1发电机前后轴承结构

发电机设备是电厂最为重要的设备之一，水蒸气、燃气或其他工质冲动原动机转动，带动发电机转子转动发电，是实现机械能转化为电能不可或缺的环节之一。常规发电机通常采用分体式轴承支承结构，其外形如图1示。

图1常规发电机分体式轴承设计

近年来，为缩减汽机房尺寸及降低发电机制造费用，部分电厂采用了端盖式轴承发电机，其外形如图2所示，发电机前后轴承体包裹于发电机两侧端盖内部，发电机转子重量通过端盖式轴承支承于发电机前后下半端盖。

图2某电厂端盖式轴承发电机分体式轴承设计

2发电机轴承润滑油向发电机内部渗漏故障分析

发电机大轴轴颈与轴承轴瓦之间存在间隙，当发电机转轴高速旋转时，依靠间隙中润滑油油膜提供润滑冷却及轴系重量支承，部分润滑油将从轴承端部间隙甩出至轴承箱内壁，常规设计在轴承座两端板处设计内外密封油挡，防止润滑油向外泄漏。

发电机轴承润滑油向发电机内部渗漏原因主要有以下方面：

（1）油封齿总长度、梳齿数量。

轴承两端空间一般比较狭小，特别是轴瓦内油挡轴向空间更小，油封齿设计轴向长度和齿数可能不足，导致密封效果不佳；

（2）发电机油挡油封齿安装不良

发电机厂轴承设计油挡间隙有严格要求，水平左右侧间隙一般不大于40丝。当安装阶段汽轮发电机组轴系中心与各自轴承箱体同心度差，油挡间隙左右不均匀，可能导致单侧间隙超标，达不到密封效果；

（3）油封齿磨损

油封齿一般选用铜梳齿刚性固定式油挡，在机组长时间运行后，在运行周期内汽轮机非稳态运行时，可能导致轴颈与油封齿碰磨，油挡间隙不可逆增加，导致润滑油渗漏；部分主机厂采用接触式油挡，一直在接触磨损中，如果接触式油挡体磨损或者支撑弹簧失效，也会导致润滑油密封失效；

（4）轴承箱负压不足

润滑油系统一般在主油箱设置有抽油烟机风机，风机抽吸主油箱内空气，使得主油箱及润滑油系统轴承箱、回油管道空气侧存在一定的负压，部分机组油箱抽油烟风机功率偏小导致油箱负压维持不够或者轴承箱回油管道通径不足，回流管道介质上部无抽空气空间，导致回油不畅向外部泄漏。

（5）端盖式轴承设计

端盖式轴承发电机不同于传统独立支承轴承发电机，如图3所示，端盖式轴承发电机同轴冷却风机运转时，在风机入口区域产生负压，发电机前后轴承靠发电机本体一侧发生润滑油一旦发生渗漏，便会随冷却风进入发电机内部黏附在设备表面，机组长期运行漏油量累积可能从发电机下部壳体间隙处渗出。发电机的绝缘材料如果被油污等污物覆盖黏附粉尘等杂物，会使发电机绝缘性能降低，导致发电机内部极易产生放电现象，损坏绝缘材料和绕组。

图3、端盖式轴承发电机内部渗油示意图

3端盖式轴承发电机内部渗油故障解决方法

通过分析各电厂已采取的改进措施及改造效果，总结出一套应对端盖式发电机漏油的有效决方案。以下着重介绍在不更改发电机端盖式轴承支承形式、不进行汽轮机揭缸和发电子抽转子的前提下可以实施的解决方案。

(1)控制轴承进油量及油压

在进油管路安装节流孔板或调节阀，在确保轴承温度、回油温度、机组轴系振动正常的前提下，逐步下调轴承进油量、油压，减少发电机轴承进油量。

(2)轴承体两侧端面打孔，安装轴承体油挡

如前文所述，发电机运转过程中，润滑油不可避免地从轴承体甩出。通过加装轴承体油挡，可以更加高效地收集甩出的油滴，防止油滴在空腔中扩散雾化成为油烟、油雾，大幅减少端盖油挡处渗油可能性。

(3)更换新型发电机轴承端盖油挡，新型油挡相对于常规设计油挡的区别在于：

1）增设轴承延伸护筒

发电机风扇产生负压的区域主要是叶片高度范围区域，叶根转轴轮盘区域相对叶片进口区域负压较小，通过在端盖油挡处沿着大轴轴向增设延伸环形护筒，直达叶根转轴轮盘，仅留出大轴轴向窜动空间，此举极大降低端盖内部轴承渗油受到风机负压卷吸力的作用。

2）增加油挡油封齿齿数

本侧油挡又分为内油挡及外油挡，应尽可能利用受限空间增加油封齿齿数和油封总长度，通过多段梳齿油封节流、减压的作用控制渗油量。

3）接触式内油挡设计。端盖内油挡采用接触式油挡，机组正常运行时，接触式油封齿与发电机大轴轴颈贴合，消除铜梳齿油挡与轴颈之间渗油间隙。

4）气密式端盖外油挡设计

端盖外油挡采用两段密封铜梳齿油挡结构，一段靠近轴承侧，一段靠近发电机本体侧。两段油挡中间设置有环形高压气体腔室及高压气体喷射沟槽。两段密封油挡中间开设3-5mm沟槽，通过选取合适流量的高压空气进气管道，确保进入高压气体腔室气量大于从沟槽分别排出至一段、二段油挡密封齿的气体量，使得高压气体腔室一直处于保压状态，确保沟槽排放高压气体压力充足，高压气体向发电机本体侧油挡间隙喷射填补风机卷吸空气量，向轴承体侧油挡间隙喷射，防止轴承漏油受到风机负压卷吸影响吸入发电机本体。

5）设置端盖内外油挡气平衡腔室

在端盖内油挡与外油挡之间设计环形空腔，并在上半腔室左右侧各设置引出管，通过在发电机端盖开孔，在引出管尾端螺纹连接后部管道与大气联通，管口包裹304不锈钢或者铜网滤网，防止杂物进入该气平衡空腔。平衡空腔主要起到平衡轴承箱内部负压、发电机风机卷吸负压及高压腔室喷射气体在该区域的综合影响，当外油挡高压气体用于抵消发电机风机卷吸负压效果不良时，该大气平衡腔室从环境空气补气；当外油挡高压气体用于抵消发电机风机卷吸负压效果有效，为防止大量气体气体进入轴承箱导致轴承箱负压降低导致回油不畅，可以适当排出部分高压空气。

4 结语

  通过方案的实施，电厂不仅提高了设备的稳定性和可靠性，同时也展示了在面对问题时采取果断行动的重要性。端盖式发电机轴承渗油至发电机内部故障问题，受制于已建成土建结构改造困难、机组运行平台尺寸不足、发电机转轴及支承体系改造成本高、改造周期长、改进措施实施周期长、改造效果分析受内部存油影响、单一措施效果不良等诸多限制，一直以来都属于行业难题，目前经过实践、分析所属企业各电厂项目改造措施及实施效果，总结判断该组合方案能够极大地减缓甚至杜绝渗油缺陷。各发电机厂家设备结构略有不同，应采用针对性的优化改进措施，确保达到消缺处理效果。未来，电厂将继续致力于技术创新和设备维护，以确保电力设备的高效运行。这次成功的改进不仅对电厂自身而言具有重要意义，也为整个能源行业提供了有益的经验。

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