李继勇，薛 峰 ，任泽俭

（1.南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南 250109；2.山东润鲁工程咨询有限公司，山东 济南 250109）

1 内甩油问题的发现

南水北调东线台儿庄泵站工程为南水北调东线一期工程的第七级泵站，也是长江水进入山东省的第一级泵站，工程于2009 年11 月通过试运行验收，于2016 年至2018 年期间先后完成了5 台水泵机组的大修工作，5 台水泵机组总运行达4.9 万台时。

台儿庄泵站主水泵配套电动机为TL2400-44/3250 立式同步电动机，在近几年的运行中，部分机组出现下机架上有滴状透平油的现象，停机后检修人员对该现象进行仔细排查，未发现下油缸有渗油点，而电动机转子转轴及转子支架辅板上却有油迹，所以，根据以上现象综合判定为电动机在运行过程中存在内甩油现象。

随后，台儿庄泵站管理人员查阅了2016—2018 年5 台水泵机组大修过程中的图片资料，通过图片资料反应，在上机架拆卸后，5 台电动机转子转轴及转子支架辅板上均发现有不同程度的油迹，因此，可以认为内甩油问题为该型机组的普遍问题，而在以前的安装及大修过程中并没有引起重视。

2 内甩油现象产生的原因

2.1 负压引起内甩油

大型同步电动机定、转子冷却大都采用强迫空气冷却方式，为保证电动机运行时转子能够得到充分冷却，转子磁轭上、下平面均装配向电动机内部鼓风的风扇叶片，当电动机转子运行转动时，风扇叶片会将气流推向转子磁极间隙，向转子输送的气流经过转子磁极空隙后会带走转子磁极的热量，此时大部分加热后的气流会通过两台安装在风道内的轴流风机排至厂房外部，但仍有部分气流会沿转子转轴向上升，通过推力头与上油缸上油缸挡油圈之间的间隙后，从推力头稳压孔排出（台儿庄泵站立式同步电动机轴承采用SM 系列平面圆形瓦推力滑动轴承结构，见图1），当推力头轴颈周圈出风速度不一致时，就会产生局部的负压，推力头内侧的油面会在负压的影响下升高，严重时会越过上油缸挡油圈，甩到电动机转子转轴及转子支架辅板上，污染电动机。

图1 SM 推力轴承结构图

2.2 电动机制造或安装缺陷

电动机主要的制造及安装缺陷包括上油缸挡油圈与上机架外沿的同心度不符合要求、推力头内圈与外圈的同心度不符合要求、推力头内圈圆度不符合要求、推力头轴颈内部与电动机转子转轴轴颈配合不符合要求等。电动机制造及安装的缺陷会使推力头内壁与上油缸挡油圈产生一定的偏心，当电动机运行时，汽轮机油在推力头内部与上油缸挡油圈之间的各个断面流速不一致，旋转的汽轮机油会在推力头内部与上油缸挡油圈之间产生较大的压力脉动，其过程类似于偏心泵的工作原理，此时旋转的汽轮机油会向上窜动，严重时会越过上油缸挡油圈，甩到电动机转子转轴及转子支架辅板上。

2.3 密封圈磨损或塑性变形

通常在上油缸挡油圈上部装设两道密封圈，与推力头轴颈内部组成滑动密封，从而减少电动机内甩油量。电动机经过长时间的运行后，密封圈磨损程度加剧，从而导致密封配合间隙增大，降低了密封效果。

另外，推力头与电动机转子转轴轴颈为过盈配合，在推力头安装前通常会对推力头进行加热处理，推力头加热温度过高，同样会对装在上油缸挡油圈上的密封造成影响，使密封圈产生塑性变形，变形后的密封圈同样会影响密封效果，从而造成内甩油油量的增加。

2.4 上油缸油面过高或挡油圈高度太低

由于水的比重比汽轮机油大，当出现冷却器漏水故障时会造成上油缸油面上升，检修时汽轮机油加注过多也是油面过高的原因，另外上油缸挡油圈高度太低等原因同样也会造成电动机运行时内甩油。

3 处理建议

针对以上描述的产生内甩油的原因，提出以下处理建议：

1）针对电动机运行时推力头轴颈下平面至油面负压引起内甩油，可在机组大修时对推力头进行处理，通过扩大推力头稳压孔直径（扩大至20 mm 左右），降低推力头内外压差，防止内部负压而使油面吸高甩出。

2）针对电动机制造或安装的缺陷造成的内甩油，可在机组大修时复核上油缸挡油圈与上机架外沿的同心度、复核推力头内外圈的同心度，当同心度超标时需返厂进行精加工处理，另外，推力头内圆圆度也应该在出厂或检修时进行复核，通过以上措施以尽可能的消除机组安装后的偏心现象。

3）针对密封圈磨损或塑性变形造成的内甩油，可通过降低推力头内侧粗糙度、更换耐磨密封圈等措施延长密封圈寿命；机组大修推力头回装时，应采取控制推力头加热温度、更换耐高温密封圈等措施降低密封圈塑性变形的可能性。

4）针对上油缸油面过高或上油缸挡油圈高度太低造成的内甩油，需要在冷却器回装后做好耐压试验，确保冷却器完好；需要在机组运行时加强油缸油位的巡视、技术供水系统工作可靠性的检查等措施防止冷却器漏水造成的油面过高；需要在加注汽轮机油时严格控制汽轮机油量符合要求，避免加注过多；需要在机组大修时复核上油缸挡油圈高度及推力头轴颈下侧深度，在条件允许的情况下适当加高上油缸挡油圈高度或改进挡油圈形式以降低内甩油油量。

4 结语

通过对台儿庄泵站内甩油问题的跟踪，可以发现电动机内甩油的油量短时间内基本不大，但随着运行时间的增长，甩出的汽轮机油会不断在转子转轴、转子辅板及下机架上积聚，造成电动机脏污。推力头与上油缸挡油圈之间的密封并不是机组大修时的主控因素，而日常的养护、维修却无法进行处理，因此仍需要现场运行管理人员在大修工作中精益求精，或在工程管理过程中加强科研投入，改进当前电动机上油缸挡油圈、推力头的结构，消除可能造成内甩油的各种因素。