某水電站大軸補(bǔ)氣管滲漏原因分析與處理

胡 暢，鄧方雄，趙小明

(國(guó)電大渡河大崗山水電開(kāi)發(fā)有限公司，四川 石棉 625409)

某水電站位于大渡河中游石棉縣境內(nèi)，電站總裝機(jī)容量2 600 MW，安裝4臺(tái)650 MW水輪發(fā)電機(jī)組，在系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)調(diào)峰、調(diào)頻，枯期擔(dān)負(fù)峰腰荷，汛期主要擔(dān)負(fù)基荷，是四川電力系統(tǒng)中骨干電站之一。

1 歷次機(jī)組大軸補(bǔ)氣管滲漏情況

2018年10月，1F機(jī)組首次發(fā)生大軸補(bǔ)氣管滲漏故障，漏水點(diǎn)為Ⅱ段與Ⅲ段結(jié)合處(轉(zhuǎn)子中心體處)，2019年、2020年相繼在不同的機(jī)組發(fā)生大軸補(bǔ)氣管滲漏缺陷。具體見(jiàn)表1。

表1 機(jī)組大軸補(bǔ)氣管滲漏缺陷情況

2019年3F機(jī)組發(fā)生大軸補(bǔ)氣管滲漏缺陷后，利用檢修期對(duì)B修4F機(jī)組大軸補(bǔ)氣裝置密封進(jìn)行了全部更換，對(duì)C修1F機(jī)組、2F機(jī)組大軸補(bǔ)氣管第Ⅴ段密封進(jìn)行了更換。C修3F機(jī)組在故障發(fā)生后更換了第Ⅴ段密封，檢修期未重復(fù)更換[1]。

2 機(jī)組大軸補(bǔ)氣管滲漏原因分析

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)為大軸補(bǔ)氣管結(jié)合處[2](見(jiàn)圖1)。起升大軸補(bǔ)氣管后，發(fā)現(xiàn)兩道密封條已經(jīng)老化失效，將其表面清洗后發(fā)現(xiàn)密封存在切割損壞的痕跡(見(jiàn)圖2)。判定缺陷原因?yàn)榇筝S補(bǔ)氣管結(jié)合處密封圈損壞及老化失效，導(dǎo)致大軸補(bǔ)氣管內(nèi)水滲入到補(bǔ)氣管與大軸間的空腔內(nèi)，積聚至大軸扭矩主鍵把合面滲出。

圖1 漏水點(diǎn)：大軸補(bǔ)氣管第Ⅲ段與第Ⅳ段結(jié)合處

圖2 大軸補(bǔ)氣管滲水示意圖

通過(guò)最近2年機(jī)組大軸補(bǔ)氣管漏水檢查，分析如下：一是第Ⅱ段Ⅴ型夾布組合密封失效漏水，原因是Ⅴ型組合密封材料為非圖紙要求的聚氨酯材料[3]；二是第Ⅳ段和第Ⅴ段的Φ5“O型”粘接丁腈橡膠密封圈失效漏水，密封圈有破損、硬化現(xiàn)象，原因可能是安裝時(shí)被擠壓損壞且材質(zhì)可能不合格。

3 機(jī)組大軸補(bǔ)氣管滲漏防范措施

為保證大軸補(bǔ)氣管不再發(fā)生類(lèi)似的滲漏現(xiàn)象，遵循保持原有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，改動(dòng)量最小的原則，現(xiàn)提出以下防范措施：

1)第Ⅱ、Ⅲ段Ⅴ型組合密封圈，按照?qǐng)D紙要求采用聚氨酯材料；

2)第Ⅳ段和第Ⅴ段的Φ5“O型”丁腈橡膠密封圈及大軸補(bǔ)氣管其他部位的“腈型”丁腈橡膠密封圈均不再采用粘接式，按照實(shí)際尺寸從廠(chǎng)家加工合格的整圓丁腈橡膠密封圈；

3)在第Ⅳ段和第Ⅴ段之間加裝法蘭面厚度30 mm、總厚度130 mm的不銹鋼中間法蘭，抬高第Ⅳ段高程30 mm，同時(shí)分別在緊鄰第Ⅳ段、第Ⅴ段裝設(shè)Φ5“O型”密封圈的兩道密封槽下方再加工兩道密封槽，用以裝設(shè)其他材料和型式的密封，如聚氨酯星型密封，增加第Ⅳ段、第Ⅴ段的密封可靠性；

4)分別與第Ⅳ段、第Ⅴ段配合的中間法蘭內(nèi)徑處加工15°工坡口，保證Φ口密封圈等不被擠壓損壞；

5)利用檢修期，對(duì)大軸補(bǔ)氣系統(tǒng)補(bǔ)氣閥、減震器分解檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理；

6)利用檢修期，對(duì)大軸補(bǔ)氣管進(jìn)行整體0.4 MPa耐壓試驗(yàn)，無(wú)滲漏；

7)從轉(zhuǎn)子中心體鉆孔增設(shè)漏水檢測(cè)裝置和視頻監(jiān)視裝置[4]，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)和監(jiān)視第大軸補(bǔ)氣管密封情況；

8)研發(fā)并配裝機(jī)組大軸中心補(bǔ)氣裝置漏水監(jiān)測(cè)裝置[5]。

4 治理效果評(píng)估

對(duì)大軸補(bǔ)氣管發(fā)生過(guò)滲漏的機(jī)組采取相應(yīng)防范措施后，機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中大軸補(bǔ)氣管未發(fā)生異常情況，能夠滿(mǎn)足機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)的需要，提高了機(jī)組的安全和可靠性。治理后效果評(píng)估見(jiàn)表2。

表2 機(jī)組大軸補(bǔ)氣管滲漏治理效果評(píng)估

5 結(jié) 語(yǔ)

成功消除此次重大缺陷以來(lái)，各機(jī)組一直安全穩(wěn)定運(yùn)行，工況良好。通過(guò)此次及時(shí)處理，成功消除機(jī)組大軸補(bǔ)氣管密封損壞導(dǎo)致轉(zhuǎn)子中心體滲水重大缺陷，有效防止因大軸補(bǔ)氣管滲水引發(fā)轉(zhuǎn)子絕緣降低造成機(jī)組事故停機(jī)事件的發(fā)生，同時(shí)，也為國(guó)內(nèi)外同類(lèi)型機(jī)組大軸補(bǔ)氣管滲水檢查處理積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。