水輪發(fā)電機(jī)組軸承瓦溫高的原因分析及對(duì)策

常軍偉

摘要：文章介紹水輪發(fā)電機(jī)組軸承瓦溫高的現(xiàn)象，分析引起水輪發(fā)電機(jī)組中軸承瓦溫高的原因以及簡(jiǎn)單的處理措施，針對(duì)某水電廠的情況提出了相應(yīng)改進(jìn)措施，并且根據(jù)某水電廠的一起實(shí)際案例來介紹其故障處理過程和結(jié)果。

關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機(jī)組;軸承瓦溫高;原因;對(duì)策

1引言

目前隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源緊缺和環(huán)境惡化問題不斷加劇，各國(guó)都加大了對(duì)清潔型可再生資源的開發(fā)和利用力度。我國(guó)近年來也加大了對(duì)水能的開發(fā)和利用，水電站的建設(shè)數(shù)量不斷增加，并且水輪發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量和機(jī)組參數(shù)也在隨之而增加。水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中比較常見的故障之一就是機(jī)組軸承中推力軸承瓦溫較高的故障，其通常是由冷卻水中斷或者推力軸承絕緣不良等因素引起的，此外，在對(duì)機(jī)組檢修之后而導(dǎo)致質(zhì)量沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求使得各推力瓦之間的受力不夠均勻也是引起軸承瓦溫過高的原因之一。需要在水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行中針對(duì)引起軸承瓦溫過高的具體原因來采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理和改進(jìn)。

2水輪發(fā)電機(jī)組軸承瓦溫高的現(xiàn)象

水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行過程中，其軸承不同所以軸承瓦溫異常的溫度標(biāo)準(zhǔn)也有所不同，對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)組中使用彈性金屬塑料推力軸承來說，按照標(biāo)準(zhǔn)要求其軸承瓦溫不應(yīng)超過55℃，否則就會(huì)發(fā)出瓦溫升高的警報(bào)。而對(duì)于推力軸承巴氏合金軸承瓦來說，其軸承瓦的最高警報(bào)溫度為80℃，而導(dǎo)軸承巴氏合金瓦溫警報(bào)溫度為75℃，此溫度通常都比軸承瓦溫的最大極限溫度低10～15℃。而且在不同的水輪發(fā)電機(jī)組中，根據(jù)其系統(tǒng)的具體情況還會(huì)對(duì)此警報(bào)溫度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，但是最高不應(yīng)超過上述溫度，并且其正常運(yùn)行中的軸承瓦溫也不應(yīng)超過相關(guān)規(guī)范的要求。如果在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)軸承瓦溫比規(guī)范溫度超出2～3℃時(shí)就需要對(duì)導(dǎo)致軸承瓦溫異常的原因進(jìn)行分析并對(duì)此故障進(jìn)行處理。

3水輪發(fā)電機(jī)組軸承瓦溫高的原因分析

3.1冷卻水中斷的原因分析

在傳統(tǒng)的水輪發(fā)電機(jī)組軸承瓦溫高的原因分析中認(rèn)為，其中的一個(gè)原因就是由于冷卻水中斷而引起的，但是在目前的水輪發(fā)電機(jī)組中，由于此原因引起的軸承瓦溫高的現(xiàn)象較少，這主要是由于在目前的水輪發(fā)電機(jī)組中，一旦出現(xiàn)冷卻水中斷的問題就會(huì)發(fā)出相應(yīng)的冷卻水中斷信號(hào)和警報(bào)，而且根據(jù)實(shí)際運(yùn)行可知，如果出現(xiàn)冷卻水中斷的問題，需要經(jīng)過較長(zhǎng)的時(shí)間才能導(dǎo)致油溫的升高以及軸承瓦溫的升高，而且此時(shí)間與機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷也有著較大的關(guān)系，所以通常在冷卻水中斷并發(fā)出信號(hào)之后對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行處理，通常不會(huì)引起軸承瓦溫升高的問題。而如果冷卻水中斷之后的信號(hào)器出現(xiàn)故障而無法及時(shí)進(jìn)行信號(hào)傳遞，并且此時(shí)機(jī)組處于較大的負(fù)荷狀態(tài)下，則在短時(shí)間內(nèi)可能會(huì)導(dǎo)致軸承瓦溫的升高。此時(shí)如果經(jīng)過檢查之后是發(fā)現(xiàn)水壓不足，就需要對(duì)調(diào)節(jié)閥和過濾器進(jìn)行檢查，而如果直接發(fā)生冷卻水中斷的問題，則要對(duì)常開閥和電磁閥進(jìn)行檢查。

3.2軸承油面下降的原因

當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)軸承瓦溫高的問題時(shí)，首先需要對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合分析來對(duì)軸承瓦溫高的故障進(jìn)行確定，所進(jìn)行判斷的依據(jù)就是事故故障光字牌、機(jī)旁盤故障燈亮、測(cè)溫盤溫度計(jì)升至故障以上、巡檢儀指示故障點(diǎn)及故障溫度、上位機(jī)的溫度棒型圖指示瓦溫升高至故障溫度以上，只有發(fā)生了上述現(xiàn)象之后才能確定機(jī)組真正發(fā)生了軸承瓦溫高的故障。其次是確定了軸承瓦溫高的真實(shí)性之后就需要對(duì)油槽軸承油面進(jìn)行檢查，檢查的目的就是確定是否是由于此原因引起的軸承瓦溫高的故障。如果經(jīng)過檢查之后發(fā)現(xiàn)油槽軸承油面低于規(guī)定數(shù)值，則需要繼續(xù)檢查是否存在軸承油泄漏之處，如果確定為軸承油泄漏而導(dǎo)致的上述問題，則要對(duì)瓦溫的數(shù)值以及瓦溫升高的速度進(jìn)行判斷來決定是否要進(jìn)行正常停機(jī)或者緊急停機(jī)進(jìn)行故障處理。而油面下降問題發(fā)生會(huì)發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)信號(hào)，所以也通常不會(huì)由于此種原因而導(dǎo)致軸承瓦溫過高。

3.3軸承油質(zhì)的原因

在水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)軸承瓦溫高故障發(fā)生之后，在對(duì)油槽軸承油面進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)其油面升高，則判斷可能為軸承進(jìn)水的原因而導(dǎo)致的，此時(shí)就需要進(jìn)行停機(jī)處理。而且如果軸承油的顏色發(fā)生較大的變化，此時(shí)就需要對(duì)油質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)，并對(duì)軸電流進(jìn)行測(cè)量，然后根據(jù)瓦溫以及油溫的情況來判斷是否需要進(jìn)行停機(jī)處理。對(duì)于采用外循環(huán)冷卻方式的軸承，還需要對(duì)軸承油的油流情況進(jìn)行排查。

3.4其他原因

在水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)軸承瓦溫高的故障時(shí)，還要對(duì)其內(nèi)部的異常聲響進(jìn)行檢查，檢查軸承是否存在異?，F(xiàn)象，然后根據(jù)機(jī)組的振動(dòng)和擺度檢查結(jié)果來判斷是否需要進(jìn)行停機(jī)處理，如果振動(dòng)擺度超出規(guī)定范圍需要停機(jī)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析以及原因查找。此外，推力軸承絕緣不良而導(dǎo)致油質(zhì)劣化，以及在對(duì)機(jī)組進(jìn)行檢修之后由于沒有按照操作規(guī)程進(jìn)行檢修而導(dǎo)致推力瓦之間的受力不均，以及推力軸承測(cè)溫元件及其引線損壞或者溫度計(jì)以及巡檢儀等出現(xiàn)故障等沒有發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)，也都是引起軸承瓦溫過高的原因。

4水輪發(fā)電機(jī)組軸承瓦溫高的改進(jìn)措施

以某水電廠為例，其對(duì)軸承瓦溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)所采用的溫度計(jì)為電阻型，而且此溫度計(jì)被設(shè)置在軸瓦內(nèi)，測(cè)量的原理就是根據(jù)電橋原理將所測(cè)得的溫度上上位機(jī)進(jìn)行傳送。但是由于此種類型的溫度計(jì)通常具有較長(zhǎng)的引線，而且需要通過引線與端子排進(jìn)行連接，所以在機(jī)組的正常運(yùn)行中會(huì)由于長(zhǎng)時(shí)間的振動(dòng)問題而使得溫度計(jì)端子排的螺栓出現(xiàn)松動(dòng)而增加電阻，這就會(huì)導(dǎo)致此溫度監(jiān)測(cè)和報(bào)警信號(hào)出現(xiàn)誤報(bào)而導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)的事故。所以為了避免上述問題的發(fā)生，就需要將一個(gè)連接片串聯(lián)在溫度信號(hào)器觸點(diǎn)到瓦溫過高警報(bào)信號(hào)器的線圈之間，而且此連接片在機(jī)組的正常運(yùn)行過程中是處于退出的狀態(tài)。

5處理結(jié)果

以某水電廠的一例軸承瓦溫升高事故為例，在現(xiàn)地控制單元上將其中某機(jī)組進(jìn)行并網(wǎng)運(yùn)行，而且在其有功負(fù)荷為8MW而且并網(wǎng)運(yùn)行之后對(duì)此機(jī)組進(jìn)行了全面檢查，且沒有查到任何問題。但是在運(yùn)行了大概10min之后就出現(xiàn)了機(jī)組出口斷路器跳閘的故障，這導(dǎo)致了此機(jī)組的甩負(fù)荷停機(jī)，然后此時(shí)對(duì)保護(hù)屏進(jìn)行檢查也沒有查出任何問題，而且檢查之后發(fā)現(xiàn)軸承瓦出現(xiàn)了溫度升高的問題。此外對(duì)上導(dǎo)油槽外部的溫度、油位、油質(zhì)、油色以及發(fā)電機(jī)風(fēng)洞等都進(jìn)行了檢查也沒有發(fā)現(xiàn)異常，但是在對(duì)測(cè)溫回路進(jìn)行檢查時(shí)卻發(fā)現(xiàn)了其中存在斷線的問題。因此對(duì)此問題進(jìn)行深入檢查發(fā)現(xiàn)，上機(jī)架外端子排上的測(cè)溫線接線柱沒有進(jìn)行接線端子的安裝，而是直接將其與接線柱進(jìn)行連接，而且二者的連接部位也出現(xiàn)了一定程度的銹蝕現(xiàn)象，所以可以判斷出導(dǎo)致上導(dǎo)軸承瓦溫升高的原因就是由于接線端由于銹蝕而導(dǎo)致電阻增大而引起的。然后就對(duì)此接線端子進(jìn)行了重新連接和加固，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)軸承瓦溫恢復(fù)到正常水平，然后將此機(jī)組投入運(yùn)行之后的12h之內(nèi)由專人進(jìn)行軸承瓦溫的實(shí)時(shí)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)此溫度一直維持在正常狀態(tài)并未發(fā)現(xiàn)升高的問題，證明此故障已經(jīng)被徹底排除。

6結(jié)語

水輪發(fā)電機(jī)組的軸承瓦溫異常對(duì)其正常運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響，所以要求水電廠運(yùn)行維護(hù)人員加強(qiáng)對(duì)機(jī)組運(yùn)行中軸承瓦溫的監(jiān)測(cè)，以及對(duì)冷卻器、冷卻水流量、冷卻水壓力、油槽油位和油質(zhì)等情況進(jìn)行檢查，并確保所用設(shè)備質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，降低機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)軸承瓦溫高的故障概率并在故障發(fā)生時(shí)進(jìn)行及時(shí)處理，確保機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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