某大型水電站機組首次開機中下導瓦溫異常原因分析及處理

田冰+王繼承+賈康+王永洪+田志剛

【摘 要】某大型水電站8號機組在機組安裝后首次開機運行試驗中，發現下導瓦溫異常攀升，為避免出現燒瓦等惡劣影響，緊急停機檢查，在逐步分析排除瓦間隙、吸油效果、冷卻效果等因素后，確定了下導瓦溫異常的主要原因，并通過分解處理油槽內擋油筒間隙，解決了問題，為后期機組安裝提供了借鑒和寶貴經驗。

【關鍵詞】大型水電站；下導；瓦溫；內擋油筒；分析處理

0 概述

某大型水電站發電機組為立軸半傘式布置，下導軸承位于下機架內，采用透平油自循環冷卻潤滑方式，軸瓦共12塊，瓦面為巴氏合金材質。下導瓦設計間隙為0.43mm±0.02mm，采用“支撐筋板+平鍵”的支撐結構，現場整體盤車合格后根據支撐環板與瓦背精加工面的實測距離確定平鍵機加工厚度。軸瓦支撐點偏向出油側，使運行時瓦面進油側間隙大于出油側，更利于油膜的形成。

下導軸瓦與下端軸運行時磨損產生的熱量通過透平油介質釋放。軸瓦下方安裝有泵環，泵環與軸領下端面形成3.5mm間隙，在額定轉速下依靠間隙泵效應為油槽內部油循環提供動力，熱油在循環過程中經下腔6臺油冷卻器冷卻降溫。

下導油槽內擋油筒上根據現場預裝情況焊接一圈環板，環板上端面與軸頸端面形成3mm間隙，立面與軸頸立面形成5mm間隙。在機組運行時共同形成一個間隙泵，防止下導甩油和油霧從內擋油筒溢出。

1 問題描述

1.1 首次開機情況

11月03日15：29，#8機組首次開機運行試驗，#8機下導軸瓦初始溫度為22.4℃。開機運行后下導瓦溫迅速攀升，15：56下導軸瓦溫度已達到60℃ ，相對于上導、水導瓦溫升溫明顯。下導瓦溫報警溫度為70℃，為防止#8機組下導瓦溫繼續升高導致燒瓦，手動緊急停機。

1.2 首次處理情況

根據以往溫升試驗出現的類似情況，初步判斷可能原因是下導瓦間隙偏小、進油邊吸油效果差，導致油膜厚度過小從而無法起到預期的冷卻效果，初步對下導瓦做了如下處理。

1.2.1 放大瓦間隙：

復測12塊下導瓦間隙，，按照要求通過重新加工下導瓦背鍵厚度對其進行放大，使瓦背鍵對面總間隙達到設計允許值的最大值，即0.86mm～0.88mm。

2.2.2 加大進油邊倒角：

經檢查，下導瓦進油邊倒角與圖紙實際值相比偏小，用刮刀及油石打磨進油邊至一定斜度，使下導瓦吸油效果更好 。

1.3 第二次溫升情況

11月5日17：53，#8機組第二次開機考驗瓦溫，18：22分左右，#8機組下導平均瓦溫已升至60℃以上，與首次開機無明顯改善，為避免燒瓦事故，手動停機。

2 原因分析

通過上述兩次開機情況判斷，下導瓦面間隙并非瓦溫升高的主要原因，必然有未發現的因素推升了瓦溫。推升瓦溫的主要因素還有：油槽內油循環受阻、油冷卻器堵塞、未知熱源等。

為徹底排查原因，決定再次分解油槽進行全面檢查 ，檢查項目和依據主要有：

2.1 下導軸領與內擋油筒環板端面3mm間隙檢查：

若此處無間隙或因波浪度產生刮擦，則可能形成新的異常熱源，熱量將通過軸領傳遞給下導瓦導致溫升。

2.2 下導軸領與內擋油筒環板立面5mm間隙檢查：

原因同上。

2.3 下導軸領與泵環3.5mm間隙檢查：

此間隙是間隙泵的通道，要求在3.0～3.5mm之間，決定了冷卻循環油量，是影響下導瓦冷卻效果的關鍵因素。

2.4 下導油冷卻器上側擋板至擋油板5mm間隙檢查：

此間隙大小決定了油循環過程中通過冷卻器的油量，要求不得超過5mm，若間隙過大將造成大量熱油未通過冷卻器即參與循環，使其對瓦面冷卻效果降低。

2.5 下導6臺冷卻器全面檢查打壓：

若冷卻器堵塞將導致冷卻效率大幅降低。

3 檢查及處理措施

3.1 冷卻器檢查及打壓

拆卸下導油槽6臺冷卻器，用內窺鏡從冷卻器進、出水管伸入內部檢查，未發現堵塞或雜物情況。

在回裝冷卻器前，用1.0MPa水壓對其進行打壓試驗，保壓30min，試驗無明顯壓降或漏點。

3.2 泵環間隙檢查

用塞尺檢查下導瓦下方泵環間隙，平均間隙為3.5mm，滿足設計要求。

3.3 內擋油筒間隙檢查及處理

將下導油槽下油盤連同內擋油筒拆卸，平穩落在水發連軸法蘭面上，檢測發現內擋油筒環板已發生摩擦損壞，端面被磨掉約1.5mm厚度，四條組合縫均張開3～5mm，且組合縫處立面有明顯磨損痕跡。

根據上述現象，初步推斷出下導瓦溫升高原因：內擋油筒環板安裝位置過高，占據了3mm間隙并與軸領發生接觸，運行過程中產生摩擦生熱，熱量通過軸領傳到至下導瓦面，導致瓦面溫度升高；而立面5mm間隙是由于內擋油筒被擠壓變形外擴，導致環板立面與軸領摩擦所致，是次生現象。

為準確分析磨損情況，對內擋油筒環板3mm間隙進行了返點測量。用合像水平儀調整下油盤至水平放置，將水準儀架設在下機架上，利用鋼板尺讀數，測量返點。

4 結論

11月8日10：35，第三次開機考驗瓦溫，溫升數據良好，下導瓦溫升高的根本問題已解決。

通過上述檢查分析，下導瓦溫升高是下列原因疊加的結果：

（1）供貨的內擋油筒環板比圖紙設計高出8mm左右；

（2）機電安裝期間，在確定內擋油筒環板安裝高度時，使用了內擋油筒頂部端面作為基準面進行返點，將誤差傳遞給了環板，造成環板安裝偏高約8mm；

（3）在使用水準儀返點復測環板端面間隙時，計算中的負號被忽略，誤以為滿足要求，錯過了最后的糾正時機。

5 結束語

在解決8號機組下導瓦溫異常問題過程中，反復通過推敲試驗排除可能原因，運用綜合分析和數據處理，確定問題關鍵在于內擋油筒環板的摩擦，并通過重新調整安裝徹底解決問題，達到預期目的，也為后續機組安裝及檢修工作提供經驗。

【參考文獻】

[1]李凌華.水電廠機組下導瓦溫過高處理[J].云南電力技術，2010（2）.

[2]張光宇.十三陵蓄能電廠2#機下導瓦瓦溫異常升高分析和處理[J].水利電力科技，2012（9）.

[責任編輯：朱麗娜]endprint