紅花水電廠哈電機組冷卻風機改造

覃良辰，陸 鋒

（中廣核紅花水電有限公司，廣西 柳州 545101）

紅花水電廠哈電機組冷卻風機改造

覃良辰，陸 鋒

（中廣核紅花水電有限公司，廣西 柳州 545101）

針對紅花電廠發電機冷卻系統風機軟啟動器故障報警“OLF”或“OCF”問題，分析其原因，認為風機存在缺陷與不足。為此，采用新材料和新工藝對其進行技術改造，切底解決了該問題。

冷卻風機；風葉；改造；紅花水電廠

1 概述

紅花水電廠位于廣西柳江縣里雍鎮紅花村，離柳州市25 km。紅花水電廠以發電、防洪和航運綜合開發利用為主的Ⅰ等樞紐工程，電站總裝機6×38 WM，年均發電量為8億kW·h。

紅花水電廠分別安裝東方電機廠和哈爾賓電機廠各3臺水輪發電機組，首臺機組于2005年10月份投運。水輪發電機組冷卻系統采用風冷強迫風循環方式，就是由冷卻水泵供冷卻水，冷卻水經冷卻器進行能量交換對熱風進行冷卻，通過風機將冷風吹入定子內部進行冷卻。

2 故障分析及技改

2.1 故障現象

新機組經過幾年的運行后，3臺哈電機組陸續地出現多臺冷卻風機軟啟動器故障報警“OLF”或“OCF”。經對電機工作回路檢查發現軟啟動器工作正常，進一步檢查電機的繞組電阻和絕緣測量均合格。進入定子內部檢查風機電機，發現電機軸承有異響。故障原因為電機軸承損壞造成摩擦力增大，使電機運行扭力增大，造成運行電流增大，超過軟啟動器過流保護定值，使軟啟動器保護動作切斷主回路電源。

2.2 電機解體情況

根據上述分析決定對冷卻風機電機進行解體檢查和更換軸承。解體電機后發現轉子尾部軸承損壞，潤滑油脂呈碳化物，滾珠呈粉碎狀（見圖1），轉子兩側有變色的現象（見圖2），部分電機的軸承損壞更嚴重出現定子掃堂現象。

圖2 轉子兩側有發熱燒傷現象

2.3 原因分析

（1）軸承因長時間干摩擦情況下產生高溫，以及承受徑向力的情況下產生滾珠粉碎的現象。因軸承損壞使電機轉子失去動平衡，造成電機掃堂；

（2）因軸承長時間干摩擦運轉下產生高溫和軸承損壞后造成電流增大，在長時間高溫運轉的作用下，使潤滑油脂呈碳化的現象，轉子兩側因熱處理工藝不同，遇高溫出現燒傷變黑紫色的現象；

（3）電機安裝在一個密閉空間，運行環境惡劣，自帶扇葉旋轉所產生的風向與冷卻風機產生的風向相反，對電機的自冷卻效果產生影響，無法滿足電機的冷卻風量要求，造成電機溫度升高，引起軸承損壞；

（4）根據風機結構和軸承損壞現象，重點分析風機風葉對其產生的影響。風葉由鐵制輪轂和8塊葉片組成，經對風葉進行稱重，風葉的重量為14.5 kg。因機組風機要求風壓高、風量大，轉速高，特別在高速運轉中，葉片受到強負荷作用，雖然葉輪做了動平衡。但因風葉過重，電機軸承承受過大的徑向載荷，在長期高轉速的作用下，軸承摩擦力增加，造成軸承溫度升高潤滑油脂失去潤滑作用，從而導致軸承損壞，使風機引起震動，造成電機掃堂。電機在密閉的鐵罩內運行，機組運行溫度較高，電機因肌膚效應、自身運行所產生的溫升和軸承溫度失去潤滑作用產生的升高造成定子線圈絕緣老化，引起漆包線匝間短路、接地或過流。

2.4 技術改造

首先，對冷卻風機風葉進行靜平衡試驗，以消除軸向竄動對電機軸承的影響，試驗結果：風葉滿足電機運行要求；然后，根據電機牌號M2QA180M2A查得該電機屬于普通電機，不屬于高轉速耐高溫電機，對故障電機進行整對軸承更換，并添加潤滑油脂，改變電機自身冷卻方式。

但以上措施后仍未排除故障，經重新分析故障原因，認為應該是風葉過重的原因。為此，經對多種材質的風葉進行比較，最后選定了丹麥進口的新材料PAG樹脂材料，該材料主要用于風力發電機組葉片材料。采用新技術將該材料制作的葉片與輪轂制作成一個整體，優點是葉輪重量輕，電機負荷相應降低，也減小電機運行時軸承負荷，降低運行風機震動，延長電機使用壽命。

結合電廠風機結構情況，需從新制作風筒，在出風口處安裝防護網，防止異物進入發電機。在電機防護罩上開通風槽，去除風機電機冷卻風葉，利用風機冷風對電機降溫，風機風葉更換為丹麥進口的PAG樹脂材料制作的風機風葉（葉片與輪轂制作成一整體）。經過試驗新風機的風量與舊風機比差別不大，新風機風壓小于舊風機500Pa。

電機在安裝前仍需對軸承添加潤滑油脂，以滿足電機軸承在高溫環境下的潤滑要求。

3 改造效果

改造后，經過長期的運行考驗表明：雖然新風機風壓均有下降，但對機組風機改造前后的定子線圈和鐵芯溫度的觀察對比，其溫度并未受到影響。更換風葉后，風葉重量減輕，減小了電機軸承運行時徑向載荷，電機運行電流從22 A減至16 A左右，延長電機使用壽命，也節約了廠用電。本次技改過后發電機組冷卻風機運轉正常，未出現過故障，效果顯著。第一臺機組冷卻風機技改取得預期效果，達到了技改的目的后，已對其余機組冷卻風機進行技改并向兄弟單位推廣。

（責任編輯：周 群）

Modification of generator cooling ventilator for Honghua Hydropower Plant

QIN Liang-chen,LU Feng
(Honghua Hydropower Co.,Ltd.of China General Nuclear Power Corporation,Liuzhou 545101,China)

The generator cooling system of Honghua Hydropower Plant had seen ventilator soft starter fault alarm of OLF or OCF.It was concluded after analysis of the causes that ventilators have defects and shortages.New materials and technique were adopted to modify them,so as to completely solve this problem.

Cooling ventilator;blade;modification;Honghua Hydropower Plant

TV735 [

]B [

]1003-1510（2016）06-0046-02

2016-06-30

2016-09-18

覃良辰（1984-），男，廣西環江人，中廣核紅花水電有限公司工程師，主要從事水電廠維護運行管理工作。