茂名臻能热电有限公司 广东省茂名市 525000
摘要：针对茂名臻能热电有限公司机组轴承油挡漏油的原因进行分析。列举并评价了目前工程中常用的油挡类型，介绍了油挡气密封技术的原理。浅谈气密封油挡在茂名臻能热电有限公司的有限有效运用，避免机组运行时因轴封漏汽导致的油中进水和油挡漏油产生的不安全事件。
关键词：汽轮机；密封；油挡；气密封油挡
一、概况
茂名臻能热电有限公司有三台机组#5机组200MW,#6机300MW，#7机组600MW。其中#5机组2号轴承油挡密封性能较差,在运行中漏油问题较为突出，本文通过分析油挡漏油原因及拓展油挡结构的发展，突出气密封油挡的优势及其在茂名臻能热电有限公司的运用情况。
2012年运行人员发现#5机组2号轴承处油烟大，经检查发现时2号轴承处油挡漏油所致，维修人员到现场发现，#5机组轴承油挡采用是浮动油挡，而此时的油挡已发生变形，油挡间隙过大，造成漏油。维修人员试着增大油箱负压，但效果不明显。浮动密封又称浮动油膜密封,其由内环和外环组成,工作时内环能浮动,但受销钉限制不能转动。当轴转动时,类似于滑动轴承工作原理,在偏心圆柱间隙内将形成油膜,产生流体动压力,将浮环托起,浮环只能浮动不能转动。同时为避免内环因重力作用而产生磨损,在内环下部安装有去重弹簧,力求将内环重力平衡为零。浮动式密封油挡克服了传统油挡安装和调整时受洼窝的影响,具有结构简单、体积小、重量轻、安装及调整方便等优点。但是为获得良好的密封效果，往往将径向间隙设计得很小。但是过小的径向和轴向间隙会引起浮动环的卡涩且容易造成浮动环与转轴摩擦，使油挡温度过高，此外高压缸的轴封漏气也易使油挡温度升高产生变形的原因。
二、汽轮机油挡漏油冒烟的原因
为了防止汽轮机轴承箱内的润滑油向外渗漏，保持动静部分的严密性，现在一般均采用油挡密封。油挡由内外两组油封齿和回油槽组成，每组油挡齿有2～4道铜板条或铝板条镶嵌在油挡体上，其作用是阻止轴承箱内的润滑油向外渗漏。油挡用装配槽或螺栓固定的方式安装在轴承箱的端部，这种密封技术被广泛应用于在役机组。国内机组汽轮机油挡渗漏油的原因分析：
1）局部回油管路布置不合理，使得回油不顺畅。轴承室形成微负压受阻或负压不够，轴承室气流形成扰动时在各轴承油挡处很难保持负压，从而致使油挡冒烟漏油。
2）联轴器高速旋转产生的鼓风破坏轴承室的微负压状导致轴承室内压力大于外界压力，容易发生油挡漏油冒烟。
(3)汽轮机非稳态转速时，转子旋转的轨迹是非圆形的，造成轴与油挡齿发生碰磨，油挡间隙破坏性增大出现严重漏油冒烟
4)轴承箱上部的排烟管较细或排烟风机效率也较低的原因,造成轴承箱内多为正压,从而致使轴承箱内的油烟从油挡齿处向外冒出。
5)油挡结构不合理。油挡片的材料、材料厚度与齿端厚度选择不当;油挡齿片过矮(特别是铝油挡更矮);油挡齿片数量过少,防漏性能低;下半油挡齿片间底部没有回油孔、油孔直径过小或油孔堵塞不畅;“死油挡”洼窝不正,且调整难度大,封油效果差等原因,都会造成部分润滑油流到轴承箱外现象。
6)油挡板体几何尺寸较大配合难以保证。主要表现为，两方面:一是在油挡板体与轴承洼窝凹槽配合处，由于油挡板尺寸较大，加工精度难以保证，所以存在较大的配合间隙，同时这种结构很难保证红丹粉密封的实现，所以致使该处漏油较多;另一方面，在上下半油挡对口处，检修安装时要求0.03塞尺不进，但在运行后，由于油挡变形而造成对口处有间隙，最大可达1.Omm，从而使该处漏油冒烟.这两方面是轴承室油挡漏油冒烟的主要因素。
7)检修工艺很难保证油挡间隙的实现，由于油挡板体尺寸较大，其间隙的调整只能通过车削和碾铜齿来实现，所以保证合理的间隙较困难。
8)其它原因。除以上主要原因外，再起停机中轴承封供气阀门的开度不当;轴承箱底部回油槽未定期清理干净;大修中气缸轴封间隙调整不合格;保温不规范，与轴承箱距太小，环境狭小，温度高等原因也是造成油挡漏油冒烟的着火的原因。
三、气密封油挡在茂名臻能热电有限公司的应用
1、油挡类型及评价
众所周知，以滑动轴承为基本技术的大型涡轮转动机械的轴承箱两侧的油密封技术基本有以下几种：
●固定齿片式油挡——若干道齿片镶嵌在母体金属环上，齿与转轴间留有间隙。既然有间隙，就挡不住沿轴面外漏的润滑油，若间隙过小，在起停机过程或机组异常振动时，齿尖磨擦轴面容易伤轴，所以此类型油挡效果不佳。
●紧力型油挡——紧力型油挡装有氟乙烯材料制成的油封齿，这种油封齿质地较软，不会对轴颈产生磨损，油封齿与轴的装配间隙很小（0～0.05mm），因此密封效果很好，而且安装方便，无需调整，使用寿命长，约是铜齿的3倍。
●多齿槽油挡——多齿槽油挡圆周方向分成2～6个扇形环弧段，均为汽封式安装结构，采用卡式弹簧片压在油挡体内，具有1～2mm的回弹量，分斜齿和直齿两种。油挡周向和中分面均设有密封圈，确保油封不渗油。由于油挡汽封式安装结构和转轴是非接触式的，具有油膜润滑条件达到油膜自密封，解决了轴承润滑油自油挡油封齿侧的漏油问题，提高了机组运行安全性。
●可调式接触浮动油挡——装在可调式接触浮动油挡内环凹槽里的密封环由碳精G33浸轴承合金制成，每圈由8～16块组成，圆周每套密封环一般为2～3圈装在内环的凹槽上，其内径比轴径小0.10～0.20mm。这种挡油环安装方便、密封性能好、可靠性高，尤其是密封环材料具有耐高温、耐磨、自润滑、稳定性好等特点，保证在与轴接触状态下长期运行不伤轴。
上述四种油挡的功能仅是阻止轴承润滑油自油挡向外渗漏，对机组实际运行时轴封漏汽、油中带水、油挡积碳并未全面考虑。
2.油挡气密封技术介绍
●气膜密封活动式油挡的结构模式
油挡分为上下两部分，上下两内环没有强制机械紧固，但有能防止上下两部分左右错位的凸缘和凹槽，通过重力及内环压力室部分与外环供气室部分面积差产生的压力差压紧在一起，当转子振动较大时，转子如果与上部内环镶齿碰擦时，则上部内环只有环的重力作用于转子，由于内环上部的质量比整环重量小，施于轴上的力相对较小，一方面减轻了转子振动的产生，另一方面耐磨齿磨损也较小，能长期保持密封间隙，轴与齿离开后，上部内环靠重力及供气腔与压力室之间的面积差所产生的压力差，把上部内环紧压于下半内环（如下图所示）。
●气膜密封活动式油挡的工作原理
洁净压缩空气从均压孔进入压力室，压缩空气从压力室向轴承箱内外快速流动。在齿尖与轴表面形成强劲的气膜，油不外漏，外部的空气中的水蒸汽及尘埃杂质也无法进入到轴承箱内，从而有效地防止了油的外漏和油中进水问题，保障了润滑油的品质。
●气膜密封活动式油挡的技术特点
1、密封效果极佳，不伤轴，寿命长；
2、解决了润滑油及油烟的外漏，同时防止了轴承箱外空气中的水蒸汽和尘埃进入轴承箱，防止油中进水，保障润滑油的品质；
3、由于内环下部有调整块，调整间隙极其方便；镶耐磨齿，有效地延长了密封的使用寿命并减少对轴的伤害性；
4、防止油中进水呈主动式；
四、油挡气密封技术应用
1.应用情况
为了解决油挡运行中积碳、油中进水和漏油问题，茂名臻能热电有限公司220MW #5机组主机的#1-#5油挡和330MW#6机组主机#1-#4油挡及其盘车油挡进行气阻式密封油挡改造。根据系统图结合现场实际情况进行系统管线布置，系统仪用压缩空气。本系统未采用加热器有如下原因：1、干燥的压缩空气是从汽轮机起机之前就已经进入油档内部，且压缩空气通过均压室均压，由转子圆周方向均匀进入油挡，所以转子不会因通入压缩空气而发生温度的骤然变化故不会对转子造成损害2、直接引入压缩空气对于润滑油还有一个降温的好处，可以防止润滑油的碳化，并可以防止油中进水和油中进杂质问题的发生。
2.应用效果
气密封油挡改造完成后未发现润滑油自油挡渗漏现象。气密封油挡改造在解决润滑油渗漏、油中带水和油挡积碳问题上取得了显著的效果。
五、结束语
通过对气密封油挡的综合应用，将现运行机组的浮动密封油挡进行改造，机组运行至今，包括起机做各项试验，效果非常明显，说明本次技术改造工作是成功的、有效的建议该种技术值得在同类型其它电厂应用和推广，尤其是轴封漏汽严重而导致油挡积碳严重的密封油挡，可良好的解决机组振动威胁、油中进水、漏油等一些列问题，对安全生产和机组的经济运行带来良好的环境。
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论文作者:莫斯
论文发表刊物:《电力技术》2016年第6期
论文发表时间:2016/10/17
标签：轴承论文; 漏油论文; 内环论文; 机组论文; 间隙论文; 茂名论文; 润滑油论文; 《电力技术》2016年第6期论文;