鄭曉彤

（上海上電電力工程有限公司）

YLKS1200-8TH 6500型核級電機(jī)漏油分析及處理

鄭曉彤

（上海上電電力工程有限公司）

中核福建福清核電有限公司于2014年投入商業(yè)運(yùn)行，裝機(jī)容量為4×1000MW，反應(yīng)堆形式為壓水反應(yīng)堆，總共配備有9臺海水循環(huán)泵電機(jī)，其中8臺常用，1臺為備品。該型電機(jī)在使用不到一年的時(shí)間內(nèi)，已有兩臺出現(xiàn)油從電機(jī)冷卻器處滲出的現(xiàn)象。下文詳細(xì)分析了此現(xiàn)象發(fā)生的原因及處理措施，介紹了改造后的循泵電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行取得的良好效果。該方案對于實(shí)現(xiàn)該類型電機(jī)漏油改造有著重要的借鑒意義。

核級電機(jī)；漏油；改造

0 引言

中核福建福清核電有限公司（簡稱“福清核電”）海水循環(huán)泵電機(jī)系上海電機(jī)廠有限公司生產(chǎn)的YLKS1200-8TH 6500型核級大型三相異步立式電機(jī)，額定功率6500kW，電壓等級6600V。該電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為懸垂立式安裝，由定子，轉(zhuǎn)子，上、下機(jī)架，空水冷卻器等部件組成。上軸承采用徑向?qū)呒巴屏κ交瑒虞S承，下軸承采用徑向?qū)?，冷卻為兩端對稱進(jìn)風(fēng)的徑向通風(fēng)系統(tǒng)。電機(jī)通過一臺行星減速齒輪箱直接驅(qū)動海水循環(huán)泵。其檢修一般在機(jī)組換料大修期間進(jìn)行。

1 故障現(xiàn)象及分析

1.1 故障現(xiàn)象

該電機(jī)在運(yùn)行約一年時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)用于滑動軸承冷卻的汽輪機(jī)油從電機(jī)兩側(cè)的冷卻器水室滲出,對應(yīng)位置地面有較多油跡。由于機(jī)組在運(yùn)行，無法停泵檢修，只能加強(qiáng)監(jiān)測，定期檢查上下軸承箱油位有無明顯下降。直至2014年7月機(jī)組停機(jī)大修，次循泵電機(jī)的漏油情況已相當(dāng)嚴(yán)重，故趁此機(jī)會解體檢查，檢查發(fā)現(xiàn)結(jié)果如下：

1）打開電機(jī)底蓋人孔門，見繞組端部、人孔門背面、導(dǎo)風(fēng)圈密封橡皮處均有殘油，且密封橡皮也因油霧及油霧凝結(jié)的積油而腐蝕變形（見圖1）。

圖1

2）拆除負(fù)壓平衡管、滑轉(zhuǎn)子油封罩及油封，測量油封內(nèi)徑，發(fā)現(xiàn)已磨損，尺寸見表1。

3）拆除電機(jī)上油箱、甩油盤及上端蓋，檢查發(fā)現(xiàn)甩油盤表面只有少許油跡。

4）檢查兩側(cè)空水冷卻器其底部有較多的油漬，冷卻片上也有明顯的油漬。

5）抽出電轉(zhuǎn)子，檢查定、轉(zhuǎn)子鐵心表面，發(fā)現(xiàn)均有油跡，越靠近下部越為明顯（見圖2）。

圖2

表1

6）拆解下油室油呼器，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部纖維濾網(wǎng)已吸滿由油霧凝結(jié)而成的積油，嘗試貼住濾網(wǎng)表面使勁吹氣，且不透氣（見圖3）。

圖3

1.2 故障分析

從解體檢查發(fā)現(xiàn)的狀況分析，因?yàn)殡姍C(jī)上軸承箱底部的甩油盤表面并無大量油漬，電機(jī)定、轉(zhuǎn)子鐵心表面上端部也沒有大量油漬現(xiàn)象，該電機(jī)的下軸承箱內(nèi)結(jié)構(gòu)為滑轉(zhuǎn)子（即軸套）與滑動軸承，起到負(fù)荷側(cè)限位作用，且也采用汽輪機(jī)油進(jìn)行潤滑，故可斷定冷卻器兩側(cè)水室處漏油是來自電機(jī)下軸承箱內(nèi)的汽輪機(jī)油。通過現(xiàn)狀進(jìn)行分析，漏油的成因主要來自兩方面：

1）電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，由于滑轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，潤滑油在離心力的作用下不斷流動飛濺，撞擊到油室內(nèi)壁和冷油器等部位形成油霧，充斥到油室整個空間。并且下導(dǎo)瓦和滑轉(zhuǎn)子的摩擦產(chǎn)生熱量，而使油室溫度升高，進(jìn)一步加劇油霧的產(chǎn)生，使下油室空氣體積膨脹，壓力增高。且電機(jī)底部離心式風(fēng)扇造成的局部微負(fù)壓，從而形成油室內(nèi)外的壓力差，此時(shí)雖有負(fù)壓平衡管補(bǔ)氣，但如果油室內(nèi)呼吸器呼吸不暢通，如油位過高導(dǎo)致呼氣息孔被堵塞（經(jīng)測量，下油室標(biāo)準(zhǔn)靜止油位距離呼吸器管孔底部僅4mm，見圖5），呼吸孔徑偏小或過濾纖維吸滿油霧無法通氣）等原因造成呼吸器不能正常呼吸。那么油室內(nèi)的壓力終將超過負(fù)壓管所產(chǎn)生的壓力。在壓差的作用下，油霧從油封與滑轉(zhuǎn)子的縫隙中外逸，通過電機(jī)轉(zhuǎn)子自帶風(fēng)扇的內(nèi)循環(huán)，將帶有油霧的熱氣輸至空水冷卻器重遇冷凝結(jié)，依附定、轉(zhuǎn)子鐵心，端部繞組表面，并在堆積后滴落在冷卻器及底部、蓋板上端面。

2）該電機(jī)上下均為6快徑向可調(diào)滑動軸承，電機(jī)組裝時(shí)，如調(diào)整不到位或調(diào)整方式有誤，會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子傾斜或轉(zhuǎn)子鐵心相對定子鐵心的中心位置偏移，使得定、轉(zhuǎn)子間隙偏差過大，滑轉(zhuǎn)子與其配合處油封因偏轉(zhuǎn)，單面受到較大的徑向力而加速磨損，最終無法起到密封油氣的效果。

圖4

3）電機(jī)底部導(dǎo)風(fēng)圈密封條密封效果較差，導(dǎo)致負(fù)壓平衡管進(jìn)口處腔室內(nèi)氣壓較小，無法有效地將油氣密封于滑轉(zhuǎn)子第三道與第二道油封之間。

4）下軸承箱內(nèi)的油位過高，設(shè)計(jì)靜止油位應(yīng)為導(dǎo)瓦軸向中心位置。但電機(jī)在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于離心力的存在，會使軸承箱外部油位計(jì)顯示油位低于電機(jī)靜止時(shí)油位計(jì)顯示油位，約10mm。往往此時(shí)運(yùn)行操作或日常維護(hù)人員會認(rèn)為下軸承箱內(nèi)缺油而注入新的汽輪機(jī)油，導(dǎo)致實(shí)際內(nèi)部運(yùn)行油位過高。在同樣工況下運(yùn)行，會導(dǎo)致軸承箱內(nèi)空間減小，壓力增大，從而加快油霧的滲漏。

圖5 循環(huán)電機(jī)下油室展開圖

2 解決方案

1）在電機(jī)下軸承箱外壁新增二個大呼吸器，受電機(jī)本體結(jié)構(gòu)限制，安裝位置處于軸承箱卸油管及油位計(jì)正上方。安裝工藝為：上鏜床在制定位置鏜兩孔；配置兩油管套套入孔中并從油室內(nèi)壁將其滿焊；安裝兩新呼吸器，須預(yù)先拆開取出內(nèi)部的纖維濾網(wǎng)，原大呼吸器在安裝回去之前也要將內(nèi)纖維濾網(wǎng)取出。

2）電機(jī)組裝時(shí)，必須將上機(jī)架推力瓦底座處水平調(diào)整至0.05mm/m以內(nèi)。再調(diào)整定、轉(zhuǎn)子間隙，使八個方向（上、下機(jī)架各有4個測量點(diǎn)）的間隙偏差必須在0.05m以內(nèi)（上海電機(jī)廠給出的要求是氣隙的實(shí)際最大值和最小值與平均氣隙之偏差都不得大于平均氣隙的10%）。要滿足這一條件，需要反復(fù)用1000mm的塞尺從上往下，從下往上進(jìn)行測量調(diào)整，且測量時(shí)一定要保證塞尺在各個測量位置的塞入深度為塞尺長度的2/3。這里還有一種更為簡便的測量方法，即測量上、下導(dǎo)瓦座內(nèi)壁至上推力頭、下滑轉(zhuǎn)子外壁的距離，采取此種測量方法能使精度達(dá)到0.02mm以內(nèi)。值得注意的是，這種測量方式需要滿足一個最大的要求是該電機(jī)的制造精度，須滿足上導(dǎo)瓦座，定子鐵心、下導(dǎo)瓦座的中心偏差在0.10mm之內(nèi)，不然將存在較大的調(diào)整誤差。在此基礎(chǔ)將上、下導(dǎo)瓦與推力頭及滑轉(zhuǎn)子的間隙均勻調(diào)整至0.12～0.15mm內(nèi)（各個瓦與推力頭及滑轉(zhuǎn)子的間隙誤差≤0.01mm）。

3）更換新的導(dǎo)風(fēng)圈處橡膠密封條，材質(zhì)選擇上采用耐油、耐高溫的丁晴橡膠，在裝上密封條后，必須用綁扎帶（抽除玻璃絲芯的滌綸繩）從密封條中間的孔內(nèi)穿過并收緊，使密封條與導(dǎo)風(fēng)圈牢牢貼實(shí)，以增大負(fù)壓平衡管進(jìn)口處腔室內(nèi)的氣壓，防止大量漏氣。

4）每次電機(jī)大修或是保養(yǎng)時(shí)，一定要對檢修完后，加入汽輪機(jī)油的位置在油位計(jì)上進(jìn)行標(biāo)注，確保運(yùn)行及日常維護(hù)的人員知曉檢修時(shí)所添加機(jī)油的油位，必須避免運(yùn)行時(shí)因油位計(jì)顯示油位下降而誤認(rèn)為是缺油運(yùn)行而注入一定量的機(jī)油。如瓦溫在允許的范圍內(nèi)，可在注入機(jī)油時(shí)適當(dāng)?shù)亟档挽o止油位。

3 結(jié)束語

由于電機(jī)漏油是多方面因素造成的，因此在此次檢修過程中通過對現(xiàn)狀進(jìn)行分析，歸納出種種可能造成漏油的原因，并都加以處理。直至目前為止，該電機(jī)已經(jīng)投運(yùn)了近一年左右的時(shí)間，運(yùn)行狀況穩(wěn)定，并沒有出現(xiàn)漏油、滲油等情況，改造效果良好。通過此次檢修和改造，對今后同類型結(jié)構(gòu)的電機(jī)漏油也能起到一定的借鑒作用。

[1]胡虔生. 電機(jī)學(xué)［M］. 北京：中國電力出版社，2005.

[2]劉景峰. 電機(jī)檢修［M］. 北京：中國電力出版社，2005.

[3]成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊［M］. 北京：化工工業(yè)出版社，2008.

2016-08-04）