空冷水轮发电机自然补气集油雾装置设计

于华艳，王岩禄

(1.常州机电职业技术学院机械系，江苏常州 213164;2.哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨 150040)

轴承是水轮发电机组中最重要的部件之一，其中推力轴承起着支持发电机组转子质量及轴向水推力作用;导轴承起导向作用，保证发电机转动部件高速旋转的稳定。轴承工作性能不仅直接关系到机组能否安全运行，而且还影响机组的出力和效率。由于发电机轴承油槽内转动部件高速旋转，搅动油槽内润滑油，同时转动部件与固定部件持续摩擦发热，使油槽内的润滑油产生大量油雾。油雾如果不能有效过滤清除，将从发电机油槽内扩散到整个发电机内部，对发电机造成污染，并降低发电机内绝缘材料的寿命。由于发电机内部空间狭小，不适宜安装结构复杂的辅助通风补气装置，造成单纯使用油雾分离装置分离收集油雾的效果不佳。目前国内水电站普遍存在发电机轴承油雾清除效果不佳造成油雾污染的问题，因此迫切需要一种简单高效的油雾收集装置。设计了一款自然补气集油雾装置，改善了以往油雾收集不佳的问题。

1 结构设计

1.1 集油雾装置结构

图1、图2为油雾收集装置示意图，由油雾分离器1、集油杯2、集油雾钢管3和补气钢管4组成。油雾分离器1内的电动机输出功率可根据不同发电机的使用要求调节。油雾分离器1内设置粗滤和精滤两级过滤装置，如图2所示，能充分过滤出空气中的油雾，油雾分离器1的下面安装有集油杯2，用于收集过滤出的润滑油，集油杯2为透明材料制造，方便观察和清理内部的积油。

图1 集油雾装置示意图

图2 A向视图

集油雾钢管3一端连接发电机轴承油槽，另一端与油雾分离器1相连，安装时集油雾钢管倾斜向上与水平线成一定夹角，便于冷凝在管壁上的润滑油回流到发电机轴承油槽内。补气钢管4安装在发电机轴承油槽顶部适当位置，其开口在发电机定子附近，利用发电机冷却循环风的流动风压向发电机轴承油槽内补气，平衡发电机轴承油槽的气压。补气钢管也需向上倾斜，与水平线成一定夹角，防止油槽内飞溅的油滴积存到钢管内部。

1.2 优点

该集油雾装置补气方式是利用发电机内部的循环风自然补气。补气钢管的管口安装在发电机定子线棒附近，这里是空冷发电机循环风风道的高压区，利用压力较高的循环风通过补气管进入发电机轴承油槽，平衡发电机轴承油槽内的气压。油雾分离器的电机功率可调，以适应不同转速发电机轴承内部气压的不同;集油雾钢管从发电机轴承油槽到油雾分离器间采取向上一个仰角安装，利于冷凝在钢管管壁上的润滑油回流到发电机轴承油槽内。

整个装置合理地利用了压力较高的发电机空气冷却的循环风向轴承油槽内进行补气，防止油雾分离器从轴承油槽内抽取油雾时造成轴承油槽内气压降低，影响油雾分离效果。由于补气钢管的开口位于发电机循环风风路中的高压区，发电机轴承油槽内的油雾不会从补气钢管中泄漏出来。

2 结束语

该油雾收集装置无须使用专门的辅助补气装置，利用发电机循环风实现自然补气，无须附加气源。利用简单的方法维持了发电机轴承油槽内的气压平衡，使空气流通顺畅，提高了油雾分离效果。

由于补气的风量很小，不影响发电机整体的通风冷却效果，整个装置结构简单，安装方便，占用空间小，非常适宜在密闭的、结构紧凑的水轮发电机中使用。

【1】粱维燕，邴凤山，饶芳权，等.中国电气工程大典:第5卷:水利发电工程［M］.北京:中国电力出版社，2010.

【2】机械设计手册编委会.机械设计手册［M］.北京:机械工业出版社，2004.