龍灘電站6號機組水導瓦溫異常的處理

龍灘電站6號機組水導瓦溫異常的處理

龍灘水庫是集防洪、發(fā)電、交通運輸?shù)裙δ苡诩t水河的大型水電工程。水庫所在地位于廣西天峨縣，距天峨縣15公里。電站地下廠房內(nèi)共裝設9臺單機容量為700MW的水輪發(fā)電機組(前期7臺,后期2臺),是目前國內(nèi)在建電站中總裝機容量僅次于長江三峽的第二大水電站。電站機組在系統(tǒng)中擔任調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用任務。16發(fā)電機及水導軸承的工作原理電站6號機組的發(fā)電機為立軸半傘式三相凸極同步發(fā)電機,型號為SF700-56/16090,額定轉(zhuǎn)速107.1r/min,飛逸轉(zhuǎn)速214r/min。發(fā)電機推力軸承布置在下機架中心體上部,共有18塊推力瓦。推力瓦由薄瓦和厚瓦組成,設計推力負荷為3600t。推力軸承采用外加泵外循環(huán)潤滑冷卻,設高壓油頂起系統(tǒng)。發(fā)電機的上導軸承及下導軸承為稀油潤滑、同心型分塊瓦自潤滑軸承,冷卻方式為內(nèi)循環(huán)。軸承瓦的支撐為平鍵支撐結構,導瓦與軸領的間隙通過測量并配加工鍵的厚度來保證。上導軸承布置在上機架中心體內(nèi),安裝16塊巴氏合金瓦;下導軸承布置在下機架中心體內(nèi),安裝12塊巴氏合金瓦。6號機組的水輪機為立軸混流式,型號為HLS152-LJ-790,最大出力為790MW,額定流量為554.52m3/s。水輪機的水導軸承為稀油潤滑、非同心型分塊瓦自潤滑軸承。軸承瓦的支撐通過其背后的墊塊將徑向力直接傳遞到頂蓋的支持環(huán)板上,并通過楔子板調(diào)整軸瓦間隙。水導軸承也采用外加泵外循環(huán)潤滑冷卻。機組啟動時,經(jīng)冷卻器冷卻的冷油通過軸瓦上部的環(huán)管和噴油管,將油均勻的噴淋在軸瓦之間和軸領上,并通過軸領的轉(zhuǎn)動將油帶入軸瓦表面。水導軸承布置在頂蓋中心體內(nèi),安裝24塊巴氏合金瓦。具體結構如圖1所示。2水導軸承1號、15號瓦溫上升快6號機組自2008年12月投入商業(yè)運行至故障發(fā)生前,已安全穩(wěn)定運行2年零3個月。期間共進行機組C修2次。2011-03-22,6號機組按電網(wǎng)下達的負荷曲線正常運行。08:30,6號機組開機并網(wǎng),帶全日最高負荷560MW運行。當機組運行38min后,即09:08,運行監(jiān)屏人員發(fā)現(xiàn)水導軸承1號和15號瓦(兩瓦空間布置位置基本成180°)瓦溫均為51℃,與前一天機組穩(wěn)定運行時水導瓦溫(1號瓦溫為44℃,15號瓦溫為49℃)相比突然上升較大,且有緩慢上升趨勢。查看水導其他軸瓦溫度曲線,除1,15號瓦外,其余瓦溫均在50℃以下,且穩(wěn)定不變。查看上導瓦、下導瓦的溫度曲線,沒有發(fā)現(xiàn)異常。雖然1,15號瓦沒有達到穩(wěn)定限制值(報警溫度為65℃,事故停機穩(wěn)定為70℃),但溫度的異常上升引起電站的高度重視,決定停機處理,以保證機組的安全運行。針對出現(xiàn)的異常問題,檢修人員立即檢查機組技術供水系統(tǒng)的水壓、流量、水導外循環(huán)油泵的運行情況、水導油位等參數(shù),均未發(fā)現(xiàn)異常;又將備用水導外循環(huán)冷卻器進行了切換,1,15號水導瓦的溫度依舊呈上升的趨勢。對測溫電阻及回路也逐一進行了測量,結果表明測溫電阻及回路正常。根據(jù)負荷曲線要求,11:51,6號機組正常解列停機,此時1,15號水導瓦溫達到50.1℃。3原因分析3.1瓦間隙的影響水導瓦的間隙調(diào)整是通過安裝于水導瓦背部止推塊與支撐板之間的楔子板來實現(xiàn)的。當楔子板下降時,瓦間隙減小;楔子板上升時,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螺紋鎖固劑和雙背帽防松來實現(xiàn)的。隨著運行時間的延長,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失效或雙背帽可能會松動,導致調(diào)整螺桿松動或松脫,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,支撐板就會下沉,進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水導軸承的冷卻方式為外加泵外循環(huán)結構。經(jīng)冷卻器冷卻后的潤滑油通過軸瓦上部的環(huán)管再分配至兩軸瓦之間的噴油管上。每一個噴油管噴出的潤滑油均勻地噴淋在軸瓦之間和軸領上,并通過軸領的轉(zhuǎn)動進入軸瓦表面。如果噴油管堵塞,則該區(qū)域的潤滑油量不足,軸瓦與軸領之間不能建立起足夠的油膜厚度,可能造成軸瓦與軸領半干摩擦或干摩擦,引起瓦溫升高。3.4油導油位下降水導油槽的滲油或甩油可能造成油槽的油位慢慢下降,如果油位計浮子再發(fā)生卡澀,會造成軸瓦與軸領潤滑不足,引起瓦溫升高。3.5加熱設備不正確水導共有24塊軸瓦,每塊軸瓦均安裝一只Pt100測溫傳感器。如果測溫傳感器電阻值漂移,則監(jiān)控顯示將與實際瓦溫不符,誤報信號。3.6油室板與軸瓦間隙的確定在兩塊水導軸瓦之間安裝有一個間隔板,它與兩軸瓦共同組成一個油室。間隔板與軸瓦的間隙應在2mm左右。由于安裝原因,可能使該處間隙過小,導致間隔板容易刮碰到軸瓦,引起軸瓦擺動受限發(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小噴油管與軸領的間隙過小時,噴油管容易與軸領刮碰并劃傷軸領,導致瓦面損傷,瓦溫升高。4水導抽瓦檢查針對以上原因,電站在2011-03-22晚間電網(wǎng)負荷低谷時間段對6號機組進行了檢查處理。(1)現(xiàn)場檢查水導油槽油位計無發(fā)卡現(xiàn)象,測量并檢查水導油槽的油位在定值范圍內(nèi),也未發(fā)現(xiàn)異常。(2)檢查測溫回路接線正確,對測溫電阻及回路進行逐一測量,未發(fā)現(xiàn)異常。(3)將水導油槽蓋板分解,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個圓柱頭內(nèi)六角螺桿與頂蓋支持環(huán)板有松動現(xiàn)象。(4)將水導油槽蓋板分解,啟動水導外循環(huán)油泵,進行噴油管通油檢查。油孔噴油均勻,噴油量符合規(guī)定要求,未發(fā)現(xiàn)異常。噴油管與軸領間隙在15mm左右,與軸領無刮碰。(5)將水導油槽蓋板分解,檢查1號瓦楔子板的調(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,軸瓦與軸領的間隙為0。檢查其余軸瓦的楔子板調(diào)整螺桿,未見松動。對1號水導抽瓦后,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)方向檢查無毛刺,不影響瓦運行。15號瓦面檢查無異常。由于1號瓦間隙的減小,造成軸瓦總間隙變小,從而造成對側的15號瓦溫也升高。對水導1號軸瓦的楔子板調(diào)整螺桿、螺孔進行清理,螺紋部位重新涂鎖固劑擰緊,裝回原調(diào)整套管,擰緊2個鎖緊螺母,恢復1號軸瓦的原間隙值。(6)對24個軸瓦之間的間隔板進行檢查,發(fā)現(xiàn)6號～7號、9號～10號、10號～11號、16號～17號瓦之間的4塊間隔板與軸瓦之間的間隙過小(0.05mm塞尺無法通過)。將各軸瓦拆出后,進行了現(xiàn)場打磨處理,保證軸瓦間隙在2mm左右。經(jīng)過以上處理后,機組于2011-03-23T00:03開機空轉(zhuǎn),進行瓦溫考驗試驗。歷時3h30min,1號水導瓦溫最終為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設備的影響(1)水導軸瓦楔子板與調(diào)整螺桿連接的緊固性及穩(wěn)定性是機組檢修中容易忽視的環(huán)節(jié)。只有從細處入手,才能消除隱患,保證機組的安全運行。檢修時,要認真對軸瓦之間的間隔板與軸瓦的間隙進行檢查,一旦發(fā)現(xiàn)間隙過小,就必須及時處理。同時,噴油管與軸領的間隙檢查也是不容忽視的,盡管設計間隙足夠大,但機組長期運行后可能造成間隙值變小,如不注意,容