金河電站2號機組推力軸承油盒甩油問題治理

阿 旺

（國網(wǎng)西藏電力有限公司昌都供電公司，西藏昌都 854000）

1 金河電站概況

金河電站2004 年9 月26 日投產(chǎn)發(fā)電。電站水輪發(fā)電機組由東方電機股份有限公司制造，采用立式懸垂型結(jié)構(gòu)，機組轉(zhuǎn)速600 r/min，型號SF15-10/3000，水輪機型號HID307-LJ-130。電站裝機4 臺，單機容量1.5 萬kW，總裝機容量為6 萬kW，設計水頭142 m，單機引用流量為11.75 m3/s，保證出力1.18 萬kW，年發(fā)電量3.67 億kW·h。冷卻方式采用雙路自循環(huán)密閉風冷卻，共安裝三部導軸承和一部推力軸承，軸承的潤滑冷卻方式：水導和下導采用空氣自冷方式，推力和上導（公用一個油盆）采用冷卻器外循環(huán)方式。勵磁裝置采用LTW6200 型可控硅三相全控橋式整流自并激靜止勵磁方式。

水輪機采用混流式結(jié)構(gòu)，立軸金屬蝸殼，調(diào)速器采用WBZT-5000 型微機步進式水輪機調(diào)速器。機組運行時，推力油盆內(nèi)設置的冷卻器內(nèi)部技術(shù)供水通過水泵不斷強迫密閉循環(huán)，推力油盒的溫度經(jīng)過尾水冷卻器進行熱交換達到水冷卻的目的，保證推力瓦和上導瓦的溫度維持在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。

2 金河電站2 號機組推力/下導軸承系統(tǒng)運行現(xiàn)狀

金河電站2 號機組自投運以來，推力、上導油槽甩油嚴重，甩油引起的油污受熱霧化，彌漫整個廠房造成嚴重的環(huán)境污染，影響運行巡視人員身心健康的同時，油霧浸入到定、轉(zhuǎn)子線圈、鐵芯以及機電保護通信自動化設備，降低設備絕緣性能和使用壽命，影響繼電保護及自動化設備的可靠性，對廠房設備設施的安全運行造成嚴重威脅。推力、上導油盒長期甩油致使油位下降，油槽缺油存在導軸瓦溫度升高而事故停機的風險。

3 機組軸承導油盒甩油的危害

（1）引發(fā)電機定子溫度升高。水輪發(fā)電機上導油盒甩油會造成電機定子線圈外層油污凝結(jié)，由于透平油具有一定的粘性，定子線圈通風孔長時間凝結(jié)透平油，并粘著灰塵而變成污泥，久而久之堵塞通風孔。水輪發(fā)電機運行時，通風孔散熱通道堵塞，會使定子線圈運行溫度升高，影響發(fā)電機安全運行，縮短定子線圈壽命。

（2）引起定子線圈絕緣水平下降。透平油甩在發(fā)電機定子線圈上，會引起定子絕緣水平下降，有不正?，F(xiàn)象沖擊時會引起發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子線圈接地甚至短路。金河電站3 號機組轉(zhuǎn)子線圈曾因透平油侵蝕鐵芯銹蝕絕緣下降，最終致使停機消缺。

（3）增加發(fā)電機定子線圈保養(yǎng)難度。油盒甩油使發(fā)電機定子線圈通風孔粘著雜質(zhì)，通風孔全部堵死，致使機組非計劃停機，機組檢修及保養(yǎng)難度增加。

（4）油盒甩油時，會造成風洞及水車油盒內(nèi)嚴重集油，地面打滑，給運行巡檢人員的安全帶來隱患。

4 油霧產(chǎn)生原因分析

經(jīng)過多年運行觀察及技術(shù)儲備，認為金河電站推力/上導油盆產(chǎn)生油霧的主要原因為；①油盆內(nèi)部透平油在主軸高速旋轉(zhuǎn)帶動透平油快速旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)熱交換的同時，負面影響是噴濺形成油霧，并順著主軸爬油等問題，廠家為增加散熱效果，在推力頭底部設置了6 個甩油通道，加速潤滑油循環(huán)，增加散熱效果，進一步增加了油盒甩油問題；②推力/上導油盆擋油桶周圍形成了相對密閉的空間，擋油桶底部四周在轉(zhuǎn)子散熱片的作用下強迫空氣循環(huán)向外推送，致使推力/上導油盆擋油桶頂部四周形成負壓，在轉(zhuǎn)子散熱片的作用下加速空氣循環(huán)，加速油霧的運動及霧化，油霧遇到冷空氣后部分凝結(jié)到設備上，部分擴散到空氣中，久而久之造成設備集油及油霧霧化，嚴重影響設備的絕緣性能和安全文明生產(chǎn)環(huán)境；③油在高速旋轉(zhuǎn)的油槽內(nèi)產(chǎn)生溫升，加速油的霧化外溢，當油霧遇到外部的冷空氣后凝結(jié)，附著在定、轉(zhuǎn)子鐵芯和線圈上，造成絕緣材料腐蝕，嚴重威脅機組安全運行；④主軸與油盒蓋間隙的密封工藝不過關(guān)，機組運行過程中，主軸與油盒蓋密封處順著主軸爬油，造成大量的油污外漏，影響機電設備的安全運行。

5 處理措施

鑒于以上問題，結(jié)合2017 年2 號機組大修施工，現(xiàn)場技術(shù)人員大膽提出破壞推力/上導油盆擋油桶頂部四周負壓措施來減緩油霧外溢的辦法。在推力/上導油盆擋油桶頂部兩側(cè)對應處，分別安裝一個直徑40 mm 的進風管，管路的另一頭引到發(fā)電機蓋板面上，確保足夠的自然風進入推力/上導油盆檔油桶頂部四周，破壞負壓的同時，也降低了擋油桶四周的運行環(huán)境溫度，起到抑制和減緩產(chǎn)生油霧的效果。其次，采取減緩推力/上導油盆透平油旋轉(zhuǎn)的措施，因為現(xiàn)場環(huán)境溫度相對低海拔區(qū)域較低，一般機組運行環(huán)境溫度為27 ℃左右，多年運行數(shù)據(jù)顯示，金河電站推力/上導軸承溫度一般保持在45 ℃左右，遠低于規(guī)范上限的60 ℃，減緩透平油內(nèi)部循環(huán)，對機組安全運行影響較小。因此采取堆焊的方式封堵廠家在推力頭底面設置的甩油通道，從而減緩透平油內(nèi)循環(huán)速度，有效緩解透平油在油盒內(nèi)部噴濺產(chǎn)生甩油的問題，進而達到減緩透平油霧化外漏的目的。另外，再推力頭擋油桶內(nèi)壁增設數(shù)道迷宮環(huán)，用于逐級截止因慣性形成的主軸爬油問題，最后用毛氈在上導油盒四周進行密封處理，少量的爬油和油污用毛氈吸附后回流到推力油盒，起到了良好的效果。

6 效果檢驗

2 號機組通過A 級檢修進行推力/上導溢油、濺油、油霧霧化治理后，機組投運180 d，共計啟停20 臺次，并在各種工況下運行3600 h。經(jīng)現(xiàn)場檢查；原來在風洞內(nèi)嚴重積油的現(xiàn)象沒有再次出現(xiàn)，推力軸承周圍沒有產(chǎn)生油霧，水車室內(nèi)壁沒有明顯的油漬。未整治前，2 號機組運行一段時間后水車油盒蓋板上有大量的油漬聚集，經(jīng)檢修消缺處理至今沒有出現(xiàn)下導油盒滴油和水車油盒蓋上積油的問題。廠房內(nèi)油污霧化現(xiàn)象明顯減少，安全生產(chǎn)文明環(huán)境有了較大的改善。經(jīng)過一段時間的運行觀察，金河電站推力/上導軸承溫度在各種運行工況下維持在48 ℃以下，低于規(guī)程規(guī)范規(guī)定的60 ℃，符合規(guī)范要求。2 號機組推力油盒甩油問題的成功治理，為其他機組類似問題的解決積累了寶貴的經(jīng)驗。

7 結(jié)束語

金河電站推力/上導油盒油霧溢出問題自投產(chǎn)以來就一直存在，要求機組生產(chǎn)廠家多次到現(xiàn)場勘查、解決，公司管理人員不斷摸索、反復研究，在多次檢修過程分析問題成因，總結(jié)經(jīng)驗教訓，與施工單位、設備廠家反復論證、深入分析，為從根本上整治推力/上導油盒油霧溢出問題探索出了較好的經(jīng)驗。后期將整治經(jīng)驗推廣到其他機組類似問題的整治，并取得了較好的效果，提高了機組的安全穩(wěn)定性，改善了安全生產(chǎn)文明環(huán)境，為提高發(fā)電經(jīng)濟效益作出了積極探索，達到了預期效果。