水電廠(chǎng)上導(dǎo)瓦溫異常事件分析處理

王強(qiáng) 范鵬飛

引言

水電廠(chǎng)運(yùn)行中，各導(dǎo)軸承的溫度控制意義重大，是機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證，而導(dǎo)軸承溫度主要依靠透平油進(jìn)行冷卻與降溫，所以對(duì)設(shè)備運(yùn)行中透平油的分析研究有重要意義。

1、事件經(jīng)過(guò)

2018年01月19日我廠(chǎng)1號(hào)機(jī)開(kāi)機(jī)后不久就出現(xiàn)上導(dǎo)瓦溫異常的情況，隨即向調(diào)度申請(qǐng)停機(jī)檢查。查閱歷史數(shù)據(jù)開(kāi)機(jī)流程及異常信號(hào)如下：

1）09：23：09上位機(jī)下開(kāi)機(jī)令

2）09：28：03 1號(hào)機(jī)與系統(tǒng)并網(wǎng)，開(kāi)機(jī)過(guò)程正常

3）09：30：28 1號(hào)機(jī)帶滿(mǎn)負(fù)荷100MW運(yùn)行

4）09：52：26 1號(hào)機(jī)上導(dǎo)瓦5# 70.0越上限

5）09：57：14 1號(hào)機(jī)上導(dǎo)瓦1# 70.0越上限

6）09：57：33 1號(hào)機(jī)上導(dǎo)瓦4# 70.0越上限，隨后停機(jī)

2018.01.09 ?1號(hào)機(jī)也曾開(kāi)機(jī)運(yùn)行，但與本次開(kāi)機(jī)不同的是為防止1號(hào)機(jī)長(zhǎng)期停機(jī)導(dǎo)致技術(shù)供水管道堵塞，17：38：53先開(kāi)機(jī)至空載，空載運(yùn)行十分鐘技術(shù)供水管道流量正常，各油溫和瓦穩(wěn)定后與17：48：47與系統(tǒng)并列帶90MW穩(wěn)定運(yùn)行。

2、事件情況分析

事件發(fā)生后某廠(chǎng)迅速組織維護(hù)技術(shù)人員對(duì)事件進(jìn)行了全面排查和分析1號(hào)機(jī)瓦溫異常停機(jī)后分析認(rèn)為：

2.1出現(xiàn)瓦溫異常后對(duì)傳感器及二次回路進(jìn)行了全面排查，確定傳感器和信號(hào)回路運(yùn)行正常并沒(méi)有問(wèn)題，也不存在其它異常干擾。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)情況和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的查閱，上導(dǎo)瓦溫異常時(shí)多個(gè)信號(hào)點(diǎn)位均報(bào)出了溫度異常信號(hào)，上導(dǎo)油溫上高不是很明顯，因此判斷上位機(jī)報(bào)瓦溫異常時(shí)確實(shí)發(fā)生了瓦溫異常事件，并非誤報(bào)。

2.2 與1號(hào)機(jī)瓦溫異常事件之前和之后開(kāi)機(jī)均為正常不存在上導(dǎo)瓦間隙異常情況，上導(dǎo)瓦與大軸的間隙無(wú)異常且透平油潤(rùn)滑良好，散熱情況良好：

2.3 ?1號(hào)機(jī)瓦溫異常事件開(kāi)機(jī)時(shí)，可能存在由于技術(shù)供水異?；蛏蠈?dǎo)冷卻水管堵塞導(dǎo)致散熱情況惡化。機(jī)組在運(yùn)行中，由于透平油的潤(rùn)滑油作用，可以減少軸與軸瓦之間由于摩擦導(dǎo)致的發(fā)熱問(wèn)題，但這并不能完全消除轉(zhuǎn)動(dòng)部分的這種發(fā)熱，必須通過(guò)冷卻裝置把這部分熱量帶走。冷卻水和透平油組成了一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，冷油經(jīng)過(guò)軸瓦變?yōu)闊嵊?，熱油通過(guò)冷卻器，再變?yōu)槔溆凸┙o軸瓦，最終使軸與軸瓦旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱量正好與冷卻水流動(dòng)所帶 走的熱量相等，使軸瓦溫度最終維持在允許范圍內(nèi)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。因此當(dāng)冷卻水系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，需要帶走熱量的水流量不足或減少，將使軸瓦所產(chǎn)生的熱量與冷卻水帶走的熱量不相等，軸瓦溫度就會(huì)上升。

對(duì)此詳細(xì)查閱當(dāng)時(shí)上位機(jī)的全部報(bào)文，未發(fā)現(xiàn)有冷卻水中斷或冷卻水流量降低的異常報(bào)文，1號(hào)機(jī)開(kāi)機(jī)后技術(shù)供水方式為頂蓋供水方式，流量達(dá)420m3/s，達(dá)到運(yùn)行規(guī)程要求的流量要求，技術(shù)供水壓力0.32mpa符合運(yùn)行規(guī)程要求。對(duì)上導(dǎo)流量傳感器和控制回路檢查也未發(fā)現(xiàn)異常。在此后開(kāi)機(jī)能正常運(yùn)行情況也證明了，冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行正常。

2.4 機(jī)組運(yùn)行時(shí)機(jī)組上導(dǎo)振動(dòng)異常，導(dǎo)致軸瓦與大軸之間摩擦增大使產(chǎn)生的發(fā)熱量大于冷卻水帶走的熱量最終導(dǎo)致瓦溫持續(xù)升高至異常。水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中，由于多種原因都會(huì)引起機(jī)組振動(dòng)。機(jī)組振動(dòng)時(shí)主軸擺度增加，會(huì)對(duì)軸瓦產(chǎn)生一個(gè)沖擊力，使主軸與軸瓦的摩阻力增大，產(chǎn)生的熱量要增加，同時(shí)由于主軸擺度大，透平油的油膜受到一定程度的破壞，散熱量不夠，使得軸瓦溫度上升。機(jī)組在正常運(yùn)行時(shí)都應(yīng)盡量減少振動(dòng)的產(chǎn)生，例如避免在振動(dòng)區(qū)運(yùn)行，對(duì)振動(dòng)保持監(jiān)控并配置相應(yīng)保護(hù)等。

在1號(hào)開(kāi)機(jī)并網(wǎng)后機(jī)組負(fù)荷很快加至滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，并沒(méi)在負(fù)荷振動(dòng)區(qū)停留，不存在因?yàn)樵谡駝?dòng)區(qū)運(yùn)行導(dǎo)致振動(dòng)異常情況。查看歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)分析比對(duì)后認(rèn)為當(dāng)晚1號(hào)機(jī)各導(dǎo)軸承運(yùn)行穩(wěn)定，沒(méi)有出現(xiàn)振動(dòng)越限的情況。

2.5 可能由于油量不足、上導(dǎo)油盆中混入水分或其他原因?qū)е掠推焚|(zhì)量劣化。該原因?qū)е碌耐邷禺惓？赡苄暂^大。透平油主要作用是實(shí)現(xiàn)能量的傳遞及機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分潤(rùn)滑和散熱，若油品質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題將影響正常運(yùn)行。通過(guò)對(duì)油位歷史數(shù)據(jù)的分析，油位保持穩(wěn)定沒(méi)有異常升高，機(jī)組大量漏水的情況基本可以排除，為了對(duì)油品質(zhì)量進(jìn)行進(jìn)一步的確進(jìn)行了取油樣分析。

3、對(duì)油品質(zhì)量有重要影響相關(guān)分析

3.1 黏度。黏度是潤(rùn)滑油的重要物理性能指標(biāo)之一，透平油在使用過(guò)程中，由于長(zhǎng)期在較高溫度下運(yùn)行，油中低分子成分不斷揮發(fā)掉。同時(shí)，還受空氣、壓力、流速的影響，要逐漸老化而生成高分子聚合物。因此，在正常情況下，運(yùn)行中透平油的黏度會(huì)隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)而有所增加。然而黏度的增大會(huì)影響設(shè)各的正常運(yùn)行。

3.2 閃點(diǎn)。閃點(diǎn)是透平油的安全指標(biāo)之一，閃點(diǎn)越低，燃點(diǎn)就越低，揮發(fā)性越大，安全系數(shù)越小。透平油在長(zhǎng)期運(yùn)行中如遇到局部高溫，會(huì)發(fā)生熱裂分解反應(yīng)而生成低分子烴類(lèi)，它們的較高分子烴易揮發(fā)而使油的閃點(diǎn)下降。

3.3 酸值。這是一項(xiàng)化學(xué)性能指標(biāo)，也是運(yùn)行中油的重要監(jiān)督項(xiàng)目之一。由于透平油是由高分子烴類(lèi)組成，運(yùn)行中受空氣、溫度以及雜質(zhì)的影響，油會(huì)逐漸老化，形成各種氧化物、有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸和低分子烴類(lèi)。油中酸性物質(zhì)多了，一方面對(duì)設(shè)各有腐蝕作用，另一方面這些氧化物會(huì)進(jìn)一步發(fā)生縮合聚合反應(yīng)，生成膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等，沉積于設(shè)備中，影響散熱，潤(rùn)滑，甚至引起液壓系統(tǒng)卡澀，而且油泥的腐蝕性也較強(qiáng)。

3.4 水分。水的存在會(huì)削弱透平油的油膜強(qiáng)度，降低潤(rùn)滑效果并使油乳化，更重要的是油中的水分長(zhǎng)期與金屬零部件接觸，會(huì)加強(qiáng)低分子酸對(duì)金屬的腐蝕作用，使設(shè)各銹蝕，引起調(diào)速系統(tǒng)卡澀，甚至被迫停機(jī)，而腐蝕后的產(chǎn)物又會(huì)加速油的老化，所以透平油應(yīng)透明而無(wú)水分。

3.5 機(jī)械雜質(zhì)。機(jī)械雜質(zhì)是指油中混入不溶于油的顆粒狀物質(zhì)，如：纖維、灰塵、金屬屑、氧化皮、焊渣等。這些雜質(zhì)在機(jī)組油系統(tǒng)中會(huì)破壞油膜，磨損設(shè)各，使調(diào)速系統(tǒng)卡澀、失靈，甚至?xí)斐蔁呤鹿?，所以運(yùn)行中的透平油要求不含機(jī)械雜質(zhì)，并且各用油設(shè)各要保持絕對(duì)干凈。