水電廠上導瓦溫異常事件分析處理

王強 范鵬飛

引言

水電廠運行中，各導軸承的溫度控制意義重大，是機組安全穩定運行的重要保證，而導軸承溫度主要依靠透平油進行冷卻與降溫，所以對設備運行中透平油的分析研究有重要意義。

1、事件經過

2018年01月19日我廠1號機開機后不久就出現上導瓦溫異常的情況，隨即向調度申請停機檢查。查閱歷史數據開機流程及異常信號如下：

1）09：23：09上位機下開機令

2）09：28：03 1號機與系統并網，開機過程正常

3）09：30：28 1號機帶滿負荷100MW運行

4）09：52：26 1號機上導瓦5# 70.0越上限

5）09：57：14 1號機上導瓦1# 70.0越上限

6）09：57：33 1號機上導瓦4# 70.0越上限，隨后停機

2018.01.09 ?1號機也曾開機運行，但與本次開機不同的是為防止1號機長期停機導致技術供水管道堵塞，17：38：53先開機至空載，空載運行十分鐘技術供水管道流量正常，各油溫和瓦穩定后與17：48：47與系統并列帶90MW穩定運行。

2、事件情況分析

事件發生后某廠迅速組織維護技術人員對事件進行了全面排查和分析1號機瓦溫異常停機后分析認為：

2.1出現瓦溫異常后對傳感器及二次回路進行了全面排查，確定傳感器和信號回路運行正常并沒有問題，也不存在其它異常干擾。通過現場情況和歷史數據庫的查閱，上導瓦溫異常時多個信號點位均報出了溫度異常信號，上導油溫上高不是很明顯，因此判斷上位機報瓦溫異常時確實發生了瓦溫異常事件，并非誤報。

2.2 與1號機瓦溫異常事件之前和之后開機均為正常不存在上導瓦間隙異常情況，上導瓦與大軸的間隙無異常且透平油潤滑良好，散熱情況良好：

2.3 ?1號機瓦溫異常事件開機時，可能存在由于技術供水異常或上導冷卻水管堵塞導致散熱情況惡化。機組在運行中，由于透平油的潤滑油作用，可以減少軸與軸瓦之間由于摩擦導致的發熱問題，但這并不能完全消除轉動部分的這種發熱，必須通過冷卻裝置把這部分熱量帶走。冷卻水和透平油組成了一個循環系統，冷油經過軸瓦變為熱油，熱油通過冷卻器，再變為冷油供給軸瓦，最終使軸與軸瓦旋轉所產生的熱量正好與冷卻水流動所帶 走的熱量相等，使軸瓦溫度最終維持在允許范圍內長期穩定運行。因此當冷卻水系統出現了故障，需要帶走熱量的水流量不足或減少，將使軸瓦所產生的熱量與冷卻水帶走的熱量不相等，軸瓦溫度就會上升。

對此詳細查閱當時上位機的全部報文，未發現有冷卻水中斷或冷卻水流量降低的異常報文，1號機開機后技術供水方式為頂蓋供水方式，流量達420m3/s，達到運行規程要求的流量要求，技術供水壓力0.32mpa符合運行規程要求。對上導流量傳感器和控制回路檢查也未發現異常。在此后開機能正常運行情況也證明了，冷卻水系統運行正常。

2.4 機組運行時機組上導振動異常，導致軸瓦與大軸之間摩擦增大使產生的發熱量大于冷卻水帶走的熱量最終導致瓦溫持續升高至異常。水輪發電機組在運行中，由于多種原因都會引起機組振動。機組振動時主軸擺度增加，會對軸瓦產生一個沖擊力，使主軸與軸瓦的摩阻力增大，產生的熱量要增加，同時由于主軸擺度大，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。機組在正常運行時都應盡量減少振動的產生，例如避免在振動區運行，對振動保持監控并配置相應保護等。

在1號開機并網后機組負荷很快加至滿負荷運行，并沒在負荷振動區停留，不存在因為在振動區運行導致振動異常情況。查看歷史數據庫，對數據分析比對后認為當晚1號機各導軸承運行穩定，沒有出現振動越限的情況。

2.5 可能由于油量不足、上導油盆中混入水分或其他原因導致油品質量劣化。該原因導致的瓦溫異常可能性較大。透平油主要作用是實現能量的傳遞及機組轉動部分潤滑和散熱，若油品質量出現問題將影響正常運行。通過對油位歷史數據的分析，油位保持穩定沒有異常升高，機組大量漏水的情況基本可以排除，為了對油品質量進行進一步的確進行了取油樣分析。

3、對油品質量有重要影響相關分析

3.1 黏度。黏度是潤滑油的重要物理性能指標之一，透平油在使用過程中，由于長期在較高溫度下運行，油中低分子成分不斷揮發掉。同時，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，運行中透平油的黏度會隨使用時間的延長而有所增加。然而黏度的增大會影響設各的正常運行。

3.2 閃點。閃點是透平油的安全指標之一，閃點越低，燃點就越低，揮發性越大，安全系數越小。透平油在長期運行中如遇到局部高溫，會發生熱裂分解反應而生成低分子烴類，它們的較高分子烴易揮發而使油的閃點下降。

3.3 酸值。這是一項化學性能指標，也是運行中油的重要監督項目之一。由于透平油是由高分子烴類組成，運行中受空氣、溫度以及雜質的影響，油會逐漸老化，形成各種氧化物、有機酸、無機酸和低分子烴類。油中酸性物質多了，一方面對設各有腐蝕作用，另一方面這些氧化物會進一步發生縮合聚合反應，生成膠質、瀝青質等，沉積于設備中，影響散熱，潤滑，甚至引起液壓系統卡澀，而且油泥的腐蝕性也較強。

3.4 水分。水的存在會削弱透平油的油膜強度，降低潤滑效果并使油乳化，更重要的是油中的水分長期與金屬零部件接觸，會加強低分子酸對金屬的腐蝕作用，使設各銹蝕，引起調速系統卡澀，甚至被迫停機，而腐蝕后的產物又會加速油的老化，所以透平油應透明而無水分。

3.5 機械雜質。機械雜質是指油中混入不溶于油的顆粒狀物質，如：纖維、灰塵、金屬屑、氧化皮、焊渣等。這些雜質在機組油系統中會破壞油膜，磨損設各，使調速系統卡澀、失靈，甚至會造成燒瓦事故，所以運行中的透平油要求不含機械雜質，并且各用油設各要保持絕對干凈。