1設備概述

某水電站采用立軸混流式水輪發(fā)電機組,機組額定轉速428.6r/min。水輪機型號為HLA855-LJ-196,額定出力45.36Mw:發(fā)電機型號為sF44-14/4450,額定容量44Mw。水輪發(fā)電機組由福建南電股份有限公司制造,水輪機進水閥型號為2500YYZ-3,由湖北洪城機械股份有限公司制造:調速器型號為ZFL-100/F,由南京南瑞集團制造:主變壓器型號為ssP10-63000/110,由新疆特種變壓器廠股份有限公司制造:設備的安裝調試由中國水電十一局機電安裝分局負責。

2機組下導油槽密封蓋用油及油霧外溢情況介紹

水電站3號機組下導油槽油位以下導瓦抗重球面支柱中心線處為準,機組運行中下導油槽密封蓋與下導滑轉子之間的間隙處油霧外溢甩出情況較為嚴重,現(xiàn)對下導油槽密封蓋甩油及油霧外溢情況介紹如下:

(1)機組運行環(huán)境惡劣,影響了機組的壽命,導致設備易損壞。

(2)發(fā)電機風洞內下機架基礎層混凝土地面、下風洞蓋板、下機架、水車室、空氣冷卻器、定子線棒等處空氣中充滿油霧,油霧凝結在風洞地面、轉子、下機架、下風洞蓋板、空氣冷卻器銅片上,油霧冷卻后變成油珠掉落到下風洞蓋板上。同時,下風洞蓋板上甩出來的油和油霧滴到下層水車室,也造成水車室內設備及腳踏板上產(chǎn)生積油。

(3)機組下導油槽油霧外溢和甩油造成油槽油位處于下降趨勢,機組運行一段時間后,需對機組停機進行下導油槽透平油增補。

3機組下導油槽密封蓋用油及油霧溢流堆積對機組金屬部分的危害

(1)3號水輪發(fā)電機機組運行環(huán)境惡劣,發(fā)電機風洞內、下風洞蓋板、下導油槽、下機架、水車室、空冷器、定子線棒等處空氣中充滿油霧,油霧凝結在下風洞蓋板、定轉子、下機架、空冷器冷卻銅片上,油珠掉落到下風洞蓋板形成風洞內地面積油。

(2)3號水輪發(fā)電機機組下風洞蓋板的積油滴到下層水導和水車室內,也會造成水車室內設備及腳踏板上產(chǎn)生積油,威脅當值運行巡檢和檢修人員的人身安全。

(3)3號水輪發(fā)電機機組油霧造成下導油槽油位下降,機組運行一段時間停機后報下導油槽油位低開不了機,需對下導油槽增補透平油后才能開機。所以,我們在水車室看到的很多油污油滴是下導油槽甩油或油霧凝結成油珠掉落到了下導油槽、水輪機控制環(huán)、調速器控制臂、下端軸、水車室,造成了大面積積油,污染環(huán)境和水質。

4機組下導油槽密封蓋用油及油霧外溢調查情況

(1)油盆蓋密封不良。傳統(tǒng)油盆蓋采用羊毛氈迷宮式密封,運行一段時間后,羊毛氈硬化,產(chǎn)生間隙。另外,隨著軸承溫度的升高,油槽內的油和空氣體積逐漸膨脹,從而產(chǎn)生一個內壓。在內壓的作用下,油槽內的油霧隨著高速旋轉的主軸爬升被甩出,蓋板上雖有兩道迷宮密封,但兩道密封很窄并靠在一起,密封效果較差。在傳統(tǒng)油盆蓋上沒有平衡壓力的冷凝呼吸器,導致甩油和大量油霧漏出。

(2)機組下導油槽一個月需補油5~6桶(大概50~60kg),停機狀態(tài)時下導油位在170mm左右,當機組開機旋轉后,立即升至260~280mm,上升幅度較大,雖然判斷為假油位,但波動幅度太大,故認為是不正常現(xiàn)象。

(3)根據(jù)現(xiàn)場運行主任介紹,機組安裝結束后,2號機組下導就有甩油現(xiàn)象,1號、3號機組當時并沒有甩油現(xiàn)象。后對2號機組加裝了擋油環(huán),2號機組再沒有出現(xiàn)甩油現(xiàn)象。在2013年1號機組A級檢修、2014年3號機組A級檢修時,分別對1號、3號機組加裝了擋油環(huán),反而出現(xiàn)了甩油現(xiàn)象,最后研究決定拆除1號、3號機組的擋油環(huán),之后1號機組不再有甩油現(xiàn)象,但3號機組一直有甩油現(xiàn)象直到現(xiàn)在。擋油環(huán)在圖紙上并未體現(xiàn)出來,也說明了2號機組是由于安裝完畢后存在甩油現(xiàn)象,技術部門和檢修部門經(jīng)研究討論才決定了加裝擋油環(huán)。

5機組下導油槽密封蓋用油及油霧外溢原因分析

(1)沒有安裝穩(wěn)油板。穩(wěn)油板的作用是將潤滑油蕩起的油浪、飛濺形成的大量霧狀油珠很好地壓制下去,使?jié)櫥头€(wěn)定在一定高度,從而防止甩油現(xiàn)象。

(2)油盆迷宮密封蓋密封不好。機組采用傳統(tǒng)羊毛氈迷宮式密封,運行摩擦一段時間后,羊毛氈硬化產(chǎn)生間隙。另外,隨著軸承和潤滑油溫度的升高,透平油在高溫及高速旋轉運行下形成了高壓、高溫油霧,油霧外溢,油槽內的空氣和油也就跟著逐漸膨脹,從而產(chǎn)生內壓,在內壓的作用下,油槽內的油浪及油霧隨著高速旋轉的下導滑轉子從密封蓋與滑轉子之間的間隙被甩出。

6采取的措施及方案

(1)加裝穩(wěn)油板,控制潤滑油油浪高度,使?jié)櫥捅３衷谝欢ǜ叨冗\行。穩(wěn)油板采用5~10mm厚耐油環(huán)氧樹脂板材質,穩(wěn)油板必須有一定的強度。沿滑轉子圓周分2瓣或4瓣以方便安裝,根據(jù)油槽內壁最大直徑外徑小于2mm,根據(jù)下導滑轉子最大直徑內徑小于1mm。穩(wěn)油板水平安裝,其高度要求高于下導瓦測溫電阻、熱油測溫電阻、下導瓦壓板等部件。在油槽內下導瓦壓板之間的平面焊接提前加工準備好的鐵塊,鐵塊上要鉆直徑20mm的螺紋內孔用來固定穩(wěn)油板。同時也對3號機組下導油槽加裝擋油環(huán),但必須測量出2號機組擋油環(huán)的實際安裝位置,才能確定3號機組的安裝位置,需要的材料費用為2000~5000元。

(2)更換最新一代下導油槽接觸式油擋,需要的材料費用為60000~70000元。

(3)機組下導油槽加裝油霧收集裝置,需要的材料費用為5000~10000元。

7結語

對3號機組的技術改造并未達到防止甩油目的,但甩油量比以前有所降低。2017年6月對3號機組進行C級檢修時發(fā)現(xiàn)轉子一點接地缺陷,對3號機組進行了擴大型B級檢修,將3號機組的軸線控制到0.10mm范圍內。根據(jù)廠家圖紙,下導軸瓦間隙在0.15~0.20mm范圍內,我們根據(jù)盤車數(shù)據(jù)按照最小間隙調整下導軸瓦間隙(0.15mm),機組開機前將油位補至280mm,下導瓦運行后最高溫度為52℃,經(jīng)過25天運行下導油槽油位降至220mm,補油50kg左右。因此為機組搶修后第一次補油,無法判斷甩油時間延長是更換毛氈的原因還是機組檢修的原因。