燈泡貫流式機組低壓油系統主油箱進水分析

茍 方 映

(華電雅安發電有限公司，四川 雅安　625000)

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燈泡貫流式機組低壓油系統主油箱進水分析

茍 方 映

(華電雅安發電有限公司，四川 雅安625000)

摘要：主軸密封處的潤滑水對于主油密封是必不可少的，該水可以使得工作密封和主軸接觸后，在接觸面上產生壓強，所以會產生一定的漏水量從壓墊水箱的排水管排除，但一旦漏水量偏大，就應該及時處理，以避免漏水甩出，進入主油箱，進而對機組的安全運行造成威脅。

關鍵詞：潤滑油系統；油箱進水；判定標準；問題分析處理

0引言

水津關電站位于雅安市雨城區草壩鎮，上距雅安城區13 km，下距草壩鎮3 km。上游與已建成大興電站相銜接，下游與已建成鬼都府電站相銜接。該電站屬于河床式開發，水庫正常蓄水位549.00 m，正常蓄水位時庫容為596萬m3。電站機組額定水頭12 m，設計引用流量為596 m3/s，總裝機容量為63 MW。該水輪機組使用天發重型水電設備制造有限公司GZTF07C-WP-480，直接與額定容量為23.33 MVA、型號 為SFWG21-50/5590的發電機同軸連接，臥式布置，機組轉動部分采用兩支點雙懸臂機構。

1軸承潤滑油系統概況

燈泡貫流式水輪發電機使用的潤滑油系統為發電機組合軸承、水輪機導軸承輸送潤滑油，使軸承和滑動部分形成油膜，以潤滑油內部的摩擦代替固體干摩擦，從而減少設備的發熱和摩擦，延長設備壽命，保證設備的性能和安全。除此之外，它還具有散熱的作用：潤滑油的溫度因轉動部件的摩擦而升高，在對流作用下，將熱量帶出，再經過油冷卻器將其熱量傳導給冷卻水，從而使油和設備的溫度不致升高而超過規定值，保證設備的安全運行。

水津關電站發電機組轉動部分為二支點雙懸臂結構，設有發電機組合軸承和水導軸承，兩套軸承共用一套軸承潤滑油系統。組合軸承位于發電機的下游測，由正推力軸承、反推力軸承和發導軸承組成；水導軸承在水輪機主軸密封的上方。機組軸承潤滑油系統包含一個軸承潤滑油系統和一個高壓力油系統，這兩個部分運行時共用一個低位軸承油箱。水津關電站1機組軸承潤滑油系統采用哈爾濱哈控事業有限公司GXYZ-B12/445型高低壓稀油潤滑站。其軸承供油系統原理圖如圖 1 所示。

稀油站分為主油箱與高位油箱兩部分，低壓油泵裝于主油箱上，低壓油系統中設有溢流閥、過濾器、冷卻器，通過低壓油泵將壓力油打至高位油箱，利用高位油箱的靜壓頭，將潤滑油分別注入發電機導軸承、組合軸承、水導軸承油箱，供軸承潤滑使用。

燈泡貫流式水輪發電機軸承的供油方式通常采用兩種供油方式，即：

(1)直接供油方式。由潤滑油泵將油直接送至各軸承，高位潤滑油箱作為機組事故時的備用油箱。

(2)間接供油方式。由高位潤滑油箱經管道供油至各軸承，然后流匯入低位油箱，再經油泵把低位油箱的油提升至高位郵箱，如此反復。

水津關電站采用間接供油方式，為了保證機組的正常安全地運行，系統的冷卻系統是至關重要的，它帶走機組運行過程中所產生的全部熱量，延長機組的使用壽命，降低維護和檢修成本具有重要作用。良好的冷卻系統為發電機的出力和發電機事故的減少提供了保證。水津關電站的低壓油系統使用中國啟東市貝利特潤滑設備有限公司GLCQ5-34/1.6型列管式油冷卻器，公稱壓力

1.6 MPa，冷卻面積34 m2，數量為兩臺，一臺主用，一臺備用，機組在運行過程中，可以進行相互切換。

圖1　軸承供油系統示意圖

2主油箱進水判定標準

水津關電站發電機組軸承潤滑油系統多年來運行狀態穩定，在筆者多年的維護和檢修的從業經驗中，對于主油箱進水問題有一些檢修經驗。對于發電機組的潤滑油系統來說，良好的封閉性是必不可少的，但在油的循環系統中，又必須利用水來冷卻溫度較高的油，所以在油冷卻器處的密封要求是嚴格的。 水津關電站主油箱中安裝有油混水信號器，主要用于電站潤滑油系統中含水量的自動化檢測，當油箱中含水量超過報警設定值時，發出報警信號，提醒值班人員及時檢查系統。主油箱進水的判斷標準有兩點：

(1)主油箱油混水信號器出現報警信號；

(2)油泵在持續運行過程中油位傳感顯示油位在呈現緩慢上升趨勢。

系統安裝自動化檢測設備，維修人員可以快速判斷水電站系統中是那個系統處出了問題，但準確的分析出問題的原因，是需要一些經驗積累的。下面結合筆者的經驗來分析出現油混水問題的原因，說說油混水問題對系統的危害。

如果在潤滑油系統中混入了冷卻水，會降低潤滑油的潤滑性能。按規定，潤滑油中的含水量應在0.03%以下，但含水量超過0.1%時，潤滑油中的添加劑，如抗氧化劑、清凈分散劑等就會失效，這會加速潤滑油的氧化。若水和油混合，潤滑油被乳化成乳化液，這大大降低了潤滑性能。隨著潤滑油的循環流動，當水含量很高時，就會在機組和軸承的表面上形成粘稠狀混合物，對設備組件造成繡蝕，嚴重時造成“燒瓦”等運行事故。

3油混水問題的分析及處理

3.1低壓油系統中的油冷卻器漏水進入潤滑油系統分析及處理

當發現潤滑油中混入水后，我們首先應該分析水和油直接接觸的環節，即油冷卻裝置。潤滑油的循環帶走了機組軸承轉動所產生的熱量，這會造成潤滑油的溫度升高，而經過油冷卻器后，冷卻水會與油通過熱交換把熱量帶出潤滑油系統。

處理過程：經過對冷卻器的解體檢修，檢修過程中我們發現該油冷卻器的兩端密封橡膠圈位置發生了移動，并且已經發生了損壞，直接更換新的密封元件后，必須對密封元件密封效果進行合格測試，測試的目的是檢測冷卻器密封是否合格。

油冷卻器耐壓試驗合格的標準為：使用潔凈水源進行水壓試驗，試驗壓力為(設計壓力的1.5倍)并保持試驗壓力30分鐘，壓力未下降為合格。更換密封后，系統運行良好。

3.2主軸密封處壓墊水箱排水不暢進入潤滑油系統分析及處理

更換冷卻器密封后，壓力測試合格的同時將主油箱潤滑油靜置24小時排除底部水份，保證潤滑油油混水信號器復歸。機組開機運行不久，油混水傳感器又發出了報警信號。事故發生后，首先排除漏水量是否由冷卻器的密封不良引起的，經試驗排查，油冷卻器漏水被排除。

進入機組豎井內檢查主軸密封處發現壓墊水箱內積水較深并伴隨大軸旋轉成一股射流直接射向水導軸承下半部端面同時還發現泡體底部積水較多，經過故障排查此次進水部位為壓墊水箱排水不暢導致水源淤積進入主油箱。

原因分析：水津關電站用于主軸密封和機組空冷器和軸承冷卻器的水都來源于青衣江的河道取水，由于耗水量大，技術供水泵連續運行在只經過濾水器過濾造成水不能很好的沉淀和過濾，將沒有進一步處理的水流入主軸密封供水管后，導致主軸密封GFO纖維編制盤根磨損嚴重堵塞主軸密封排水管，造成主軸密封效果較差。同時水雜質造成的摩擦易造成密封損壞，在停機檢修過程中，發現主軸密封處壓墊水箱排水管中存在大量的工作密封(GFO纖維編織盤根)碎纖維，造成圍繞在密封襯套上的4道GFO纖維編織盤根不同程度的損傷，導致工作密封漏水量過大和堵塞排水管。

因主軸密封磨損嚴重造成漏水量過大，同時壓墊水箱排水管雜物淤積造成排水不暢，致使漏水從壓墊水箱甩出，溢出的漏水沿著旋轉的主軸流入水導軸承下游端蓋，端蓋將水導軸承的冷卻油及漏水，一同排入低位油箱，低位油箱再將油水混合物泵入高位油箱，高位油箱經供油管路流入各部軸承，如此循環最終造成整個潤滑油系統油混水。

處理過程：靜置主油箱潤滑油24小時并排除底部水份，保證主油箱潤滑油油混水信號器復歸；更換主軸密封GFO纖維編制盤根并調整主軸密封壓緊螺栓；清洗壓墊水箱排水管淤積雜物并進行排水管通水試驗；更改主軸密封水的取水源變更為經過沉淀的備用水源消防供水源。經過機組運行驗證，主軸密封處漏水量減少同時壓墊水箱無積水，所以為了避免冷卻水混入主油箱問題，主軸密封用水的過濾效果是不可忽視的。

4結語

筆者結合多年在水津關電站維護和檢修崗位工作的經驗，分析了主郵箱混入冷卻水的原因，找到了有效的解決辦法，避免了機組異常情況的發生，保證了機組潤滑油系統的良好性能，進而提高了機組運行的穩定性。從實踐中可知，主軸密封處的潤滑水對于主油密封是必不可少的，該水可以使得工作密封和主軸接觸后，在接觸面上產生壓強，所以會產生一定的漏水量從壓墊水箱的排水管排除，但一旦漏水量偏大，就應該及時處理，以避免漏水甩出，進入主油箱，進而對機組的安全運行造成威脅。同時也說明，用于主軸密封的清潔用水要注意其水質問題。 維護人員要定期的清除排水管處的雜質，避免對排水管造成堵塞。

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茍方映(1985-), 男，助理工程師，四川巴中人，從事水電站維護檢修管理工作.

(責任編輯：卓政昌)

董事長訪談

作者簡介:

收稿日期:2015-12-25

文章編號:1001-2184(2016)01-0118-03

文獻標識碼:B

中圖分類號:TK733+.8；U664.81+3