梨園水電站發(fā)電機推力軸承油槽油混水原因分析及處理

王軍杰

（云南華電金沙江中游水電開發(fā)有限公司梨園發(fā)電分公司，云南 麗江674100）

梨園水電站位于云南省麗江市玉龍縣（右岸）與迪慶州香格里拉縣（左岸）交界處的金沙江中游河段，是金沙江中游河段一庫八級的第三級，上游與擬建的兩家人水電站銜接，下游為阿海水電站，電站在電網(wǎng)擔(dān)任基荷、調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用任務(wù)，梨園水電站裝機為4 臺600MW 的混流式水輪發(fā)電機組。水輪發(fā)電機組的推力軸承在機組運轉(zhuǎn)時承受機組轉(zhuǎn)動部分的全部重量及水輪機的軸向水推力，并將這些負(fù)荷傳遞給下機架，在水輪發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)中起著重要的作用，梨園水電站水輪發(fā)電機組推力軸承位于發(fā)電機下機架油槽內(nèi)，由推力頭、鏡板、推力瓦、支撐結(jié)構(gòu)、密封蓋裝配及油冷卻器等組成，推力瓦共有18塊，推力瓦的外徑φ5100mm，內(nèi)徑φ3110mm，支撐直徑φ4120mm，瓦的角度17.8°，瓦寬995 mm，瓦長637 mm，采用巴氏合金金屬瓦。根據(jù)梨園水電廠合同條款規(guī)定，推力軸承潤滑油采用L-TSA46#汽輪機油，冷卻形式為外加泵外循環(huán)冷卻形式，油冷卻器采用列管式結(jié)構(gòu)，6 個油冷卻器布置在下機架支腿之間，后又改造增加2 個油冷卻器[1]，采用雙螺桿泵強迫潤滑油循環(huán)。

1 推力軸承油槽油混水現(xiàn)象的危害

水輪發(fā)電機組處于運行狀態(tài)時，巴氏合金推力瓦的最高溫度不得超過80℃[2]。梨園水電廠合同條款規(guī)定推力軸承瓦溫不得高于75℃[3]。當(dāng)發(fā)生油混水現(xiàn)象時，造成的危害有：

1.1 由于水的進入，會使油質(zhì)變差，以致發(fā)生乳化，導(dǎo)致推力瓦表面不能形成正常的潤滑油膜[4]，進而會使瓦溫升高，超過巴氏合金瓦的最高溫度，造成燒瓦事故。同時會使金屬部件銹蝕，在1 號機組檢修中發(fā)現(xiàn)軸瓦支撐座與油槽底部有不同程度的銹蝕。

1.2 發(fā)生油混水現(xiàn)象后，水中的泥沙會隨著高壓油頂起系統(tǒng)的油管路進入到鏡板與推力瓦之間，在機組的高速旋轉(zhuǎn)下會刮傷推力瓦和鏡板。在隨后的1 號機組檢修中發(fā)現(xiàn)鏡板和推力瓦有不同程度的刮痕，主要集中在高壓油頂起系統(tǒng)的出油口周圍。

1.3 進入到高壓油頂起系統(tǒng)的水和泥沙會對高壓油頂起系統(tǒng)造成影響，造成高壓油頂起系統(tǒng)濾油器以及壓力表測壓孔的堵塞。此外由于高壓油頂起系統(tǒng)的油管路為不銹鋼管路，而梨園水電廠技術(shù)供水中Cl- 含量為48.98ppm，超過了GB150《鋼制壓力容器》中規(guī)定了水壓試驗所用水介質(zhì)的氯離子濃度不能超過25ppm[5]，會造成高壓油頂起系統(tǒng)油管路的腐蝕。

1.4 梨園水電廠推力外循環(huán)油管路和閥門均為不銹鋼材質(zhì)，水中的Cl- 也會對外循環(huán)油管路和閥門造成腐蝕。

2 推力軸承油槽油混水的原因分析

2018 年10 月21 日，運行人員發(fā)現(xiàn)推力軸承油槽油位升高，監(jiān)控顯示超過了400mm，推力油槽油混水報警,維護人員現(xiàn)場打開推力油槽取油樣閥，放出的全是水。對照圖紙，對整個推力軸承系統(tǒng)和油循環(huán)系統(tǒng)進行分析，發(fā)現(xiàn)只有推力外循環(huán)冷卻器內(nèi)滲會導(dǎo)致軸承油系統(tǒng)進水。維護人員關(guān)閉8 個推力冷卻器進出口油閥，旋開冷卻器油側(cè)底部放油堵頭，發(fā)現(xiàn)8 個推力外循環(huán)冷卻器底部放油堵頭旋開后都放出少量水，此時放出的水為水分沉淀，無法判斷滲漏點。待8 個推力外循環(huán)冷卻器油側(cè)水分排凈后，旋緊堵頭，關(guān)閉各冷卻器進出油閥，開啟技術(shù)供水，30 分鐘后再次旋開推力外循環(huán)冷卻器油側(cè)底部放油堵頭，此時維護人員發(fā)現(xiàn)推力外循環(huán)8 號冷卻器油側(cè)憋壓嚴(yán)重，并且流出大量水分，由此判斷推力外循環(huán)8 號冷卻器內(nèi)滲是導(dǎo)致發(fā)電機推力油槽油混水的原因。

3 推力軸承油槽油混水的處理措施

油混水現(xiàn)象出現(xiàn)時，正值豐水期，水量充足，若停機對發(fā)電機推力外循環(huán)冷卻器進行處理，時間較長，影響較大。為不影響機組發(fā)電，把損失減小到最少,決定先采取臨時措施，待1 號機組B 修時進行徹底處理，所采取的臨時措施如下：

3.1 關(guān)閉推力外循環(huán)8 號冷卻器的進出油閥和水閥，將推力外循環(huán)8 號冷卻器與推力外循環(huán)冷卻系統(tǒng)隔絕，同時排凈推力外循環(huán)8 號冷卻器內(nèi)部的油和水。

3.2 打開推力取油樣閥，將推力油槽內(nèi)部的水分排凈，直至流出油色正常的透平油為止。

3.3 由于推力外循環(huán)冷卻系統(tǒng)中還含有大量水分，隨著時間增長，部分會水分沉積在油槽底部，需定期打開推力取油樣閥排水，每次直至流出油色正常的透平油為止。

3.4 加強對1 號機組推力油槽油位、油溫以及運行情況的監(jiān)視。

采取臨時措施后，1 號機組推力軸承油溫、油位恢復(fù)正常范圍內(nèi)，推力油槽油混水報警信號復(fù)歸，機組運行正常。

1 號機組B 修時，對推力軸承系統(tǒng)進行了徹底處理，具體處理措施如下：

（1）對推力外循環(huán)8 號冷卻器殼程進行壓縮空氣加壓檢漏，確定了具體滲漏點為管程的右下區(qū)第二排第三孔，對于滲漏點較小的孔洞,在工作條件許可的情況下,可以采用銀焊修補法[6]，但考慮到施工條件限制且滲漏銅管數(shù)為一根，數(shù)量很少，綜合考慮采用堵漏法，即用相同材質(zhì)的堵頭將滲漏銅管兩端封堵。同時對1-7 號推力外循環(huán)冷卻器殼程進行壓縮空氣加壓檢漏，沒有發(fā)現(xiàn)漏點。此外，對所有推力外循環(huán)冷卻器端蓋進行防腐處理，并更換端蓋密封墊。

（2）鏡板用酒精進行清理，推力瓦的刮痕進行刮削處理，處理后推力瓦表面的粗糙度達(dá)到鏡面質(zhì)量要求（Ra0.1μm）[7]，處理完畢后用專用注射器對高壓油頂起油孔進行沖洗，并在瓦面涂上潔凈透平油保護。

（3）將油槽底部的油泥清理干凈，對軸瓦支撐座、油槽被銹蝕部位的進行除銹處理。

（4）軸承和油槽清理完畢后充入合格的透平油，并對推力外循環(huán)冷卻系統(tǒng)管路以及高壓油頂起系統(tǒng)管路進行循環(huán)沖洗，沖洗標(biāo)準(zhǔn)為出口管路流出的油色正常為止。

（5）清洗更換高壓油頂起系統(tǒng)、外循環(huán)系統(tǒng)油過濾器濾芯。

（6）將混水過后的透平油通過真空濾油機和壓力濾油機進行過濾，直至油樣含水量、顆粒度等各項指標(biāo)合格。

4 結(jié)論及建議

在處理過程中，發(fā)現(xiàn)推力外循環(huán)冷卻器管程有部分銅管被污物堵塞，并且端蓋銹蝕嚴(yán)重，存在滲漏隱患，在以后的運行中，應(yīng)加強對所有軸承冷卻器以及油溫、油位的監(jiān)視，此外由于梨園電廠軸承冷卻器使用的銅管管壁較薄，在清洗過程中應(yīng)當(dāng)使用正確的清洗方法，防止人為原因?qū)е吕鋮s器內(nèi)滲，防止類似情況的發(fā)生，影響機組安全穩(wěn)定運行。此次處理過程，為其他同類型的機組提供了參考借鑒。