，对负压式油挡系统的排烟部分如：排油烟风机、排烟进出口管道、隔离门等部件进行安装。

（2）在汽轮机解体过程中，对油挡各定位部件进行复测，如：螺栓孔距、内外环外形尺寸等。

（3）利用汽轮机解体和检修时间，进行油挡的加工、运输。

（4）按照油挡的复装时间，进行油挡安装、间隙调整、排烟管道接口等工作。

通过上述合理的时间安排，既保证了汽轮机大修整体进度，又完成了油挡的改造工作。大修后的汽轮机启动过程中，由于油挡间隙在汽轮机厂家允许范围内，故未发生转轴摩擦现象。汽轮机稳定运行后，开启油挡排烟系统，建立油挡负压，汽轮机轴承箱油挡未发生甩油和冒油烟现象。在此后的较长时间内，油挡运行情况良好，未发生甩油等故障。由此可见，负压式油挡的改造方案是可行的和成功的。

4　结束语

汽轮机作为电厂的主要设备之一，它的安全稳定运行是电厂的最基本保障。通过对轴承箱油挡的改造，成功解决汽轮机油挡甩油的问题，消除了汽轮机运行的火灾隐患，故此种负压式油挡具有极其广泛的工业推广价值。