亭子口電站機(jī)組各部軸承測(cè)溫電阻改造優(yōu)化及應(yīng)用

曹海濤

(大唐四川發(fā)電有限公司，成都，610074)

1 引言

嘉陵江亭子口水利樞紐位于四川省廣元市蒼溪縣境內(nèi)，嘉陵江干流的中游上段，是嘉陵江干流開(kāi)發(fā)建設(shè)中唯一骨干控制性工程。該工程以防洪、灌溉及城鄉(xiāng)供水、發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)，并具有攔沙減淤等綜合利用效益，對(duì)減少三峽水庫(kù)泥沙淤積具有不可替代的作用?？傃b機(jī)容量110萬(wàn)kW，設(shè)計(jì)年平均發(fā)電量31.75億kW·h～29.51億kW·h，是川東北地區(qū)規(guī)模最大的具有年調(diào)節(jié)能力的大型水電電源。上導(dǎo)、下導(dǎo)、推力、水導(dǎo)軸承是發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵裝置之一，其中測(cè)量瓦溫的溫度傳感器又是檢測(cè)各部軸承瓦運(yùn)行狀態(tài)的唯一手段，能對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行監(jiān)測(cè)和保護(hù)，其重要性不言而喻。一旦測(cè)溫電阻產(chǎn)生磨損、斷裂、絕緣損壞等情況，將導(dǎo)致機(jī)組測(cè)溫不準(zhǔn)確、溫度跳變、甚至無(wú)溫度顯示，當(dāng)這些不能被監(jiān)控的軸瓦有故障發(fā)生時(shí)，不能及時(shí)有效地限制故障擴(kuò)大，嚴(yán)重時(shí)引起燒瓦和機(jī)組事故停機(jī)，影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 測(cè)溫電阻存在的問(wèn)題及原因分析

上、下導(dǎo)軸承采用自潤(rùn)滑、分塊、可調(diào)、油浸、巴氏合金型，推力軸承支撐方式采用彈簧簇結(jié)構(gòu)，推力軸承采用鋼制軸承合金面推力瓦；水輪機(jī)導(dǎo)軸承為稀油潤(rùn)滑、采用巴氏合金表面的分塊瓦、自潤(rùn)滑軸承，設(shè)置外置式油冷卻器。其中上導(dǎo)瓦10塊，下導(dǎo)瓦20塊，推力瓦14塊，水導(dǎo)瓦10塊，鉑電阻均由主機(jī)廠家提供，均采用三線制接線方式，自機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)，1至4號(hào)機(jī)組水導(dǎo)瓦測(cè)溫電阻均出現(xiàn)不同程度的引線開(kāi)裂現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)引起引線斷裂，使測(cè)溫電阻損壞，容易引起溫度跳變，易導(dǎo)致軸瓦溫度保護(hù)動(dòng)作引起機(jī)械事故或水機(jī)回路事故停機(jī)。具體存在問(wèn)題及原因分析如下。

2.1 設(shè)計(jì)不規(guī)范

溫度電阻中間轉(zhuǎn)接較多，增加了斷點(diǎn)，易引起溫度跳變和測(cè)量誤差。比如上導(dǎo)、下導(dǎo)、推力溫度傳感器經(jīng)發(fā)電機(jī)外端子箱轉(zhuǎn)接至測(cè)溫柜，測(cè)溫柜與發(fā)電機(jī)外端子箱距離較近，沒(méi)有轉(zhuǎn)接必要。

2.2 運(yùn)行環(huán)境較差

溫度傳感器長(zhǎng)期浸泡在溫度較高的各部軸承透平油槽中，機(jī)組運(yùn)行時(shí)時(shí)刻承受油流沖擊和機(jī)組震動(dòng)的影響，在這樣的環(huán)境中要保證溫度傳感器和測(cè)溫引線能持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行就顯得非常重要，且原電阻設(shè)計(jì)的防護(hù)等級(jí)不夠，會(huì)造成電阻引出線損壞。

2.3 鉑電阻自身工藝差

測(cè)溫電阻普遍采用鉑絲繞制的電阻，在機(jī)組的長(zhǎng)期振動(dòng)過(guò)程中，繞制的紋路會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致熱電阻本身阻值不對(duì)稱(chēng)，造成溫度跳變和測(cè)值不準(zhǔn)。如果封裝工藝不嚴(yán)格或填充物不致密，則其在軸向和徑向經(jīng)受重復(fù)性振動(dòng)或沖擊時(shí)，會(huì)導(dǎo)致繞制在骨架上的鉑絲被壓縮或與不銹鋼外套相接觸，導(dǎo)致相鄰鉑絲間相互接觸或短路，造成溫度跳變。

2.4 出線方式不當(dāng)

一是各部軸承油槽測(cè)溫電阻與外部電纜連接均采用焊接方式，長(zhǎng)時(shí)間在高溫環(huán)境中運(yùn)行，容易造成焊錫脫落，產(chǎn)生虛焊現(xiàn)象，使電阻引出線與外接電纜接觸不了；包裹的絕緣膠帶散開(kāi)，絕緣降低。這些情況都會(huì)引起測(cè)值不準(zhǔn)，影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

二是上導(dǎo)、推力油槽測(cè)溫出線采用圓管穿線外加膠泥封堵密封，在安裝拆卸時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且極易在拆除密封膠時(shí)損壞電纜引線，檢修時(shí)不易維護(hù)檢測(cè)。另外，如果密封不好，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)容易導(dǎo)致漏油。水導(dǎo)油槽測(cè)溫出線采用鎖緊卡套封堵，在安裝拆卸時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，檢修時(shí)也不易維護(hù)檢測(cè)。

2.5 測(cè)溫電阻引線質(zhì)量差

每臺(tái)機(jī)的測(cè)溫電阻引出線均不同程度發(fā)生引線硬化、開(kāi)裂甚至斷裂，工藝質(zhì)量較差，抗電磁干擾能力差，且引線在油槽內(nèi)，脫落的表皮外殼會(huì)使得油槽內(nèi)的雜質(zhì)增多，透平油油質(zhì)劣化。

2.6 檢修時(shí)不便于拆除接線

下導(dǎo)測(cè)溫電阻安裝在下導(dǎo)油槽上方，需要檢修人員到油槽和轉(zhuǎn)子之間進(jìn)行拆除，作業(yè)空間窄，作業(yè)困難，電阻拆除和回裝時(shí)間長(zhǎng)。在作業(yè)過(guò)程中，存在很大的安全隱患。

3 改造優(yōu)化設(shè)計(jì)

(1)全部采用測(cè)溫電阻引線一體化設(shè)計(jì)，中間沒(méi)有任何轉(zhuǎn)接及斷點(diǎn)，上導(dǎo)、下導(dǎo)、推力電阻引線通過(guò)出線裝置直接接至測(cè)溫柜，水導(dǎo)經(jīng)水車(chē)室端子箱接至測(cè)溫柜。

(2)采用特制耐油的導(dǎo)線，導(dǎo)線長(zhǎng)期浸泡在油里出現(xiàn)變硬變脆是由于導(dǎo)線最外層絕緣層材料選擇不合理造成的，原導(dǎo)線外皮材料是PVC材料，其耐油、耐溫性能較差。在溫度較高場(chǎng)合，它的耐油性能會(huì)大大降低，使用壽命會(huì)縮短很多，在較高溫度的油中長(zhǎng)時(shí)間浸泡后，導(dǎo)線會(huì)出現(xiàn)變硬、變脆的現(xiàn)象。

(3)將現(xiàn)有測(cè)溫電阻固定螺紋結(jié)構(gòu)更換為活動(dòng)螺紋結(jié)構(gòu)，方便拆裝。此技術(shù)屬?lài)?guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，波紋管與測(cè)溫探頭采用攻絲冷軋連接方式，解決了波紋管與測(cè)溫探頭連接處容易斷開(kāi)的問(wèn)題。

(4)將油槽出線裝置改造，改變現(xiàn)有油槽出線方式，上導(dǎo)、推力、下導(dǎo)油槽出線裝置。便于檢修時(shí)拆除接線，拆除電阻時(shí)只用將航空插頭扭開(kāi)，不用將整個(gè)測(cè)溫電阻拔出，整根電纜退出，大大節(jié)約了檢修時(shí)拆除測(cè)溫電阻的人力和時(shí)間。

(5)改造后對(duì)安全接地和等電位接地按規(guī)范要求進(jìn)行，電纜屏蔽層接入等電位接地排，盤(pán)柜及設(shè)備外殼接入安全接地排。

4 改造后應(yīng)用效果

4.1 直接效益

檢修時(shí)大大縮短了拆裝測(cè)溫電阻的作業(yè)時(shí)間，由原來(lái)的兩天縮短到只用半天就可拆裝電阻，提高了設(shè)備等效可用系數(shù)。

4.2 間接效益

改造優(yōu)化后機(jī)組運(yùn)行工況較好、安全系數(shù)有所提升，設(shè)備使用壽命大大延長(zhǎng)，降低了機(jī)組的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

4.3 改造前后對(duì)比效果

改造前 改造后

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)亭子口電站機(jī)組各部軸承測(cè)溫電阻進(jìn)行改造優(yōu)化，改造后設(shè)備運(yùn)行正常，簡(jiǎn)化了回路，降低了故障率，既解決漏油滲油問(wèn)題，又大大減輕檢修人員拆裝電阻的施工難度，提高了勞動(dòng)效率，確保了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。