大軸徑轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備強(qiáng)制潤(rùn)滑軸封滲漏的研究與治理

摘

要：YKS1000-4型電動(dòng)給水泵電機(jī)在運(yùn)行中存在軸端油擋密封漏油現(xiàn)象，容易造成高壓電機(jī)線圈燒毀，存在安全隱患，嚴(yán)重影響整臺(tái)機(jī)組的安全運(yùn)行?，F(xiàn)通過(guò)研究對(duì)比油擋密封結(jié)構(gòu)型式，查找漏油原因，并將油擋改型為非接觸式螺旋密封油擋，從根本上解決了軸端密封漏油問(wèn)題，大大延長(zhǎng)了設(shè)備維護(hù)周期，提高了設(shè)備可靠性。關(guān)鍵詞：高壓電機(jī)；軸端密封；漏油；對(duì)開型螺旋機(jī)械密封裝置

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引言YKS系列高壓電機(jī)被廣泛用作轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。目前該類型大軸徑轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備軸端油封裝置廣泛采用的是骨架油封、銅制或鋁制及聚四氟乙烯梳齒型浮動(dòng)油擋、碳晶環(huán)浮動(dòng)油擋軸封。這些軸封沒有設(shè)計(jì)很好的疏導(dǎo)回油系統(tǒng)，在跟轉(zhuǎn)軸長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行接觸時(shí)，由于軸封密封環(huán)跟轉(zhuǎn)軸是不同種材質(zhì)，接觸摩擦?xí)r會(huì)產(chǎn)生電暈，軸封密封環(huán)在電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)作用下，使軸封密封環(huán)轉(zhuǎn)軸磨損間隙過(guò)大，再加上軸瓦軸封處存在內(nèi)外壓差，導(dǎo)致軸瓦內(nèi)的潤(rùn)滑介質(zhì)在高油位、高壓差、高轉(zhuǎn)速作用下，從軸封密封環(huán)處往外嚴(yán)重漏油。針對(duì)此類問(wèn)題，通過(guò)對(duì)同類型設(shè)備的調(diào)研和了解，選擇對(duì)軸端油封裝置進(jìn)行改造。在不改變?cè)性O(shè)備軸承座尺寸的前提下，將軸封裝置改型為對(duì)開型非接觸式密封油擋。由于整套密封裝置各個(gè)部件之間設(shè)計(jì)時(shí)都有間隙，密封部位跟泵軸不發(fā)生接觸，從根本上解決了由于磨損造成的軸封漏油問(wèn)題。

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大軸徑轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備軸端油封裝置運(yùn)行現(xiàn)狀定電公司二期660MW超臨界機(jī)組布置了6臺(tái)電動(dòng)給水泵，電動(dòng)給水泵電機(jī)型號(hào)為YKS1000-4，安裝方式為B3型臥式布置。電機(jī)轉(zhuǎn)子由軸瓦支撐，軸瓦潤(rùn)滑為強(qiáng)制油循環(huán)形式。潤(rùn)滑油由液力耦合器主潤(rùn)滑油泵及輔助潤(rùn)滑油泵提供，回油至液力耦合器油箱。電機(jī)兩側(cè)軸端密封型式為絕緣樹脂梳齒型油擋，油擋背弧側(cè)由彈簧加載緊力。目前軸端油封裝置存在的主要問(wèn)題有：（1）該密封油擋運(yùn)行中與轉(zhuǎn)動(dòng)軸長(zhǎng)時(shí)間接觸摩擦，造成間隙逐漸變大，同時(shí)潤(rùn)滑油供油壓力存在壓差，導(dǎo)致軸瓦內(nèi)的潤(rùn)滑油在高油位、壓差、高轉(zhuǎn)速作用下，從軸封密封環(huán)處往外嚴(yán)重漏油。滲漏點(diǎn)無(wú)法治理，嚴(yán)重影響設(shè)備整體外觀整潔度，達(dá)不到“四保持”相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。（2）潤(rùn)滑油由內(nèi)油擋泄漏至高壓電機(jī)內(nèi)，電機(jī)定子浸在泄漏的潤(rùn)滑油里，定子線圈和轉(zhuǎn)子線圈受潮，造成高壓電機(jī)線圈絕緣下降，很容易造成高壓電機(jī)線圈燒毀，存在安全隱患，嚴(yán)重影響整臺(tái)機(jī)組安全運(yùn)行。（3）轉(zhuǎn)機(jī)軸封油擋嚴(yán)重漏油，溢出的潤(rùn)滑油還會(huì)造成轉(zhuǎn)機(jī)水泥基礎(chǔ)被嚴(yán)重腐蝕，導(dǎo)致轉(zhuǎn)機(jī)水泥基礎(chǔ)發(fā)生龜裂，存在火災(zāi)隱患。（4）軸端密封因老化過(guò)熱變形或尺寸變差，易造成軸徑磨損。

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轉(zhuǎn)機(jī)軸封油擋結(jié)構(gòu)型式的研究下面對(duì)非接觸型銅或鋁合金梳齒型軸封油擋、接觸型聚四氟乙烯梳齒型浮動(dòng)軸封油擋、碳晶石墨環(huán)浮動(dòng)軸封油擋的結(jié)構(gòu)、原理、優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析。2.1

結(jié)構(gòu)銅或鋁合金梳齒型軸封油擋、聚四氟乙烯梳齒型浮動(dòng)軸封油擋、碳晶石墨環(huán)浮動(dòng)軸封油擋的結(jié)構(gòu)主要分兩部分組成：（1）密封端蓋；（2）銅或鋁合金及聚四氟乙烯梳齒浮動(dòng)軸封油擋、碳晶石墨環(huán)浮動(dòng)軸封油擋。其中，銅或鋁合金及聚四氟乙烯梳齒型浮動(dòng)軸封油擋、碳晶石墨環(huán)浮動(dòng)軸封油擋都是安裝在軸瓦上或密封端蓋的內(nèi)圓上，密封端蓋下部有多個(gè)回油孔。整套密封裝置的各個(gè)部件全部是對(duì)開形式，通過(guò)端蓋上的螺絲擰緊形成完整的密封裝置。2.2

原理當(dāng)轉(zhuǎn)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，潤(rùn)滑油就會(huì)沿軸向往端蓋外側(cè)溢出，潤(rùn)滑油遇到銅制或鋁合金梳齒型軸封油擋及聚四氟乙烯梳齒型軸封浮動(dòng)油擋、碳晶石墨環(huán)軸封浮動(dòng)油擋時(shí)，潤(rùn)滑油在銅制或鋁合金梳齒型油擋及聚四氟乙烯梳齒型軸封浮動(dòng)油擋、碳晶石墨環(huán)軸封浮動(dòng)油擋跟轉(zhuǎn)軸的作用下，潤(rùn)滑油就會(huì)被甩進(jìn)銅制或鋁合金梳齒型軸封油擋及聚四氟乙烯梳齒型軸封浮動(dòng)油擋、碳晶石墨環(huán)軸封浮動(dòng)油擋內(nèi)，潤(rùn)滑油靠本身的自重，就會(huì)流到密封端蓋下的多個(gè)回油孔里，并通過(guò)回油孔流進(jìn)軸瓦的油池里。2.3

優(yōu)點(diǎn)（1）由于整套密封裝置的各個(gè)部件全部是對(duì)開形式，便于改造現(xiàn)運(yùn)行的轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)備軸封油擋；（2）改造加工成本極低，可利用原轉(zhuǎn)機(jī)軸瓦端蓋加工即可。2.4

缺點(diǎn)（1）由于銅或鋁合金梳齒型軸封油擋及聚四氟乙烯梳齒型軸封浮動(dòng)油擋、碳晶石墨環(huán)浮動(dòng)軸封油擋跟轉(zhuǎn)軸長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行摩擦，產(chǎn)生的電暈腐蝕導(dǎo)致軸封油擋跟轉(zhuǎn)軸之間的間隙磨損過(guò)大，軸封油擋使用一段時(shí)間，轉(zhuǎn)機(jī)軸封油擋就會(huì)漏油；（2）粉塵進(jìn)入銅制或鋁合金梳齒型軸封油擋及聚四氟乙烯梳齒軸封浮動(dòng)油擋、碳晶石墨環(huán)軸封浮動(dòng)油擋后，就會(huì)造成堵塞回油孔，軸封油擋就會(huì)漏油；（3）油擋跟轉(zhuǎn)軸長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行摩擦，產(chǎn)生的電暈腐蝕導(dǎo)致軸封油擋跟轉(zhuǎn)軸之間的間隙磨損過(guò)大，轉(zhuǎn)機(jī)軸封油擋改造后必須要備有備品配件等。

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對(duì)開型螺旋軸承裝置與傳統(tǒng)軸承裝置的比較對(duì)開型螺旋機(jī)械密封裝置借鑒了較先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，其結(jié)構(gòu)主要有四部分組成：（1）外圓帶來(lái)福螺旋線的動(dòng)擋油環(huán)；（2）內(nèi)圓帶O型密封槽、外圓帶N個(gè)喇叭口形狀的靜擋油環(huán)；（3）密封鐘罩；（4）密封端蓋。其中，密封鐘罩安裝在密封端蓋內(nèi)，靜擋油環(huán)安裝在密封鐘罩內(nèi)，動(dòng)擋油環(huán)一端安裝固定在轉(zhuǎn)軸上，另一端插進(jìn)靜擋油環(huán)外圓N個(gè)喇叭口跟密封鐘罩內(nèi)圓之間的間隙里。整套密封裝置各部件全部是對(duì)開形式，扣合在轉(zhuǎn)軸上，用密封端蓋上的耳板螺絲擰緊固定，使兩半部分的密封裝置形成完整的一套密封裝置。密封油擋原理如圖1所示。

從圖1可知，當(dāng)轉(zhuǎn)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，潤(rùn)滑油就會(huì)沿軸向往端蓋外側(cè)溢出，潤(rùn)滑油遇到轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)擋油環(huán)后，就會(huì)使軸向油壓變成徑向油壓打到軸瓦內(nèi)壁上，潤(rùn)滑油再二次反彈落到動(dòng)擋油環(huán)上后，在動(dòng)擋油環(huán)外圓上的來(lái)福螺旋線跟密封鐘罩內(nèi)圓的作用下，被強(qiáng)行打回軸瓦內(nèi)的油池里。假如還有極少一部分潤(rùn)滑油沒被打回軸瓦內(nèi)的油池里，并通過(guò)動(dòng)擋油環(huán)跟靜擋油環(huán)的軸向間隙進(jìn)入并落到靜擋油環(huán)表面上，潤(rùn)滑油靠本身的自重，從靜擋油環(huán)的喇叭口高處流到喇叭口根部，再?gòu)睦瓤诟苛鞯絼?dòng)擋油環(huán)內(nèi)腔上。由于動(dòng)擋油環(huán)內(nèi)腔上有N個(gè)甩油孔，流到動(dòng)擋油環(huán)內(nèi)腔上的潤(rùn)滑油在動(dòng)擋油環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)作用下，潤(rùn)滑油通過(guò)N個(gè)甩油孔被甩到密封鐘罩內(nèi)圓上，潤(rùn)滑油在動(dòng)擋油環(huán)外圓上的來(lái)福螺旋線跟密封鐘罩內(nèi)圓的作用下，又被強(qiáng)行打回軸瓦內(nèi)的油池里，從而形成了內(nèi)部回油體系。與傳統(tǒng)軸端油封裝置相比較，對(duì)開型螺旋機(jī)械密封裝置的優(yōu)點(diǎn)有：（1）對(duì)開型螺旋密封裝置由于動(dòng)擋油環(huán)外圓、靜擋油環(huán)內(nèi)圓設(shè)計(jì)時(shí)帶有來(lái)福螺旋線，解決了轉(zhuǎn)機(jī)軸瓦內(nèi)高油位、高油壓、高轉(zhuǎn)速運(yùn)行的漏油難題；（2）由于整套密封裝置各個(gè)部件之間設(shè)計(jì)時(shí)都有間隙，密封裝置運(yùn)行時(shí)部件之間不發(fā)生摩擦現(xiàn)象，所以改造后的密封裝置基本不需要備品配件，同時(shí)避免了對(duì)軸徑的磨損；（3）由于整套密封裝置全部采用對(duì)開型設(shè)計(jì)，所以便于改造現(xiàn)運(yùn)行的轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)備軸封油擋。

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結(jié)語(yǔ)