水輪發電機組水導瓦溫偏高原因分析與處理

貴州烏江水電開發有限責任公司洪家渡發電廠 貴州 畢節 551501

前言

洪家渡發電廠從提高設備安全可靠性的實際出發，結合2014年底1#機發現的“#1機水導#7瓦溫最高達60.4℃”這一重大缺陷，以解決機組實際問題為目標，從部門、班組抽調青年成立創新創效小組，成員共計7人，全部為35歲及以下，經過小組成員的共同努力成功處理了#1機水導瓦溫偏高問題。具體情況如下:

1 概述

洪家渡發電廠共裝機3臺(混流式機組)，單臺容量為200MW，總容量為600MW，水輪機型號為HLS166-LJ-424，設計水頭為135m，最大水頭為164m，最小水頭為90m，額定出力為204.1MW，設計流量為164.1m3/s，額定轉速為200r/min，飛逸轉速為385r/min。

2 原因分析與查找

2.1 原因分析 經小組分析，可能造成水導軸瓦與軸領摩擦力大的主要原因有四個方面:

(1)發電機的磁拉力不平衡，致使機組旋轉中心線不垂直，迫使大軸朝絕部軸承的方向偏離。

(2)推力軸承受力不平衡，致使機組旋轉中心線不垂直，迫使大軸朝絕部軸承的方向偏離；

(3)水輪機的水力不平衡，致使水導受力過大或不均勻，造成水導瓦溫偏高；

(4)機組軸線不滿足要求；

(5)各軸承瓦間隙設置不合理。

2.2 原因查找

2.2.1 發電機的磁拉力不平衡 磁拉力不平衡主要是由于發電機空氣間隙值不均勻造成，對2014年#1機大修精定中心后的空氣間隙值進行了計算分析，如表1所示:

表1 空氣間隙值計算結果

由上表數據看出:最大間隙、最小間隙與平均間隙之差均小于平均間隙值的8%，空氣間隙滿足要求，再者，若存在發電機磁拉力不平衡，首先影響的是上導和下導，然而上導和下導并不存在溫度偏高的現象，故可以排除發電機磁拉力不平衡的因素。

2.2.2 推力軸承受力不平衡 洪家渡機組推力軸承為彈性油箱結構，因機組轉動部分受力全部由鏡板傳遞，鏡板水平水平情況決定了機組軸線的垂直情況，鏡板水平如表二所示。

表2 #1機大修盤車記錄(第2圈)

標準要求鏡板水平應≤0.02mm/m，鏡板外徑為2.5m，由以上數據看出，鏡板水平滿足要求，推力軸承受力不平衡的因素也可以排除。

3 處理措施

(1)增加水導瓦單邊間隙至:0.24mm，即水導瓦每塊增加0.02mm的瓦間隙利用#1機組檢修時間，水導油槽排油，拆除了水導油槽蓋板，取下每塊水導瓦間隙調整墊筒，按1:50計算，將墊筒減少1mm后重新裝復水導瓦鍥子板，恢復水導油槽。

(2)減少下導瓦單邊間隙為:0.25mm，即下導每塊瓦減少0.03mm的瓦間隙，上導軸承瓦間隙不變在#1機組檢修時間，下導油槽排油，拆除了下導油槽蓋板，取下每塊下導瓦間隙調整墊片，將每塊下導瓦墊片增加0.03mm，恢復下導油槽。

(3)檢查水導油槽冷卻器進、出油管在#1機組檢修時間，水導油槽排油，拆除了水導油槽底板，對水導冷卻器進、出油管進行了檢查，未發現明顯異常。

4 效益分析

4.1 經濟效益及計算依據[單位:萬元(人民幣)] 洪家渡發電廠“水輪發電機組水導瓦溫偏高原因分析及處理”，達到了預期的效果，減少了因此而帶來的維護成本共計28.6萬元:其中減少改造冷卻器的費用12萬元(根據3家提供的報價)；每年減少開機時監盤人員的維護成本15萬元:按利用小時4000小時算，可以減少人工監盤成本4000小時，折算成工資:4000÷8×300=15萬元；每年可減少因此增加的油化驗費用:按每月化驗1次計算，除去正常化驗的4次，每年需要多化驗8次，每次化驗費用2000計算，每年可節約1.6萬元。

4.2 安全效益 洪家渡發電廠#1機水導瓦溫偏高處理，消除了機組因水導瓦溫過高而導致的并發問題，如油質劣化、溫度過高報警等，嚴重時可能會導致機組停機的安全隱患。

4.3 社會效益 #1機水導瓦溫偏高原因分析及處理創新創效小組，由7名成員組成，全部為35歲及以下青年組成，通過此次“提質增效、青創先鋒”主題實踐活動，進一步激發我廠廣大職工參與創新創效工作的熱情，使大家掌握了處理機組重大缺陷的一般方法，也培養了我廠青年發現問題、分析問題、解決問題的能力，更重要的是提高了青年職工對提質增效、精益管理工作的認識，進一步樹立了青年職工對創新創效的信心。洪家渡針對#1機水導瓦溫偏高原因分析及處理方法，可在各水力發電廠進行推廣。

4.4 環境效益 通過開展#1機水導瓦溫偏高原因分析及處理，切實落地創新創效工作，青年職工從身邊事做起，通過小組成員一系列的資料收集、現狀調查、分析討論工作，找到了解決#1機水導瓦溫偏高問題的最好辦法，改變了以往調整瓦間隙的傳統方法，體現了青年職工敢于嘗試和創新的特點，對我廠青年職工產生了極大的觸動。

結語

綜上所述，在#1機啟動試驗階段，我們進行了機組空轉試驗2小時，#1機組各軸承瓦溫情況看(見下表):水導平均瓦溫47.25℃與最高油溫43.6℃相差3.65℃，下導平均瓦溫40.25℃與最高油溫36.4℃相差3.85℃，由此數據可以看出下導瓦與水導瓦受力相對均勻；最高瓦溫:水導49.9℃，下導45.4℃，瓦溫處于較低的狀態，達到了降低水導瓦溫和增加下導瓦溫的目的。