摘 要： 针对电站水轮发电机组主轴支承轴瓦的润滑油密封系统出现严重漏油故障问题，研究了产生故障的原因，结合理论分析计算，提出了将开式泵壳改为闭式泵壳，使之成为圆盘摩擦泵。从广义上讲，实现了由“灌”到“排”的转变，使泵壳缝隙原本的泄漏流动变为吸油流动。实践证明采取的措施得当，水轮机主轴密封漏油问题得以圆满解决。
关键词： 圆盘摩擦泵;密封;漏油;措施
O 引言
某电站1台卧式水轮发电机组水轮机主轴的支承结构原为向心滚珠轴承，为了便于主轴的拆卸、安装和易于检修，通过自行设计加工、改造，将向心滚珠轴承改装为中开面式铜瓦滑动轴承。
改装滑动轴承是成功的，使用正常，但遗留下来的水轮机轴封漏油问题突出，不仅造成润滑油的浪费，同时也严重污染地面环境。由于需要频繁停机补充加油，使发电机组不能正常运行，影响了当地的工农业生产和居民生活用电。类似这种轴封漏油现象，在泵、风机等机械均常有出现fJ.引。本文就该机组的轴封漏油故障问题进行了分析研究和处理。实践结果证明，对主轴油封漏油故障问题分析准确，采取的措施得当，消除了漏油。
1 密封故障
1.1主轴支承装置
如图l所示，在水轮机和发电机之间的轴承机座上面，有1个中开面式油箱，水轮机主轴轴心水平穿过油箱中开面。在油箱内的主轴上，从左到右顺序安装着左端油封、自带油泵、滑动轴承和右端油封。
1.2主轴润滑装置
轴承的润滑依靠自带油泵来承担，见图l。该泵由一面均布4枚叶片的圆盘叶轮和泵壳组成，设置于滑动轴承的左边。其中叶轮随轴旋转，通过自溅方式将油液提升到轴承顶部油管，油液流过轴承排人油箱，往复循环。圆盘左边的泵壳，是一个固定不动的环形平板，与圆盘同心、平行且有一定的距离矗，可防止油液泄漏，起密封作用。
1.3主轴密封系统
由环形平板泵壳和油箱左右的两个油封构成主轴密封系统，漏油仅涉及到左油封。主轴转速为500 1./min，主轴直径为西187 mm，环形平板内半径为%=175 mm，外半径%=180 mm。因泵壳内径与主轴之间存在很大的环形空间，故称为开式泵壳。两个油封为单槽毡圈油封。
1.4观察漏油现象
每次开机不足l min，左端油封开始大量往外漏油，每隔2 h左右，需要向油箱补充1 L润滑油，足见漏油问题相当严重。打开油箱盖观察发现，从开式泵壳缝隙处大量飞溅出去的油液，状似旋转抛物面，集中对准左油封倾力喷射出去，其结果导致左油封产生严重漏油现象。因此，解决问题的根本途径是减少泵壳缝隙泄漏量。
2 解析计算
2.1泵壳泄漏分析
泵壳与圆盘之间的油液泄漏流动可以看作为定常流动。由于间隙的高度比宽度和长度小很多，故称为缝隙流动，泵壳为环形平板，与圆盘平面平行，称为平板缝隙流动，油液从四周向中心流出，为径向平板缝隙流动(涡汇)。
为了探求泄漏的主要因素，先假设两个平板不动，仅由压力差产生流动。间隙高为h，宽为单位长度(垂直纸面方向)，因此可简化为一元流动。压力沿流动方向降落。如图2所示，为了简便，取单位宽度缝隙中厚为dy，长dx的微元体为研究对象。
2.3圆盘摩擦
泵式(5)是在圆盘不动的条件下推导出来的，实际上圆盘是随轴在转动。油液由于粘性在缝隙^ 中，被圆盘带动旋转，受离心力甩向外方，构成了吸油的原动力。离心力能抵消一部分压力差△p，使泵壳泄漏量还可再减少一些。当离心力大于压力差△p时，就成为一个圆盘摩擦泵。泵壳由开式改变为闭式，由于增大了粘性油液的离心力，因此就为泵壳缝隙的叠加流场由涡汇变涡源提供了有利条件。
3 实验验证
按照上述方法对甘肃夏河桑科水电站进行了改造。另外，为避免停机后油液在重力作用下顺轴流向油封，一则在泵壳之左设一挡油盘;二则将左油封由单槽改为三道油槽，第一、三槽空着不放毡圈，底部钻孔通向油池，只在中间的第二槽放毡圈。这样就提高了油封性能质量，做到了万无一失。开车试机，透过毡圈仅有微量渗油，但漏到第一道油槽即由底部排油孔排到油池，不会漏到壳体外，达到了预期效果。
4 结论
1)经计算，滑动轴承需要油量有l L/min就足够了，而实际泵油量远远大于这个数值，所以自带油泵圆盘不必带有叶片，仅有圆盘即可。
2)有关几项技术措施切中要害，既效果良好、简便易行，又节约装置空间，对同类中小型水轮发电机组有指导意义，值得推广。——论文作者：马希金，肖聪，张人会
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