龍灘電站6號(hào)機(jī)組水導(dǎo)瓦溫異常的處理

龍灘電站6號(hào)機(jī)組水導(dǎo)瓦溫異常的處理

龍灘水庫(kù)是集防洪、發(fā)電、交通運(yùn)輸?shù)裙δ苡诩t水河的大型水電工程。水庫(kù)所在地位于廣西天峨縣，距天峨縣15公里。電站地下廠房?jī)?nèi)共裝設(shè)9臺(tái)單機(jī)容量為700MW的水輪發(fā)電機(jī)組(前期7臺(tái),后期2臺(tái)),是目前國(guó)內(nèi)在建電站中總裝機(jī)容量?jī)H次于長(zhǎng)江三峽的第二大水電站。電站機(jī)組在系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用任務(wù)。16發(fā)電機(jī)及水導(dǎo)軸承的工作原理電站6號(hào)機(jī)組的發(fā)電機(jī)為立軸半傘式三相凸極同步發(fā)電機(jī),型號(hào)為SF700-56/16090,額定轉(zhuǎn)速107.1r/min,飛逸轉(zhuǎn)速214r/min。發(fā)電機(jī)推力軸承布置在下機(jī)架中心體上部,共有18塊推力瓦。推力瓦由薄瓦和厚瓦組成,設(shè)計(jì)推力負(fù)荷為3600t。推力軸承采用外加泵外循環(huán)潤(rùn)滑冷卻,設(shè)高壓油頂起系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)的上導(dǎo)軸承及下導(dǎo)軸承為稀油潤(rùn)滑、同心型分塊瓦自潤(rùn)滑軸承,冷卻方式為內(nèi)循環(huán)。軸承瓦的支撐為平鍵支撐結(jié)構(gòu),導(dǎo)瓦與軸領(lǐng)的間隙通過(guò)測(cè)量并配加工鍵的厚度來(lái)保證。上導(dǎo)軸承布置在上機(jī)架中心體內(nèi),安裝16塊巴氏合金瓦;下導(dǎo)軸承布置在下機(jī)架中心體內(nèi),安裝12塊巴氏合金瓦。6號(hào)機(jī)組的水輪機(jī)為立軸混流式,型號(hào)為HLS152-LJ-790,最大出力為790MW,額定流量為554.52m3/s。水輪機(jī)的水導(dǎo)軸承為稀油潤(rùn)滑、非同心型分塊瓦自潤(rùn)滑軸承。軸承瓦的支撐通過(guò)其背后的墊塊將徑向力直接傳遞到頂蓋的支持環(huán)板上,并通過(guò)楔子板調(diào)整軸瓦間隙。水導(dǎo)軸承也采用外加泵外循環(huán)潤(rùn)滑冷卻。機(jī)組啟動(dòng)時(shí),經(jīng)冷卻器冷卻的冷油通過(guò)軸瓦上部的環(huán)管和噴油管,將油均勻的噴淋在軸瓦之間和軸領(lǐng)上,并通過(guò)軸領(lǐng)的轉(zhuǎn)動(dòng)將油帶入軸瓦表面。水導(dǎo)軸承布置在頂蓋中心體內(nèi),安裝24塊巴氏合金瓦。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。2水導(dǎo)軸承1號(hào)、15號(hào)瓦溫上升快6號(hào)機(jī)組自2008年12月投入商業(yè)運(yùn)行至故障發(fā)生前,已安全穩(wěn)定運(yùn)行2年零3個(gè)月。期間共進(jìn)行機(jī)組C修2次。2011-03-22,6號(hào)機(jī)組按電網(wǎng)下達(dá)的負(fù)荷曲線正常運(yùn)行。08:30,6號(hào)機(jī)組開機(jī)并網(wǎng),帶全日最高負(fù)荷560MW運(yùn)行。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行38min后,即09:08,運(yùn)行監(jiān)屏人員發(fā)現(xiàn)水導(dǎo)軸承1號(hào)和15號(hào)瓦(兩瓦空間布置位置基本成180°)瓦溫均為51℃,與前一天機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)水導(dǎo)瓦溫(1號(hào)瓦溫為44℃,15號(hào)瓦溫為49℃)相比突然上升較大,且有緩慢上升趨勢(shì)。查看水導(dǎo)其他軸瓦溫度曲線,除1,15號(hào)瓦外,其余瓦溫均在50℃以下,且穩(wěn)定不變。查看上導(dǎo)瓦、下導(dǎo)瓦的溫度曲線,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常。雖然1,15號(hào)瓦沒(méi)有達(dá)到穩(wěn)定限制值(報(bào)警溫度為65℃,事故停機(jī)穩(wěn)定為70℃),但溫度的異常上升引起電站的高度重視,決定停機(jī)處理,以保證機(jī)組的安全運(yùn)行。針對(duì)出現(xiàn)的異常問(wèn)題,檢修人員立即檢查機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)的水壓、流量、水導(dǎo)外循環(huán)油泵的運(yùn)行情況、水導(dǎo)油位等參數(shù),均未發(fā)現(xiàn)異常;又將備用水導(dǎo)外循環(huán)冷卻器進(jìn)行了切換,1,15號(hào)水導(dǎo)瓦的溫度依舊呈上升的趨勢(shì)。對(duì)測(cè)溫電阻及回路也逐一進(jìn)行了測(cè)量,結(jié)果表明測(cè)溫電阻及回路正常。根據(jù)負(fù)荷曲線要求,11:51,6號(hào)機(jī)組正常解列停機(jī),此時(shí)1,15號(hào)水導(dǎo)瓦溫達(dá)到50.1℃。3原因分析3.1瓦間隙的影響水導(dǎo)瓦的間隙調(diào)整是通過(guò)安裝于水導(dǎo)瓦背部止推塊與支撐板之間的楔子板來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)楔子板下降時(shí),瓦間隙減小;楔子板上升時(shí),瓦間隙增大。楔子板上部的調(diào)節(jié)螺桿與楔子板的固定是通過(guò)螺紋鎖固劑和雙背帽防松來(lái)實(shí)現(xiàn)的。隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),在軸向力和周向摩擦力的聯(lián)合作用下,楔子板螺紋鎖固劑可能會(huì)失效或雙背帽可能會(huì)松動(dòng),導(dǎo)致調(diào)整螺桿松動(dòng)或松脫,使瓦間隙減小,瓦溫上升。3.2桿頂蓋固定楔子板背部的支撐板靠2個(gè)圓柱頭內(nèi)六角螺桿固定于頂蓋的支持環(huán)板上,屬懸臂梁支撐。一旦內(nèi)六角螺桿松動(dòng),支撐板就會(huì)下沉,進(jìn)而引起軸瓦間隙減小,瓦溫上升。3.3環(huán)管的再分配電站水輪機(jī)水導(dǎo)軸承的冷卻方式為外加泵外循環(huán)結(jié)構(gòu)。經(jīng)冷卻器冷卻后的潤(rùn)滑油通過(guò)軸瓦上部的環(huán)管再分配至兩軸瓦之間的噴油管上。每一個(gè)噴油管噴出的潤(rùn)滑油均勻地噴淋在軸瓦之間和軸領(lǐng)上,并通過(guò)軸領(lǐng)的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入軸瓦表面。如果噴油管堵塞,則該區(qū)域的潤(rùn)滑油量不足,軸瓦與軸領(lǐng)之間不能建立起足夠的油膜厚度,可能造成軸瓦與軸領(lǐng)半干摩擦或干摩擦,引起瓦溫升高。3.4油導(dǎo)油位下降水導(dǎo)油槽的滲油或甩油可能造成油槽的油位慢慢下降,如果油位計(jì)浮子再發(fā)生卡澀,會(huì)造成軸瓦與軸領(lǐng)潤(rùn)滑不足,引起瓦溫升高。3.5加熱設(shè)備不正確水導(dǎo)共有24塊軸瓦,每塊軸瓦均安裝一只Pt100測(cè)溫傳感器。如果測(cè)溫傳感器電阻值漂移,則監(jiān)控顯示將與實(shí)際瓦溫不符,誤報(bào)信號(hào)。3.6油室板與軸瓦間隙的確定在兩塊水導(dǎo)軸瓦之間安裝有一個(gè)間隔板,它與兩軸瓦共同組成一個(gè)油室。間隔板與軸瓦的間隙應(yīng)在2mm左右。由于安裝原因,可能使該處間隙過(guò)小,導(dǎo)致間隔板容易刮碰到軸瓦,引起軸瓦擺動(dòng)受限發(fā)卡,油膜不容易形成,瓦溫升高。3.7油噴管與軸端之間的距離過(guò)小噴油管與軸領(lǐng)的間隙過(guò)小時(shí),噴油管容易與軸領(lǐng)刮碰并劃傷軸領(lǐng),導(dǎo)致瓦面損傷,瓦溫升高。4水導(dǎo)抽瓦檢查針對(duì)以上原因,電站在2011-03-22晚間電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)間段對(duì)6號(hào)機(jī)組進(jìn)行了檢查處理。(1)現(xiàn)場(chǎng)檢查水導(dǎo)油槽油位計(jì)無(wú)發(fā)卡現(xiàn)象,測(cè)量并檢查水導(dǎo)油槽的油位在定值范圍內(nèi),也未發(fā)現(xiàn)異常。(2)檢查測(cè)溫回路接線正確,對(duì)測(cè)溫電阻及回路進(jìn)行逐一測(cè)量,未發(fā)現(xiàn)異常。(3)將水導(dǎo)油槽蓋板分解,檢查楔子板背部支撐板的固定情況。未發(fā)現(xiàn)固定支撐板的2個(gè)圓柱頭內(nèi)六角螺桿與頂蓋支持環(huán)板有松動(dòng)現(xiàn)象。(4)將水導(dǎo)油槽蓋板分解,啟動(dòng)水導(dǎo)外循環(huán)油泵,進(jìn)行噴油管通油檢查。油孔噴油均勻,噴油量符合規(guī)定要求,未發(fā)現(xiàn)異常。噴油管與軸領(lǐng)間隙在15mm左右,與軸領(lǐng)無(wú)刮碰。(5)將水導(dǎo)油槽蓋板分解,檢查1號(hào)瓦楔子板的調(diào)整螺桿,發(fā)現(xiàn)該調(diào)整螺桿與楔子板已經(jīng)松脫(見圖2),楔子板已落下,軸瓦與軸領(lǐng)的間隙為0。檢查其余軸瓦的楔子板調(diào)整螺桿,未見松動(dòng)。對(duì)1號(hào)水導(dǎo)抽瓦后,發(fā)現(xiàn)瓦面中部已經(jīng)有輕微的磨損現(xiàn)象(見圖3),旋轉(zhuǎn)方向檢查無(wú)毛刺,不影響瓦運(yùn)行。15號(hào)瓦面檢查無(wú)異常。由于1號(hào)瓦間隙的減小,造成軸瓦總間隙變小,從而造成對(duì)側(cè)的15號(hào)瓦溫也升高。對(duì)水導(dǎo)1號(hào)軸瓦的楔子板調(diào)整螺桿、螺孔進(jìn)行清理,螺紋部位重新涂鎖固劑擰緊,裝回原調(diào)整套管,擰緊2個(gè)鎖緊螺母,恢復(fù)1號(hào)軸瓦的原間隙值。(6)對(duì)24個(gè)軸瓦之間的間隔板進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)6號(hào)～7號(hào)、9號(hào)～10號(hào)、10號(hào)～11號(hào)、16號(hào)～17號(hào)瓦之間的4塊間隔板與軸瓦之間的間隙過(guò)小(0.05mm塞尺無(wú)法通過(guò))。將各軸瓦拆出后,進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)打磨處理,保證軸瓦間隙在2mm左右。經(jīng)過(guò)以上處理后,機(jī)組于2011-03-23T00:03開機(jī)空轉(zhuǎn),進(jìn)行瓦溫考驗(yàn)試驗(yàn)。歷時(shí)3h30min,1號(hào)水導(dǎo)瓦溫最終為36℃并穩(wěn)定,其他各瓦溫也正常并穩(wěn)定。5安裝噴油管與軸瓦的間隙檢查及對(duì)設(shè)備的影響(1)水導(dǎo)軸瓦楔子板與調(diào)整螺桿連接的緊固性及穩(wěn)定性是機(jī)組檢修中容易忽視的環(huán)節(jié)。只有從細(xì)處入手,才能消除隱患,保證機(jī)組的安全運(yùn)行。檢修時(shí),要認(rèn)真對(duì)軸瓦之間的間隔板與軸瓦的間隙進(jìn)行檢查,一旦發(fā)現(xiàn)間隙過(guò)小,就必須及時(shí)處理。同時(shí),噴油管與軸領(lǐng)的間隙檢查也是不容忽視的,盡管設(shè)計(jì)間隙足夠大,但機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行后可能造成間隙值變小,如不注意,容