立式水輪發電機組上導油槽瓦溫過高的故障解析與處理

【摘要】遼寧柴河水庫電站2#機組運行以來就始終存在著推力油槽內上導及推力瓦夏季溫度較高的問題， 2014年在2#機進行擴大性大修中，多方查找原因，最終發現2#機瓦溫高的原因是發電機組安裝時，推力頭和鏡板加工精度低，鏡板在推力瓦上運行不是做絕對的圓周運動，使上導瓦受到不平穩的創擊力，導致上導油槽各部瓦溫度過高。

【關鍵詞】發電機組；瓦溫高；處理方法；原因

1、序言：

遼寧柴河水庫電站為壩后式電站，該電站于1976年正式建成發電，總裝機容量為7030kw（2×3200kw，1×630kw），設計年發電量1450萬kwh，年利用小時2063h，其中兩臺立式機組單機裝機容量3200kw，發電設計水頭為30.5m，最大水頭43m，最小水頭24.4m，發點設計流量12.6m3/s，水輪機型號為HL240-LJ-140，發電機型號為TS325/36-20；另一臺機組為裝機容量630kw的臥式機組，發電設計水頭26.3m，最大水頭36m，最小水頭16m，設計流量3.21m3/s，水輪機型號為HL240-WJ-71，發電機型號為SFW630-12/1430。

2、問題：

柴河水庫電站的1#機和2#機規格型號，為立式機組，單機裝機容量均為3200kw，水輪機型號為HL240-LJ-140，發電機型號為TS325/36-20；自電站76年發電以來， 1#機運行的上導及推力瓦溫，無論是在什么季節各部瓦溫均沒有超過60度，并且上導油槽油溫也在40度以下，同時在夏季改變冷卻水的水壓高低（高不超過0.25Par），也可以控制各部瓦溫的高低，但運行中的2#機組推力油槽內上導及推力瓦溫度就和1#機推力油槽內的上導及推力瓦溫度相差較大，在冬季上導及推力瓦溫度平均在63度左右，夏季氣溫較高時，上導及推力瓦溫達到68度，有時接近70度，因此在夏季高溫天氣時，對發電機組運行影響較大。自電站76年發電運行至2014年期間，2#機組上導及推力瓦溫一直較高，該問題多次邀請廠家及相關技術人員都未得到解決。

3、過程：

2014年12月年底，本電站結合微機自動化改造及2#機組更換水輪機轉輪，該項目由本溪華巖建設有限公司承接，針對2#機又進行一次擴大性大修。

2#機組發電機部分盤車完畢后，聯水輪機大軸繼續盤車，盤車結果不論是單盤發電機部分還是聯水輪機軸后的整體結果，遠遠高于規范要求，規范規定500轉/分以下的要求大軸的擺度每米不超過0.03mm，2015年3月12日發電機盤車成功（在發電機沒有聯水輪機軸的情況下）數據如下： 單位：1/100mm

此結果滿足發電機軸長為2.6米的要求。說明：上導處所設的表是在上導瓦上面3公分處的推力頭上，由于上導瓦是兩瓣筒式瓦，上導瓦是套在18公分厚的鏡板上，推力頭是壓在鏡板上，鏡板的上端面只高于上導瓦1公分，所以在盤車時，百分表設在推力頭上是比較方便的。

2#發電機聯軸后，軸的總長為5.5米，那么在水導處的最大擺度為不超過0.165mm，而實際盤車結果為最大為0.09mm，所以盤車結果是優良的。

2#水輪發電機的開機時間是2015年5月2日12.30分。機組額定轉速后2#的殘壓為130.8伏，且三相平衡，機組相序也為正相序，機組的振動及水導處的擺度也是可以的，但就是上導瓦溫始終是高，六塊的推力瓦的溫度比較平均（空載），但也比1#機帶接近80%負荷運行時的推力瓦溫高多了，1#此時推力瓦溫平均為48度左右，而2#機在空載的時候58度左右還是穩不住，瓦溫還在每小時0.1度左右的溫度上升，停機時間為：2015年5月2日19.00分，各部瓦溫的穩定值分別為定點測溫：推力1號瓦為58度，2號瓦為58度，上導瓦為57度，下導瓦為37度，下導瓦油為34度，水導瓦為15度，巡檢推力1瓦為57.9度，推力瓦2為57.8度，上導瓦為57.6度，上導油槽油溫為46.1度，下導瓦為35.4度。從上面的數據可以看出，下導和水導瓦運行的溫度還是可以的，但上導油槽的油溫已超過規定的上限45度要求，推力瓦及上導瓦的瓦溫同1#機相比瓦溫還是偏高很多。如果按這樣繼續運行下去，上導油槽的油會劣化極快，那么這臺機自1976年發電以來上導瓦、推力瓦溫一直高的問題就始終沒有從根本上解決。

4、針對2#機上導油槽瓦溫偏高問題的處理

我們做了三方面的工作：

第一，清理上導油槽冷卻器及管路，我們以為運行多年，冷卻器及管路可能有堵塞水流不暢的現象。用管道清洗劑對2#機的上導冷卻管路包括冷卻管路進行了清洗循環，2小時后用清水沖洗，在上導排水管出水口處加濾網，沖出很多雜質，數量大約有250克的重量雜質，但2#開機試驗上導油槽瓦溫還是很高沒有大的改變。

第二，我們考慮可能有軸電流通過，檢查各瓦并加相應的絕緣墊，并測量各瓦的絕緣良好，同時加大冷卻水的流量，增大冷卻器冷卻效果，以達到降低瓦溫目地，開機再試還是不解決上導油槽瓦溫高的問題。

第三，我們又拆除上導油槽冷卻器，重新盤車，這次是在推力頭及鏡板的結合縫處上下分別設四塊百分表，X、Y方向分別設兩塊表，也就是在鏡板和推力頭的分縫處上下，在X方向設兩快百分表，在Y方向也設兩塊百分用來測量推力頭和鏡板的同心度，經過實測原來的鏡板和推力頭是不同心，最大差0.19mm，這個數字是萬萬不行的（上導瓦的間隙要求最大0.10mm單邊），同時測量推力頭也是有橢圓度的，最后拆出推力頭和鏡板，在廠內先把鏡板和推力頭把合好，到鐵嶺市閥門廠加工推力頭和鏡板，上車床找正后（以推力頭內徑中心為找正點）開始加工，推力頭和鏡板的橢圓度單邊相差為0.13mm雙邊共加車掉0.26mm。

回裝盤車完畢后，再次開機試轉，效果非常明顯，所有上導油槽的瓦溫全部降低，所有穩定瓦溫分別是：定點：推力1號瓦為41度，2號瓦為40度，上導瓦為47.5度，下導瓦為47度，下導油為37度，水導為17度，巡檢推力1為40.9度，推力2為40度，上導為46.7度，上導油為38.5度，下導為45.6度，最后溫度是連續4多小時不變，所以溫度是穩定的。

2#機組并網進行72小時連續運行所有的瓦溫穩定分別是：定點：推力1號瓦為43度，2號瓦為42度，上導瓦為47.5度，下導瓦為49度，下導油為40.9度，水導瓦為18度；巡檢推力1瓦為42.2度，推力2瓦為42.00度，上導瓦為46.6度，上導油為39.7度，下導瓦為48度，溫度是不變穩定的。同1#機各部瓦溫相比基本一樣，有的瓦溫還要比1#機還要好。

結論：

2#機瓦溫高的根本原因是由于1976年生產的機組，在加工推力頭和鏡板時，由于加工精度低有橢圓，同時鏡板和推力頭又是分別加工的，造成誤差的正累計，最后靠成鏡板和推力之間的同心度有0.19mm的誤差，在原來實際運行時，鏡板在推力瓦上運行不是做絕對的圓周運動，而是做橢圓運動，同時上導瓦受到的也是不平穩的創擊力，這是造成2#機組上導油槽各部瓦溫度過高的根本原因。

參考文獻：

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