安康水電站3號機組水導油槽油位升高原因分析及處理

安康水電站 路志偉

安康水電站3號機組改造完畢后，經持續觀察，發現3號機組水導油位有增大趨勢，本文主要分析了引起機組水導油槽油位升高的各種原因，結合本次3號機組水導軸承檢修情況以及發現的問題，提出了相應的措施。

安康水電站位于陜西省安康市境內，電站樞紐由折線型混凝土重力壩、壩后式廠房、升壓變電站、泄洪建筑物和過船設施等組成。最大壩高128米，壩長541.5米，壩頂高程338米，控制流域面積35700平方公里，水庫正常高水位330米，汛限水位325米，庫容死水位300米，為不完全年調節水庫。電站肩負著陜西電網調峰、調頻和事故備用的重任，因此開停機十分頻繁。

電站主廠房安裝有東方電機廠生產的4臺單機200MW水輪發電機組，1990年12月12日首臺機組投產發電，1992年12月25日機組全部并網發電。2016年，3號機組A級檢修，更換轉輪、導水機構，加裝大軸中心補氣裝置，對尾水管椎管段進行改造。

一、3號機組概況

安康水電站3號機組采用東方電機廠生產的立式半傘混流發電機組，發電機型號為SF200—56/12800，1991年9月投運。2016年11月至2017年5月，由中國水利水電第三工程局有限公司負責施工完成對水輪機部分（轉輪、尾水錐管、底環、導水機構、頂蓋、主軸密封、水導油槽、測壓管路）更換工作，現水輪機型號為HLD825-LJ-580。更換后的水導油槽采用內外圈組合式結構，內檔油桶采用整體焊接結構，內檔油桶與油槽底板φ4耐油橡膠圓條，油槽冷卻方式為內置冷卻器形式。

新水輪機結構圖如圖1所示。

二、異常現象跟蹤過程

2017年10月，安康水電站檢修人員分析三季度巡回數據時，發現3號機組水導油槽油位有緩慢增大趨勢（由A級檢修后+25mm上升至+41mm），停機狀態下實際測量油位，油位確已升高，打開水導油槽底部放油閥，排出油水混合物。取油樣化驗，結果表明3號機水導油槽油質化驗不合格，但水導瓦溫正常，油混水報警裝置未報警。經廠部同意，將水導油槽排油，重新注入合格透平油。后經持續跟蹤發現，3號機組水導油槽油位未見明顯變化，統計數據見表1。

表1

三、原因分析

圖1

安康水電站以前也出現過機組水導油槽油位升高、油質劣化的情況，本次出現這一情況的3號機組為新改造投運后時間不久的機組，改造期間已對水導軸承各部件進行全部更換，其中水導冷卻器與油槽連接方式進行了重新設計。針對這一情況，結合設備本身，2017年12月14日，運檢部牽頭組織機械分場、水電三局人員召開專題分析會，分析原因如下：

1、水導冷卻器本體或與油槽結合處滲漏

水導油槽油質劣化的直接原因為潤滑油內進了水，3號機組水導冷卻方式為內置水導冷卻器形式，冷卻源為水，冷卻器形式與其他機組基本相同，之前4號機組也出現過水導冷卻器與油槽結合處密封圈失效造成水導油槽油質劣化的問題，因此冷卻器本體或結合面處滲水成為首先懷疑的原因。

2、水車室濕度大引起油槽內結露

安康水電站技術供水管路在汛期受天氣影響存在不同程度的結露現象，3號機組在本次A修時，在水輪機軸與發電機軸內部加裝有大軸中心孔補氣裝置，受機組尾水位影響，大軸中心補氣管路內會充有低溫水源，類似技術供水管路結露現象，在水輪機軸上也會反應出來結露。一旦結露現象嚴重，冷凝水就會順著水輪機軸流至水導油槽內。

3、水輪機軸本體缺陷導致大軸內水沿缺陷處進入水導油槽

本次A修的3號機組水輪機軸因轉輪更換原因，水輪機軸返廠改造，將原有下法蘭車掉后重新配焊的新法蘭，懷疑水輪機軸在焊接過程中出現缺陷，造成頂蓋下部水沿缺陷流至水導油槽內。經查配焊后的探傷報告，焊縫及兩側不存在焊接缺陷，且配焊處位于主軸密封轉環安裝處，因為此項原因不成立。

4、頂蓋上的水沿水輪機軸向上飛濺流入水導油槽

3號機水導軸承為常規軸領帶內檔油桶形式，主軸密封為端面橡膠板密封，轉環與大軸結合面處安裝有橡膠密封圈，正常情況下主軸密封處漏水沿轉環抗磨板與主軸密封橡膠板之間縫隙流出，方向為徑向，不會向上飛濺至內檔油桶上部。只有在極端情況下（如頂蓋水位異常升高、轉環松動或密封圈失效等），機組轉環才有可能將頂蓋的水攪起飛濺至內檔油桶上部。但經現地檢查，6月至10月期間，3號機頂蓋水位沒有異常升高的問題出現，主軸密封轉環連接固定可靠，無松動現象。因為此項原因亦不成立。

四、異常處理

針對這一問題，2018年3月，安康水電廠聯合水電三局對3號機組水導軸承進行分解檢查，檢查發現水導油槽底部潤滑油存在乳化現象，對水導冷卻器進行打壓試驗（工作狀態下）檢查各部密封情況，試驗壓力1.2MPa（3倍工作壓力），30min壓力未下降，打壓試驗合格。檢查水輪機軸未發現異常情況。對3號機水導油槽進行清掃、回裝。更換合格透平油。

對水車室濕度進行監測。發現水輪機軸結露現象嚴重（尤其是雨天空氣濕度大時），冷凝水順水輪機軸軸領流入水導油槽。判斷水車室內濕度大，冷凝水流入水導油槽是造成水導油槽油質劣化的直接原因。

五、采取措施

1、加強對機組的日常巡回工作，記錄水導油槽油位變化情況，如有異常情況立刻匯報。

2、加強對廠房通風系統的巡回檢查工作，尤其是汛期空氣濕度大的時候，更要加強水車室的通風。

3、針對廠房通風、除濕進行項目可行性研究，通過加裝工業除濕機等降低廠房內空氣濕度，減輕設備結露現象。

通過對3號機組水導油槽油位升高的檢修處理以及分析，可以判斷得出3號機組水導油槽油位升高主要是水車室內濕度大引起設備結露所致，對廠房通風系統改造、增加除濕設備等提供了立項依據。