金河電站2號機組推力軸承油盒甩油問題治理

阿 旺

（國網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 日投產發電。電站水輪發電機組由東方電機股份有限公司制造，采用立式懸垂型結構，機組轉速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，年發電量3.67 億kW·h。冷卻方式采用雙路自循環密閉風冷卻，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構，立軸金屬蝸殼，調速器采用WBZT-5000 型微機步進式水輪機調速器。機組運行時，推力油盆內設置的冷卻器內部技術供水通過水泵不斷強迫密閉循環，推力油盒的溫度經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范規定的范圍內。

2 金河電站2 號機組推力/下導軸承系統運行現狀

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）引發電機定子溫度升高。水輪發電機上導油盒甩油會造成電機定子線圈外層油污凝結，由于透平油具有一定的粘性，定子線圈通風孔長時間凝結透平油，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。透平油甩在發電機定子線圈上，會引起定子絕緣水平下降，有不正常現象沖擊時會引起發電機定、轉子線圈接地甚至短路。金河電站3 號機組轉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）增加發電機定子線圈保養難度。油盒甩油使發電機定子線圈通風孔粘著雜質，通風孔全部堵死，致使機組非計劃停機，機組檢修及保養難度增加。

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

4 油霧產生原因分析

經過多年運行觀察及技術儲備，認為金河電站推力/上導油盆產生油霧的主要原因為；①油盆內部透平油在主軸高速旋轉帶動透平油快速旋轉實現熱交換的同時，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，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子散熱片的作用下強迫空氣循環向外推送，致使推力/上導油盆擋油桶頂部四周形成負壓，在轉子散熱片的作用下加速空氣循環，加速油霧的運動及霧化，油霧遇到冷空氣后部分凝結到設備上，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環境；③油在高速旋轉的油槽內產生溫升，加速油的霧化外溢，當油霧遇到外部的冷空氣后凝結，附著在定、轉子鐵芯和線圈上，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，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，結合2017 年2 號機組大修施工，現場技術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境溫度，起到抑制和減緩產生油霧的效果。其次，采取減緩推力/上導油盆透平油旋轉的措施，因為現場環境溫度相對低海拔區域較低，一般機組運行環境溫度為27 ℃左右，多年運行數據顯示，金河電站推力/上導軸承溫度一般保持在45 ℃左右，遠低于規范上限的60 ℃，減緩透平油內部循環，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，從而減緩透平油內循環速度，有效緩解透平油在油盒內部噴濺產生甩油的問題，進而達到減緩透平油霧化外漏的目的。另外，再推力頭擋油桶內壁增設數道迷宮環，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。經現場檢查；原來在風洞內嚴重積油的現象沒有再次出現，推力軸承周圍沒有產生油霧，水車室內壁沒有明顯的油漬。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，經檢修消缺處理至今沒有出現下導油盒滴油和水車油盒蓋上積油的問題。廠房內油污霧化現象明顯減少，安全生產文明環境有了較大的改善。經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，低于規程規范規定的60 ℃，符合規范要求。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驗。

7 結束語

金河電站推力/上導油盒油霧溢出問題自投產以來就一直存在，要求機組生產廠家多次到現場勘查、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，總結經驗教訓，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驗。后期將整治經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定性，改善了安全生產文明環境，為提高發電經濟效益作出了積極探索，達到了預期效果。