高水头大型水轮机组水导轴承油槽盖板改造

苏胜威

（山东泰山抽水蓄能电站有限责任公司，山东 泰安 271000）

0 引言

山东泰山抽水蓄能电站位于山东省泰安市西郊的泰山西南麓，距泰安市5 km，距济南市约70 km，靠近山东省用电负荷中心，地理位置优越，地形、地质条件良好，技术经济指标优越。电站在山东电网中主要担负调峰、填谷作用，并兼有调频调相和紧急事故备用等功能。电站以二回220 kV出线接入山东省电网，电气距离约为40 km。

电站工作毛水头变化范围为221～256 m，水泵水轮机型式为立式单级可逆混流式机组，电站装机容量为1 000 MW,设置4台单机容量为250 MW的水泵水轮机—发电电动机机组。水轮机工况额定出力255.1 MW，额定转速300 r/min，最大发电水头 256 m，最小发电水头 212.5 m，额定水头 225 m；水泵工况最大扬程入力240.01 MW,最大扬程260.55 m，最小扬程224.22 m，机组吸出高度-48 m。水轮机设备由德国Voith公司提供。 原水导轴承油槽盖板，密封结构不合理，油雾易外溢，影响设备安全运行水平；且盖板为不锈钢材质，重量较大，不便于拆装维护。为从根本上解决这一问题，泰山抽水蓄能电站对1～4号机组水导轴承油槽盖板进行了改造。

1 改造前水导轴承油槽状况

密封处油雾易外溢。 由于本机组转速较高，水导轴承油槽里易产生油气混合物，形成大量油雾。

梳齿密封的梳齿环与轴有间隙，油雾易从该处溢出。

呼吸器处渗油。呼吸器将油槽上腔与大气连通，起平衡气压作用。 所配呼吸器由于过滤能力不足，反而成为油雾外溢的通道而渗油。

测温电缆穿线处因密封处理不好导致渗油。

2 改造方案

2.1 轴密封改造

将原有的铜质梳齿环密封改造为极限间隙密封。该密封为自润滑非金属复合材料，耐温性能好。在安装方式上，新型密封为镶嵌式密封，在密封件上开若干个槽，用以镶嵌密封齿，通过一圈压缩弹簧，使机组在运行状态时，保证密封能够与大轴径向随动，确保极限间隙密封，并且不会产生较大摩擦，如图1所示。

图1 改进后的密封结构示意图

2.2 呼吸器改型

选用KF型油雾分离装置，其优点是无动力，滤油雾效果优良，透平油无密封损失。KF型油雾分离装置是由本体、折流板、集油分离器等组成。它可使油雾在通过折流板到集油分离器的过程中，由油雾凝结成油滴，返流回油槽内，经过过滤的空气被排出，使油槽内外压差保持一致。 无压油雾则无法从密封间隙处挤出，实现无透平油损失密封。该油雾呼吸器结构如图2所示。

图2 改进后的呼吸器结构示意图

2.3 穿线结构改造

将测温电缆穿线由油槽外壁改为布置于密封盖上部。 首先将所有穿线集中于一接线板（材质采用绝缘垫木）上，并将接线板适当下沉，预留出线束打弯空间。在接线板上部同时配有铝合金电缆壳体（壳体为整体结构，图3），使其既不影响密封盖整体美观，又有利于线束密封。 接线板采用绝缘垫木，并将电缆夹紧密封接头固定于接线板上，待电缆穿过后通过锁紧螺纹使电缆密封。

图3 改进后的侧温电缆穿线

2.4 密封盖材质和样式改造

将钢质材料的盖板改造为铝合金材料，并由两瓣对接改造为4瓣对接安装，重量减轻，便于检修；密封盖联接螺栓全部采用不锈钢材质，使其与铸铝合金密封盖浑然一体，螺栓不锈蚀给设备检修带来很大方便。另外密封盖与油槽连接部分的连接孔采用沉孔式连接，使密封盖外部整体为平面结构，便于检修人员在其上进行其它操作。

2.5 水轮机大轴摆度测量探头支架改造

水轮机大轴摆度测量探头支架制作成整体的，直接安装于密封盖上，拆装方便。内侧和缝设置于密封盖内侧，如图4所示。

图4 改进后的水轮机大轴摆度测量探头支架

3 结语

经过改造有效改善了水导轴承油槽盖板与大轴间的密封状况和呼吸器正常工作，消除了水导轴承油槽渗油的现象。盖板总重量减少420 kg，方便水导轴承油槽及内部设备检修。