推力外循环油泵接触式密封漏油处理方案

李涛

(云南华电鲁地拉发电有限公司，云南 大理　671611)



推力外循环油泵接触式密封漏油处理方案

李涛

(云南华电鲁地拉发电有限公司，云南 大理671611)

摘要：对云南华电鲁地拉发电有限公司推力外循环油泵油封漏油问题进行分析，确定漏油原因是弹性密封失效。提出了更换新型油泵密封，并在推力外循环油泵密封腔上加装排气及润滑油管的方案，实践证明，改进后的密封更加安全、可靠。

关键词：推力外循环油泵；油封；接触式密封；漏油

1电站概况

云南华电鲁地拉发电有限公司位于云南省大理州宾川县与丽江地区永胜县交界的金沙江中游河段上，是金沙江中游河段8个梯级水电站的第7级电站，上接龙开口水电站，下临观音岩水电站。电站以发电为主，总装机容量为2 160 MW，装设6台单机容量为360 MW的混流式水轮发电机组，正常蓄水位为1 223.0 m，电站的总库容为17.18亿m3，水库为周调节水库，属一等大(1)型工程[1]。

该公司发电机由天津阿尔斯通水电设备有限公司制造，型号为SF360-60/15070。水轮机由东方电气集团东方电机有限责任公司制造，型号为HLD563-LJ-710。6台混流式水轮发电机组均为半伞式结构，机组导轴承包括上导轴承、下导轴承、推力轴承和水导轴承；推力瓦为弹性金属塑料瓦，不需专门设高压油顶起润滑系统；推力镜板和推力头为锻钢，推力头与转子中心体用螺拴连接[2]。

2推力外循环结构及运行状况

(1)推力轴承采用强迫油外循环外置水冷却器冷却方式，额定推力负荷为26 300 kN，最大推力负荷为27 432 kN，18块推力瓦，推力油槽正常油量为16 m3，流量为1 344.7 L/min。轴承依靠布置在风罩内下机架支腿间的外循环泵供油，油泵采用2台55 kW的螺杆油泵(电机功率为55 kW，泵轴功率为50 kW，流量为140 m3/h)，转速小于1 000 r/min，装设工作及备用(备用泵、备用冷却器、备用电源)控制装置1套，推力外循环油冷却器为长沙东屋机电有限责任公司生产的SYFZ-95型管式油冷却器。自2013年6月第1台机组投产以来，该公司多次发生推力外循环油泵油封漏油情况，导致下机架、水机室边墙里边有大量油污，直接影响机组安全生产。

(2)推力外循环系统设置2台55 kW的螺杆泵，标准运行方式为1用1备，每2 h自动切换1次。正常情况下单泵运行，当油压低或主泵故障时，辅泵自动投运。推力外循环油泵位置低于油槽3.5 m，2台油泵与供油环管通过单向阀与150 mm供油总管连接，油槽进、出口油管管径均为60 mm，因此出口压力比进口压力高0.30～0.35 MPa，主泵运行过程中辅泵的密封部位存在较大油压。

(3)投运的6台发电机组的推力轴承均采用外循环油冷却方式，这种冷却方式是将油冷却器置于油槽外部, 通过管路与推力油槽相连, 形成油路外循环回路。也就是说，推力轴承内的热油通过油管路时，由推力外循环泵加压进入5组管式散热器冷却, 冷却后的油经总管路及4个分支管路供油至推力油槽, 形成一个循环。

3油泵油封漏油原因分析

(1)油泵采用接触式密封，即密封套在主轴上，导向套固定在主轴上，密封与主轴之间间隙过小，运行过程中，由于过盈量较大而使密封抱轴、弹簧卡阻，致使密封失去作用，大量油泄漏至油泵基础内，主轴运转时，甩油现象较严重。同时，管道及油泵内的空气无法有效排除，运行过程中时常从密封压盖位置跑气，对压盖内O形圈及密封效果造成影响。

(2)推力外循环油泵布置在下机架内部，机架内部空间密闭，发电机定子、推力轴承及油泵长时间工作产生的大量热量无法顺畅散出，导致环境温度较高，加上热油温度的影响，密封导向套热膨胀量较大。正常工作时因为接触式密封部位是负压，油泵密封部位不会漏油，但当油泵切换运行或机组停运后，由于热胀冷缩的作用，导向套与主轴之间过盈量增大，使其抱轴更紧，卡阻加重，接触式油封无法接触，漏油量增大。

(3)油泵外循环在过滤器后端未设置检修隔离阀，油泵进口侧只有一个止回阀且关闭不严，致使检修油泵时无法隔断轴承座与油泵之间的油流，更换密封前需排尽环管中近550 L的积油，耗时1 h，回装后注油时间15 min，降低了工作效率，若遇紧急事故，抢修准备时间太长，大量排油不利于机组安全运行，从很大程度上直接影响机组的经济效益。

4解决方案

(1)将密封更换为新型密封，新型密封的导向套不固定在主轴上，并且加大了导向套内径，避免了弹性密封卡阻。

(2)在油泵密封腔与安全阀出口位置加装一根直径为6 mm的铜管，将密封腔与安全阀出口处连接起来(如图1所示)，使其在首次启动时可排除密封腔及管路的残余气体，并同时向密封位置输送油流，起到润滑及冷却的作用，避免因排气不到位产生干摩擦，从而导致弹性密封磨损过快。

图1　加装的排气及润滑油管

(3)外循环油泵工作时，油泵密封腔是负压，但对另一台油泵的密封腔形成压力，现场处理时发现2组油泵之间无法隔离，无法在机组运行中更换密封装置。结合现场实际情况，在滤油器出口位置加装DN 150 mm的手动检修阀，平时常开，密封漏油时关闭隔离阀，实现机组运行中更换接触式密封。

5结束语

采取以上措施后，密封易抱轴、卡阻的现象已消除，新密封因为加装了排气及润滑油管，使用寿命达到8 000 h，大大提高了油泵的可靠性，现场未发现漏油情况。油泵因为加装了排气及润滑油管，减轻了维护人员的工作量，为机组推力外循环油泵技术改造积累了经验。

参考文献：

[1]中国水电顾问集团西北勘测设计研究院.金沙江鲁地拉水电站工程可行性研究报告[R].西安：中国水电顾问集团西北勘测设计研究院，2008.

[2]水轮机基本技术条件：GB/T 15468—2006[S].

(本文责编：刘芳)

收稿日期：2015-05-26；修回日期：2016-02-25

中图分类号：TH 17

文献标志码：B

文章编号：1674-1951(2016)03-0064-02

作者简介：

李涛(1972—)，男(彝族)，云南蒙自人，水轮机检修技师，助理工程师，注册安全工程师，从事水轮机机械检修工作(E-mail:196056826@qq.com)。