紅河南沙水電廠1撐機(jī)下導(dǎo)瓦溫過高處理論文
摘要：南沙水電廠總裝機(jī)150MW，單機(jī)容量50MW，半傘式混流式發(fā)電機(jī)組。由天津天重重型發(fā)電設(shè)備有限公司制造生產(chǎn)。1樣機(jī)投產(chǎn)發(fā)電后，下導(dǎo)瓦一直在59—62。C高溫運(yùn)行，這不僅危及導(dǎo)瓦，還進(jìn)一步危及滑轉(zhuǎn)子。主要原因是下導(dǎo)、推力共箱油箱內(nèi)熱冷油循環(huán)不暢，導(dǎo)致冷油不能進(jìn)入下導(dǎo)瓦。本文分析了致使瓦溫過高的原因，并介紹了南沙水電廠下導(dǎo)瓦溫過高的處理方法。
關(guān)鍵詞：南沙電廠;下導(dǎo)瓦溫;過高處理
一、前言
南沙水電廠1撐機(jī)組自07年12月份投運(yùn)以來，由于下導(dǎo)瓦溫過高，我廠先后對(duì)其進(jìn)行了兩次技術(shù)改造，但降溫效果卻一直不理想，直至09年3月份在1}}機(jī)組B級(jí)檢修完成后，這一問題才得以解決。
1撐機(jī)組在72小時(shí)試運(yùn)行時(shí)由于下導(dǎo)瓦溫過高造成了一次事故停機(jī)，72小時(shí)試運(yùn)行后有多次由于下導(dǎo)瓦溫過高造成了一次事故停機(jī)，并且在環(huán)境溫度只有220C的情況下：機(jī)組帶20MW負(fù)荷時(shí)下導(dǎo)瓦溫為620C:機(jī)組帶26MW負(fù)荷時(shí)下導(dǎo)瓦溫度達(dá)630C。機(jī)組帶50MW負(fù)荷時(shí)下導(dǎo)瓦溫度達(dá)690C。這極大的威脅著機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，下導(dǎo)瓦長期在高溫情況下運(yùn)行，極易發(fā)生燒瓦事件’甚至燒毀下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子。
開始之初，機(jī)組廠家分析認(rèn)為是安裝單位對(duì)上導(dǎo)、下導(dǎo)間隙值調(diào)整不正確，要求重新調(diào)整導(dǎo)瓦間隙值。根據(jù)其要求將上導(dǎo)瓦間隙值由15pm調(diào)整為20pm，下導(dǎo)瓦間隙值由20Lun調(diào)整為25Iun，開機(jī)試驗(yàn)，在相同負(fù)荷和相同環(huán)境溫度下，下導(dǎo)瓦溫度依然居高不下。由此推斷，下導(dǎo)瓦溫過高的原因不是由于導(dǎo)瓦間隙值過小引起的。
二、下導(dǎo)瓦溫過高原因分析
經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)分析，下導(dǎo)瓦溫過高是以下幾個(gè)原因造成的：下導(dǎo)軸承、推力軸承共用一個(gè)油槽，軸承油冷卻采用鏡板泵外循環(huán)冷卻方式，設(shè)四臺(tái)冷卻器。(見圖1，推力、下導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)圖)。軸瓦冷卻油循環(huán)路線為：冷卻后的潤滑油經(jīng)輸油管路、噴頭直接噴在推力瓦上(推力瓦冷卻)，然后經(jīng)過推力頭上的7個(gè)cP20孔到達(dá)下導(dǎo)瓦(下導(dǎo)瓦冷卻);推力瓦熱油經(jīng)鏡板、集油槽回到油冷卻器，下導(dǎo)瓦熱油經(jīng)集油槽上的12個(gè)鏡板、集油槽回油冷卻器。
圖1推力、下導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)圖
從下導(dǎo)瓦冷卻油的循環(huán)路線可見，下導(dǎo)瓦的油循環(huán)有著以下幾個(gè)的問題：
a)擋油筒與推力頭的間隙過小，推力頭的7個(gè)q)20孔的開孔方向欠妥。這種結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致下導(dǎo)瓦冷卻油直接從集油槽的12個(gè)q)60回到下腔，不利于下導(dǎo)冷卻。
b)下導(dǎo)瓦的冷卻油源為冷卻過推力瓦的熱油，油溫難以滿足對(duì)下導(dǎo)瓦冷卻的要求。
c)下導(dǎo)、推力油槽整個(gè)透平油循環(huán)線路中存在死油區(qū)。
我們?cè)跈C(jī)組運(yùn)行期間對(duì)下導(dǎo)相關(guān)部位的'溫度進(jìn)行了測量和記錄。溫度測量記錄表(測量點(diǎn)一鏡板以上油溫、測點(diǎn)二：集油槽溫度、測點(diǎn)三：鏡板以下油溫)
測量點(diǎn)溫度28.3℃26.1℃25℃
備注
測量時(shí)，機(jī)組帶20MW負(fù)荷，油冷卻器冷油油溫為21℃，熱油為25℃，下導(dǎo)瓦溫最高62.2℃，推力瓦溫最高為35.9℃。
測點(diǎn)一：鏡板以上油溫約為28.3℃.;
測點(diǎn)二：集油槽溫度約為26.1℃;
測點(diǎn)三：鏡板以下油溫約為25℃。
由此可見，油冷卻系統(tǒng)冷卻效果良好，但下導(dǎo)瓦28.3℃的熱油沒有順利的回到油冷卻器(冷卻器回油溫度為25℃)，油循環(huán)不暢存在死油區(qū)。
三、下導(dǎo)瓦溫過高處理方案
對(duì)于我廠下導(dǎo)瓦溫度過高的處理有過兩個(gè)方案。當(dāng)我們分析得出下導(dǎo)瓦溫過高時(shí)由于冷、熱油在油箱內(nèi)交換不足，冷油不能順利到達(dá)下導(dǎo)瓦，而是停留在推力瓦上。對(duì)此，首先想到的方法是增強(qiáng)油循環(huán)，即在油循環(huán)系統(tǒng)的熱油管側(cè)上增加一臺(tái)管道泵，加大熱油出油量的同時(shí)加大冷油進(jìn)油量，并加大油壓，試圖將冷油經(jīng)12個(gè)q)60通孔進(jìn)入推力油槽，再進(jìn)入下導(dǎo)瓦。同時(shí)，也可以加快與熱油的交換速度，從而使下導(dǎo)瓦溫得到大幅的下降。
按這一思路對(duì)冷卻油循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行了施工。在四臺(tái)冷卻器中對(duì)稱布置兩臺(tái)的出油側(cè)各加一臺(tái)管道泵。完成后，記錄開機(jī)前的瓦溫為42℃。開機(jī)后，下導(dǎo)瓦溫上升為48℃，但推力瓦溫不變，維持在39℃左右。機(jī)組并網(wǎng)加負(fù)荷至25MW，下導(dǎo)瓦溫上升至59℃，此時(shí)同時(shí)投入兩臺(tái)管道泵(冷卻器在運(yùn)行中)，5分鐘后發(fā)現(xiàn)溫度上升至65℃，推力瓦溫也上升到了45℃。立即停止試驗(yàn)。
我們?cè)俅畏治觯谟脱h(huán)系統(tǒng)的熱油管側(cè)上增加管道泵以圖加大熱油出油量的同時(shí)加大冷油進(jìn)油量，將冷油經(jīng)12個(gè)q)60通孔進(jìn)入推力油槽，再進(jìn)入下導(dǎo)瓦。這個(gè)思路四正確的，但為何在應(yīng)用中，瓦溫不降反而上升了呢?原因在于，在油循環(huán)系統(tǒng)加了管道泵后，加大熱油出油量，也就是增大了油的運(yùn)動(dòng)速度，油在高速運(yùn)動(dòng)中，自身溫度增高，也就出現(xiàn)了油溫不降還升現(xiàn)象，從而導(dǎo)致下導(dǎo)瓦溫、推力瓦溫比投入管道泵前還要高。這次試驗(yàn)的失敗，也讓我們得到了更確切的結(jié)論：下導(dǎo)瓦溫過高是由于熱、冷油在油箱內(nèi)未進(jìn)行完全交換。要解決這個(gè)問題，就只有從油的循環(huán)路線上想辦法，也就是加大推力頭7個(gè){D20孔的孔徑，或者再增加7個(gè)甚至更多個(gè)數(shù)的q)20孔。同時(shí)還要加大集油槽上12個(gè)q)60的孔徑，或者再增加12個(gè)甚至更多個(gè)數(shù)的q}60孔，以增加油的循環(huán)能力。無疑這種方法在現(xiàn)場時(shí)很難實(shí)現(xiàn)的，需要將整個(gè)下導(dǎo)軸承(滑轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)軸熱套而成)、油箱等大小部件拆除返回廠家才能處理。
在經(jīng)過多次論證并與廠家溝通后，決定采用一種更為簡單的方法：既然冷油不能從油箱內(nèi)部很好的進(jìn)入下導(dǎo)瓦進(jìn)行冷卻，那就直接將冷油從外部直接送到下導(dǎo)瓦。見圖2所示。從圖中可以看出，油系統(tǒng)這樣改造后，冷油的運(yùn)行路線就是總油由一路分成兩路：一路由推力瓦下部進(jìn)入，供推力瓦冷卻，一路由油箱上部進(jìn)入，供下導(dǎo)瓦冷卻。同時(shí)，為保證每一塊下導(dǎo)瓦都能均勻得到冷卻，在下導(dǎo)瓦上增加一路環(huán)管及噴淋頭，可確保冷油能均勻的直接噴淋在下導(dǎo)瓦上。
具體做法是，將新增設(shè)的噴淋環(huán)管進(jìn)油口，與原冷卻環(huán)路的冷油管進(jìn)行焊接，并在焊接出口上方裝設(shè)管道閥以調(diào)節(jié)噴淋環(huán)管的噴油量。而噴淋頭以一定角度將冷卻油噴射在下導(dǎo)瓦推力頭，起到直接冷卻下導(dǎo)瓦降低瓦溫作用。
這一方案得到一致認(rèn)可后，由天重廠家計(jì)算下導(dǎo)瓦的冷卻所需進(jìn)油量及設(shè)計(jì)加工新增噴淋環(huán)管。并于2009年3月底安裝完成。完成后，開機(jī)試驗(yàn)，記錄開機(jī)前下導(dǎo)瓦溫為42℃(我廠所在地環(huán)境溫度較高)，開機(jī)后下導(dǎo)瓦溫為45℃，推力瓦溫為45℃。并網(wǎng)帶50MW負(fù)荷連續(xù)72小時(shí)后下導(dǎo)瓦溫穩(wěn)定在57℃，推力瓦溫與改造前相同。
四、結(jié)論
我廠在解決完成l撐機(jī)下導(dǎo)瓦溫過高的問題后，相繼對(duì)2#、3#機(jī)進(jìn)行了同樣的處理。處理后，推力瓦溫穩(wěn)定、下導(dǎo)瓦溫穩(wěn)定并保持在57℃。在經(jīng)過近一年的運(yùn)行證明，我們的思路是正確的，方法也是得當(dāng)?shù)摹?/p>
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