梨園水電站發電機推力軸承油槽油混水原因分析及處理

王軍杰

（云南華電金沙江中游水電開發有限公司梨園發電分公司，云南 麗江674100）

梨園水電站位于云南省麗江市玉龍縣（右岸）與迪慶州香格里拉縣（左岸）交界處的金沙江中游河段，是金沙江中游河段一庫八級的第三級，上游與擬建的兩家人水電站銜接，下游為阿海水電站，電站在電網擔任基荷、調峰、調頻和事故備用任務，梨園水電站裝機為4 臺600MW 的混流式水輪發電機組。水輪發電機組的推力軸承在機組運轉時承受機組轉動部分的全部重量及水輪機的軸向水推力，并將這些負荷傳遞給下機架，在水輪發電機組的結構中起著重要的作用，梨園水電站水輪發電機組推力軸承位于發電機下機架油槽內，由推力頭、鏡板、推力瓦、支撐結構、密封蓋裝配及油冷卻器等組成，推力瓦共有18塊，推力瓦的外徑φ5100mm，內徑φ3110mm，支撐直徑φ4120mm，瓦的角度17.8°，瓦寬995 mm，瓦長637 mm，采用巴氏合金金屬瓦。根據梨園水電廠合同條款規定，推力軸承潤滑油采用L-TSA46#汽輪機油，冷卻形式為外加泵外循環冷卻形式，油冷卻器采用列管式結構，6 個油冷卻器布置在下機架支腿之間，后又改造增加2 個油冷卻器[1]，采用雙螺桿泵強迫潤滑油循環。

1 推力軸承油槽油混水現象的危害

水輪發電機組處于運行狀態時，巴氏合金推力瓦的最高溫度不得超過80℃[2]。梨園水電廠合同條款規定推力軸承瓦溫不得高于75℃[3]。當發生油混水現象時，造成的危害有：

1.1 由于水的進入，會使油質變差，以致發生乳化，導致推力瓦表面不能形成正常的潤滑油膜[4]，進而會使瓦溫升高，超過巴氏合金瓦的最高溫度，造成燒瓦事故。同時會使金屬部件銹蝕，在1 號機組檢修中發現軸瓦支撐座與油槽底部有不同程度的銹蝕。

1.2 發生油混水現象后，水中的泥沙會隨著高壓油頂起系統的油管路進入到鏡板與推力瓦之間，在機組的高速旋轉下會刮傷推力瓦和鏡板。在隨后的1 號機組檢修中發現鏡板和推力瓦有不同程度的刮痕，主要集中在高壓油頂起系統的出油口周圍。

1.3 進入到高壓油頂起系統的水和泥沙會對高壓油頂起系統造成影響，造成高壓油頂起系統濾油器以及壓力表測壓孔的堵塞。此外由于高壓油頂起系統的油管路為不銹鋼管路，而梨園水電廠技術供水中Cl- 含量為48.98ppm，超過了GB150《鋼制壓力容器》中規定了水壓試驗所用水介質的氯離子濃度不能超過25ppm[5]，會造成高壓油頂起系統油管路的腐蝕。

1.4 梨園水電廠推力外循環油管路和閥門均為不銹鋼材質，水中的Cl- 也會對外循環油管路和閥門造成腐蝕。

2 推力軸承油槽油混水的原因分析

2018 年10 月21 日，運行人員發現推力軸承油槽油位升高，監控顯示超過了400mm，推力油槽油混水報警,維護人員現場打開推力油槽取油樣閥，放出的全是水。對照圖紙，對整個推力軸承系統和油循環系統進行分析，發現只有推力外循環冷卻器內滲會導致軸承油系統進水。維護人員關閉8 個推力冷卻器進出口油閥，旋開冷卻器油側底部放油堵頭，發現8 個推力外循環冷卻器底部放油堵頭旋開后都放出少量水，此時放出的水為水分沉淀，無法判斷滲漏點。待8 個推力外循環冷卻器油側水分排凈后，旋緊堵頭，關閉各冷卻器進出油閥，開啟技術供水，30 分鐘后再次旋開推力外循環冷卻器油側底部放油堵頭，此時維護人員發現推力外循環8 號冷卻器油側憋壓嚴重，并且流出大量水分，由此判斷推力外循環8 號冷卻器內滲是導致發電機推力油槽油混水的原因。

3 推力軸承油槽油混水的處理措施

油混水現象出現時，正值豐水期，水量充足，若停機對發電機推力外循環冷卻器進行處理，時間較長，影響較大。為不影響機組發電，把損失減小到最少,決定先采取臨時措施，待1 號機組B 修時進行徹底處理，所采取的臨時措施如下：

3.1 關閉推力外循環8 號冷卻器的進出油閥和水閥，將推力外循環8 號冷卻器與推力外循環冷卻系統隔絕，同時排凈推力外循環8 號冷卻器內部的油和水。

3.2 打開推力取油樣閥，將推力油槽內部的水分排凈，直至流出油色正常的透平油為止。

3.3 由于推力外循環冷卻系統中還含有大量水分，隨著時間增長，部分會水分沉積在油槽底部，需定期打開推力取油樣閥排水，每次直至流出油色正常的透平油為止。

3.4 加強對1 號機組推力油槽油位、油溫以及運行情況的監視。

采取臨時措施后，1 號機組推力軸承油溫、油位恢復正常范圍內，推力油槽油混水報警信號復歸，機組運行正常。

1 號機組B 修時，對推力軸承系統進行了徹底處理，具體處理措施如下：

（1）對推力外循環8 號冷卻器殼程進行壓縮空氣加壓檢漏，確定了具體滲漏點為管程的右下區第二排第三孔，對于滲漏點較小的孔洞,在工作條件許可的情況下,可以采用銀焊修補法[6]，但考慮到施工條件限制且滲漏銅管數為一根，數量很少，綜合考慮采用堵漏法，即用相同材質的堵頭將滲漏銅管兩端封堵。同時對1-7 號推力外循環冷卻器殼程進行壓縮空氣加壓檢漏，沒有發現漏點。此外，對所有推力外循環冷卻器端蓋進行防腐處理，并更換端蓋密封墊。

（2）鏡板用酒精進行清理，推力瓦的刮痕進行刮削處理，處理后推力瓦表面的粗糙度達到鏡面質量要求（Ra0.1μm）[7]，處理完畢后用專用注射器對高壓油頂起油孔進行沖洗，并在瓦面涂上潔凈透平油保護。

（3）將油槽底部的油泥清理干凈，對軸瓦支撐座、油槽被銹蝕部位的進行除銹處理。

（4）軸承和油槽清理完畢后充入合格的透平油，并對推力外循環冷卻系統管路以及高壓油頂起系統管路進行循環沖洗，沖洗標準為出口管路流出的油色正常為止。

（5）清洗更換高壓油頂起系統、外循環系統油過濾器濾芯。

（6）將混水過后的透平油通過真空濾油機和壓力濾油機進行過濾，直至油樣含水量、顆粒度等各項指標合格。

4 結論及建議

在處理過程中，發現推力外循環冷卻器管程有部分銅管被污物堵塞，并且端蓋銹蝕嚴重，存在滲漏隱患，在以后的運行中，應加強對所有軸承冷卻器以及油溫、油位的監視，此外由于梨園電廠軸承冷卻器使用的銅管管壁較薄，在清洗過程中應當使用正確的清洗方法，防止人為原因導致冷卻器內滲，防止類似情況的發生，影響機組安全穩定運行。此次處理過程，為其他同類型的機組提供了參考借鑒。