立式水輪發(fā)電機組上導(dǎo)油槽瓦溫過高的故障解析與處理

【摘要】遼寧柴河水庫電站2#機組運行以來就始終存在著推力油槽內(nèi)上導(dǎo)及推力瓦夏季溫度較高的問題， 2014年在2#機進行擴大性大修中，多方查找原因，最終發(fā)現(xiàn)2#機瓦溫高的原因是發(fā)電機組安裝時，推力頭和鏡板加工精度低，鏡板在推力瓦上運行不是做絕對的圓周運動，使上導(dǎo)瓦受到不平穩(wěn)的創(chuàng)擊力，導(dǎo)致上導(dǎo)油槽各部瓦溫度過高。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電機組；瓦溫高；處理方法；原因

1、序言：

遼寧柴河水庫電站為壩后式電站，該電站于1976年正式建成發(fā)電，總裝機容量為7030kw（2×3200kw，1×630kw），設(shè)計年發(fā)電量1450萬kwh，年利用小時2063h，其中兩臺立式機組單機裝機容量3200kw，發(fā)電設(shè)計水頭為30.5m，最大水頭43m，最小水頭24.4m，發(fā)點設(shè)計流量12.6m3/s，水輪機型號為HL240-LJ-140，發(fā)電機型號為TS325/36-20；另一臺機組為裝機容量630kw的臥式機組，發(fā)電設(shè)計水頭26.3m，最大水頭36m，最小水頭16m，設(shè)計流量3.21m3/s，水輪機型號為HL240-WJ-71，發(fā)電機型號為SFW630-12/1430。

2、問題：

柴河水庫電站的1#機和2#機規(guī)格型號，為立式機組，單機裝機容量均為3200kw，水輪機型號為HL240-LJ-140，發(fā)電機型號為TS325/36-20；自電站76年發(fā)電以來， 1#機運行的上導(dǎo)及推力瓦溫，無論是在什么季節(jié)各部瓦溫均沒有超過60度，并且上導(dǎo)油槽油溫也在40度以下，同時在夏季改變冷卻水的水壓高低（高不超過0.25Par），也可以控制各部瓦溫的高低，但運行中的2#機組推力油槽內(nèi)上導(dǎo)及推力瓦溫度就和1#機推力油槽內(nèi)的上導(dǎo)及推力瓦溫度相差較大，在冬季上導(dǎo)及推力瓦溫度平均在63度左右，夏季氣溫較高時，上導(dǎo)及推力瓦溫達到68度，有時接近70度，因此在夏季高溫天氣時，對發(fā)電機組運行影響較大。自電站76年發(fā)電運行至2014年期間，2#機組上導(dǎo)及推力瓦溫一直較高，該問題多次邀請廠家及相關(guān)技術(shù)人員都未得到解決。

3、過程：

2014年12月年底，本電站結(jié)合微機自動化改造及2#機組更換水輪機轉(zhuǎn)輪，該項目由本溪華巖建設(shè)有限公司承接，針對2#機又進行一次擴大性大修。

2#機組發(fā)電機部分盤車完畢后，聯(lián)水輪機大軸繼續(xù)盤車，盤車結(jié)果不論是單盤發(fā)電機部分還是聯(lián)水輪機軸后的整體結(jié)果，遠遠高于規(guī)范要求，規(guī)范規(guī)定500轉(zhuǎn)/分以下的要求大軸的擺度每米不超過0.03mm，2015年3月12日發(fā)電機盤車成功（在發(fā)電機沒有聯(lián)水輪機軸的情況下）數(shù)據(jù)如下： 單位：1/100mm

此結(jié)果滿足發(fā)電機軸長為2.6米的要求。說明：上導(dǎo)處所設(shè)的表是在上導(dǎo)瓦上面3公分處的推力頭上，由于上導(dǎo)瓦是兩瓣筒式瓦，上導(dǎo)瓦是套在18公分厚的鏡板上，推力頭是壓在鏡板上，鏡板的上端面只高于上導(dǎo)瓦1公分，所以在盤車時，百分表設(shè)在推力頭上是比較方便的。

2#發(fā)電機聯(lián)軸后，軸的總長為5.5米，那么在水導(dǎo)處的最大擺度為不超過0.165mm，而實際盤車結(jié)果為最大為0.09mm，所以盤車結(jié)果是優(yōu)良的。

2#水輪發(fā)電機的開機時間是2015年5月2日12.30分。機組額定轉(zhuǎn)速后2#的殘壓為130.8伏，且三相平衡，機組相序也為正相序，機組的振動及水導(dǎo)處的擺度也是可以的，但就是上導(dǎo)瓦溫始終是高，六塊的推力瓦的溫度比較平均（空載），但也比1#機帶接近80%負荷運行時的推力瓦溫高多了，1#此時推力瓦溫平均為48度左右，而2#機在空載的時候58度左右還是穩(wěn)不住，瓦溫還在每小時0.1度左右的溫度上升，停機時間為：2015年5月2日19.00分，各部瓦溫的穩(wěn)定值分別為定點測溫：推力1號瓦為58度，2號瓦為58度，上導(dǎo)瓦為57度，下導(dǎo)瓦為37度，下導(dǎo)瓦油為34度，水導(dǎo)瓦為15度，巡檢推力1瓦為57.9度，推力瓦2為57.8度，上導(dǎo)瓦為57.6度，上導(dǎo)油槽油溫為46.1度，下導(dǎo)瓦為35.4度。從上面的數(shù)據(jù)可以看出，下導(dǎo)和水導(dǎo)瓦運行的溫度還是可以的，但上導(dǎo)油槽的油溫已超過規(guī)定的上限45度要求，推力瓦及上導(dǎo)瓦的瓦溫同1#機相比瓦溫還是偏高很多。如果按這樣繼續(xù)運行下去，上導(dǎo)油槽的油會劣化極快，那么這臺機自1976年發(fā)電以來上導(dǎo)瓦、推力瓦溫一直高的問題就始終沒有從根本上解決。

4、針對2#機上導(dǎo)油槽瓦溫偏高問題的處理

我們做了三方面的工作：

第一，清理上導(dǎo)油槽冷卻器及管路，我們以為運行多年，冷卻器及管路可能有堵塞水流不暢的現(xiàn)象。用管道清洗劑對2#機的上導(dǎo)冷卻管路包括冷卻管路進行了清洗循環(huán)，2小時后用清水沖洗，在上導(dǎo)排水管出水口處加濾網(wǎng)，沖出很多雜質(zhì)，數(shù)量大約有250克的重量雜質(zhì)，但2#開機試驗上導(dǎo)油槽瓦溫還是很高沒有大的改變。

第二，我們考慮可能有軸電流通過，檢查各瓦并加相應(yīng)的絕緣墊，并測量各瓦的絕緣良好，同時加大冷卻水的流量，增大冷卻器冷卻效果，以達到降低瓦溫目地，開機再試還是不解決上導(dǎo)油槽瓦溫高的問題。

第三，我們又拆除上導(dǎo)油槽冷卻器，重新盤車，這次是在推力頭及鏡板的結(jié)合縫處上下分別設(shè)四塊百分表，X、Y方向分別設(shè)兩塊表，也就是在鏡板和推力頭的分縫處上下，在X方向設(shè)兩快百分表，在Y方向也設(shè)兩塊百分用來測量推力頭和鏡板的同心度，經(jīng)過實測原來的鏡板和推力頭是不同心，最大差0.19mm，這個數(shù)字是萬萬不行的（上導(dǎo)瓦的間隙要求最大0.10mm單邊），同時測量推力頭也是有橢圓度的，最后拆出推力頭和鏡板，在廠內(nèi)先把鏡板和推力頭把合好，到鐵嶺市閥門廠加工推力頭和鏡板，上車床找正后（以推力頭內(nèi)徑中心為找正點）開始加工，推力頭和鏡板的橢圓度單邊相差為0.13mm雙邊共加車掉0.26mm。

回裝盤車完畢后，再次開機試轉(zhuǎn)，效果非常明顯，所有上導(dǎo)油槽的瓦溫全部降低，所有穩(wěn)定瓦溫分別是：定點：推力1號瓦為41度，2號瓦為40度，上導(dǎo)瓦為47.5度，下導(dǎo)瓦為47度，下導(dǎo)油為37度，水導(dǎo)為17度，巡檢推力1為40.9度，推力2為40度，上導(dǎo)為46.7度，上導(dǎo)油為38.5度，下導(dǎo)為45.6度，最后溫度是連續(xù)4多小時不變，所以溫度是穩(wěn)定的。

2#機組并網(wǎng)進行72小時連續(xù)運行所有的瓦溫穩(wěn)定分別是：定點：推力1號瓦為43度，2號瓦為42度，上導(dǎo)瓦為47.5度，下導(dǎo)瓦為49度，下導(dǎo)油為40.9度，水導(dǎo)瓦為18度；巡檢推力1瓦為42.2度，推力2瓦為42.00度，上導(dǎo)瓦為46.6度，上導(dǎo)油為39.7度，下導(dǎo)瓦為48度，溫度是不變穩(wěn)定的。同1#機各部瓦溫相比基本一樣，有的瓦溫還要比1#機還要好。

結(jié)論：

2#機瓦溫高的根本原因是由于1976年生產(chǎn)的機組，在加工推力頭和鏡板時，由于加工精度低有橢圓，同時鏡板和推力頭又是分別加工的，造成誤差的正累計，最后靠成鏡板和推力之間的同心度有0.19mm的誤差，在原來實際運行時，鏡板在推力瓦上運行不是做絕對的圓周運動，而是做橢圓運動，同時上導(dǎo)瓦受到的也是不平穩(wěn)的創(chuàng)擊力，這是造成2#機組上導(dǎo)油槽各部瓦溫度過高的根本原因。

參考文獻：

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