【正文】摘   要：目前，国内大中型水电站发电机油雾污染现象普遍，也是一直困扰着诸多电站的难题，给机组的维护清洁及安全运行带来很大麻烦和安全隐患。找出产生油雾的根本原因，并制定切实可行的方案至关重要。以瀑布沟电站为例，瀑布沟水电站是国家“十五”重点工程和西部大开发标志性工程，是一座以发电为主，兼有防洪、拦沙等综合效益的特大型水利水电枢纽工程。该电站装设6台混流式机组，单机容量600MW，同样存在发电机油雾污染现象。
　　关键词：瀑布沟水电站；发电机；油雾；油雾原因；解决方案；安装
　　1.概况
　　瀑布沟发电机轴承油槽圆周方向均匀设置了3台吸排油雾装置，型号为PYW2002－01A，包括外壳、风扇和管路，进风管与出风管路中有多级吸附过滤装置，管路底部有集油口。吸排油雾装置通过离心风机将油槽内的油雾吸出，经过前置式的滤网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，最后经后置滤网排出洁净空气。
　　自安装运行之初，机组的油雾污染现象就比较严重，风洞及水车室内的油渍、油滴随处可见。机组设备最初的设计制造时，考虑对油雾的处理，在上导轴承油槽、推力轴承油槽、下导轴承油槽也分别安装了3台，总9台配套厂家生产的“油雾吸收装置”，解决一直困扰机组因油雾污染给机组造成的损害。但实际运行过程中，发现该油雾收集装置的使用效果与设计要求相差甚远，机组仍存在着严重的油雾现象。就此，已进行了两次改造，首先将油槽盖板全部更换为接触式密封的盖板，以减小大轴与油槽盖板之间的间隙，防止甩油现象的发生。随后又对机组配套的油雾吸收装置的管路及安装位置进行了改造，以期提高油雾的吸收效率，但油雾污染状况依旧未达到预期的理想效果。
 　　2.原因分析
　　油槽油雾产生通常有两种情况：一是油质通过旋转内壁与挡油筒之间甩向发电机内部，称之为内甩油；另一种是通过旋转部件与盖板缝、通气帽甩向盖板外部，称之为外甩油。
　　（1）内甩油原因：
　　(a)设计方面。①挡油筒设计高度不够。②推力头的甩油平压孔没有起到理想的离心泵作用。
　　(b)制造安装方面。①内挡油筒的不圆度、安装的中心偏差等,使转动部分与推力内挡油筒处产生不均匀缝隙,产生不同程度的偏心,其间隙时大时小,使导轴承各部分之间的油环很不均匀,在转速较高情况下,容易产生较强的压力脉动而向上窜油。②挡油筒加工后依然存在部分残余应力,致使局部变形造成本身椭圆度偏大且安装时与旋转部件不同心,产生偏心泵效应。③推力头的吸气孔方向与发电机的旋转方向不一致,推力头内部补气不足,气压低于大气压,油位升高与压油风叶接触,形成油雾,引起甩油。
　　(c)运行检修方面。①机组运行时,由于转子旋转鼓风,使推力头内侧和油面之间形成局部负压,把油面吸高或涌溢,越过挡油筒甩溅到发电机定子和转子内部。②机组运行时摆度过大,推力头内的油形成波浪状,在压油风叶的作用下变成油雾引起甩油。③推力头内的压油风叶变形,风的流向被改变,影响了压油效果,导致推力头内油位升高,风叶打油形成油雾,从挡油筒和大轴间隙甩油。④挡油筒出现裂纹形成甩油。⑤轴承油箱内与轴瓦座水平的挡油板高低不平、增加油的旋转阻力导致油波动过大,接触风叶,产生油雾,形成甩油。
　　(2)外甩油原因：
　　（a）机组在运行时, 镜板、推力头、轴领带动静止油运动，推力轴承油槽里的热油温度常达到30～40℃,使油槽内的油和空气膨胀,加上旋转件的搅动以及油在离心力作用下的抛物线运动遇到阻碍而产生撞击等,使油槽上部产生油雾,油雾不断积累使油面压力逐渐增大,当油槽内油雾的压力大于外部空气压力时, 从而使油滴、油雾从油槽盖板、挡油圈缝隙处溢出,形成外甩油。
　　为减少油槽油雾的产生，瀑布沟发电机油槽采用了稳流板、吸排油雾装置、接触式油槽密封盖、油槽补气孔等措施，这也是防止油雾及甩油的有效方法。但从目前瀑布沟机组实际运行情况来看，油槽盖接触式密封和吸排油雾装置运行效果不理想，分析主要原因是吸排油雾装置与油槽盖板吸排油孔之间管路连接较多，吸油雾装置进气管、排油管密封不严密，油雾吸收不充分，致使油雾扩散。同时，存在一定内甩油现象致使下机架中心体、齿盘测速装置等部位挂有油珠。
　　(3)瀑布沟机组油雾产生原因分析：
　　（a）瀑布沟电站轴承油槽容积设计上偏小，其中尤以推力轴承更为明显，其油槽盖板高度为（称之为储油区）1548mm，油面高度1240mm，油面至油槽盖板之间空间为（称之为油雾区）308mm。经过充分的相关计算，推力轴承油槽面以下的容积约为27m3，推力轴承自身的体积约为7m3，余下为油槽的注油量容积约20m3，向油槽上部油雾区容积计算后约为2.2m3。现储油区与油雾区容积比例约为10：1,即10m3的油
允许有约1m3的油
雾产成，再加之在机
组运行中油面一般
有20—30的波动，
这样就挤压了只有
308mm高度的油雾
空间，其远远达不到实际使用需求。（如下附图）
　　（b）瀑布沟电站机组属于高速机组，机组运行时，由于转速高（125r/min）且转动部分重量大负荷大，产生的摩擦力也大，油温升高，油的体积膨胀，产生的油雾自然也多。
　　（c）由于油的自身膨胀及产生的油雾超出油雾区允许容积，导致油槽内的压力增高，远远大于外部压力，在此压力作用下使得油、油雾会通过油槽、管路、呼吸口等密封薄弱处溢出。
　　（d）油槽盖板更换后，虽然封堵了大轴与油槽之间的间隙，但随着油槽内空气压力的升高，仍有通过吸收口、内档油筒及油槽溢出的油雾，说明这些部位的密封薄弱存在缺陷。
　　(4)瀑布沟吸排油雾装置缺陷原因分析：
　　（a）原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
滤网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，最后经后置滤网
排出洁净空气。（如下图）
　　（b）该油雾吸收装置的现场观察实际运行状况为：末端出风口排风微弱，且在灯光下可见油雾明显由排风口排出；接油盒内有分离出的润滑油；电机有异响；前置滤芯前端接风管，后端接风机，维护更换困难。
　　（c）设备的上述情况说明：该装置起到了一定的油雾吸收作用；排风微弱说明，前置滤芯已大面积堵塞，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，无法吸收油雾；排风口有油雾说明，在经过之前的所有过滤步骤后仍有未被过滤掉的油，不能有效的将空气中的油分离，并使油雾从油槽内向风洞扩散，形成了油雾扩散通道，未达到设计要求；同时原配备的油雾吸收装置采用前端接风管，后端接风机，在运行维护更换上造成不便。装置的电动机有异响，说明电动机的轴承已经松动，这是由于在通过扇叶转动进行离心甩油的过程中，扇叶上必定会黏粘油污，长时间运行，扇叶的动平衡被破坏，时间久了产生旷量必然会缩短电动机的使用年限或彻底毁坏。
 　　3.解决方案
　　(1)检查挡油筒是否有裂纹，如发现裂纹应对其进行补焊处理。
　　(2)检查推力轴承邮箱内与推力轴瓦座水平的挡油板水平是否有断裂或错层，并进行更换挡油板并调整好平直度、水平度。
　　(3)增加推力下接触式密封，在2012-2013检修期在安装推力油槽下接油盆，防止推力油槽内甩油造成油雾扩散。（装置图如下图）
　　(4)在检修期将原有的三
台吸排油雾装置改为一台静
电油雾吸收器、两台增压风机。
　　静电油雾吸收器、增压风
机选型参数：
　　静电油雾吸收器
　　①工作原理
　　含尘油雾气从净化器进
风口进入预过滤器，大颗粒的油雾尘被分离并收集入集油槽。含细小油雾尘的污染空气从预分离器流出后进入荷电区，通过存在大量离子及电子的空间时，离子及电子会附着在油雾尘上（附着负离子和电子的油雾尘荷负电，附着正离子和电子的油雾尘荷正电）。附着电荷的油雾尘从荷电区出来后进入集尘区，在电场力的作用下，荷电油雾尘向其极性相反方向运动，油雾尘吸附在电极板上，细小的油雾尘被分离，洁净空气在风机负压的作用下，经风机直排入空气中。其特点是无过滤滤芯，电极为钢制件，无须更换滤芯。高效的电离和收集技术能够充分收集污染空气中的尘埃、油烟、油雾、乳化气雾等污染物。
　　②参数及规格












    
　　（静电油雾吸收器示意图）
　　③风机型号及参数






　　（5）利用检修期在推力油槽内增加一个内密封盖。拆除推力油槽的稳油板，利用固定稳油板的螺栓孔固定内密封盖。
　　（6）在检修期将油槽盖板各个组合面进行密封封堵。
　　（7）适当降低推力轴承的油位。对内循环推力轴承而言，其正常静止油面不应高于镜板上平面，导轴承正常静止油面不应高于导瓦轴的中心。
　　1.施工步骤
　　(1)推力油槽排油。
　　(2)清除推力油槽外部各组合缝处的密封胶。
　　(3)对不使用的孔洞加装堵板（螺栓固定或焊接固定）。
　　(4)检查推力盖板接触式密封的弹簧是否完好，确保接触式密封工作正常。
　　(5)对推力、下导的测温电缆孔使用热套管（一次班提供）封堵。
　　(6)用酒精或清洗剂清洁推力油槽外部各组合缝后，在组合缝处涂AB胶。
　　(7)配合哈尔滨通能电气股份有限公司人员安装由其提供的接触式推力下接油盆。
　　(8)按照东电人员提供的推力内密封盖安装方案安装内密封盖。
　　(9)按照既定选型对原吸排油雾装置实施改造。
　　结语
　　发电机油雾问题是一直困扰着大中型机组的普遍问题，因此对解决大中型机组的油雾污染问题迫在眉睫，针对各电站机组的不同密封结构，需具体分析油雾污染外泄的源头，有针对性的提出整改方案，不断改善油雾污染现象。目前，瀑布沟水电站1号机组已按上述方案实施整改，初步观察效果较为显著。
　　参考文献：
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　　[3]李士军.水导轴承甩油问题的原因分析及处理方案[J].电站系统工程,2011-03-15
　　[4]马跃东.龙滩水电站700MW水轮发电机推力轴承甩油处理[J].水电站机电技术,2010-02-15
　　作者简介： 李龙飞，1987，男，吉林，国电大渡河瀑布沟水力发电总厂，助理工程师，四川  雅安。  
　　花振国，1986，男，河南，国电大渡河瀑布沟水力发电总厂，助理工程师，四川  雅安 .