毛雁賓 新疆新華水電克孜爾電廠 842000

發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸承燒瓦事故分析

毛雁賓 新疆新華水電克孜爾電廠 842000

我站水輪發(fā)電機(jī)型號(hào)為SF6500-36/4600，額定轉(zhuǎn)速166.7r/min，系混流機(jī)組，上導(dǎo)的型式是油潤(rùn)滑分塊(分為8塊)巴氏合金斜子板式結(jié)構(gòu)，布置在上機(jī)架。上導(dǎo)油槽的底部布置有一圈環(huán)形冷卻器，分為兩瓣，通過*20 mm的接管與DN20 mm的可鍛鑄鐵普通管路活接頭聯(lián)接。上導(dǎo)冷卻水總量為60 m3/h，上導(dǎo)的正常冷卻水壓力為0.2MPa。某日該機(jī)組開機(jī)運(yùn)行不到4min，水機(jī)屏顯示有“上導(dǎo)軸承溫度過高”、“機(jī)組導(dǎo)葉全關(guān)”等信息出現(xiàn)。電磁閥動(dòng)作緊急停機(jī)，機(jī)組事故報(bào)警信號(hào)“上導(dǎo)軸承溫度過高”光字牌閃亮，軸瓦溫度顯示達(dá)100℃以上。運(yùn)行及檢修人員立即趕到現(xiàn)場(chǎng)檢查，上導(dǎo)油槽浮子油位計(jì)指向底位。分析上導(dǎo)軸瓦可能已燒壞，故該機(jī)組退出運(yùn)行，做事故搶修。

1 事故原因

1.1 結(jié)構(gòu)缺陷

上導(dǎo)軸承拆蓋并加入壓力約0.17 MPa的冷卻水，發(fā)現(xiàn)上導(dǎo)油槽內(nèi)-Y方向的冷卻器活接頭有水流射出，泄漏量較大。抽出軸瓦后，發(fā)現(xiàn)4塊軸瓦已燒壞，每塊軸瓦的中部均有寬約80 mm，厚度為1 mm的熔化層。拆開漏水的活接頭發(fā)現(xiàn)密封橡膠圈已損壞，與活接頭聯(lián)接的*20 mm銅管的螺紋部分外徑偏小，螺紋散亂，安裝時(shí)使用了大量的密封生料帶，聯(lián)接強(qiáng)度較低，兩段管路聯(lián)接中心偏差較大，安裝時(shí)密封圈就被損壞。而且橡膠密封圈耐油性較差，浸潤(rùn)在透平油中變硬變質(zhì)，止漏效果差。由于機(jī)組運(yùn)行時(shí)特別是機(jī)組停機(jī)制動(dòng)時(shí)機(jī)架振動(dòng)較大，導(dǎo)致活接頭逐漸松動(dòng)直至脫落。

由于上導(dǎo)油槽底部冷卻器水管距尾水的高程高出近8 m，機(jī)組停機(jī)無(wú)冷卻水，開機(jī)前約6 h內(nèi)油槽內(nèi)的透平油幾乎全部從冷卻器的故障活接頭及管路泄漏到下游尾水，導(dǎo)致軸承干摩擦而燒瓦，這是造成這次上導(dǎo)軸承燒瓦的主要原因。

1.2 監(jiān)測(cè)手段存在的問題

上導(dǎo)油槽只在風(fēng)洞內(nèi)設(shè)置浮子液位計(jì)，油槽油位過高、過低時(shí)發(fā)出故障信號(hào)。事故前，即開機(jī)前5h，當(dāng)上導(dǎo)油槽油位過低時(shí)，故障信號(hào)只在監(jiān)控系統(tǒng)的信息窗中作為一條信息發(fā)出，由于窗口有許多機(jī)組運(yùn)行信息不斷出現(xiàn)，因此很快被覆蓋，加上無(wú)事故(故障)聲響報(bào)警，故未能被運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)。需要指出的是：(1)由于風(fēng)洞內(nèi)發(fā)電機(jī)出口及中性點(diǎn)引出母線無(wú)任何安全遮攔，容易造成巡視人員傷亡事故；(2)由于機(jī)組存在的缺陷，在目前運(yùn)行條件下，無(wú)法對(duì)單臺(tái)機(jī)組操作油系統(tǒng)的泄漏量進(jìn)行精確測(cè)量。

另外，事故發(fā)生前一天，機(jī)組開機(jī)運(yùn)行時(shí)上導(dǎo)瓦的兩個(gè)測(cè)溫計(jì)顯示較前期上升了3～4℃，但未能引起運(yùn)行人員的足夠重視。瓦溫升高的原因是由于機(jī)組運(yùn)行時(shí)故障活接頭漏水，部分水進(jìn)入油槽使透平油的潤(rùn)滑、散熱效果變差。由于上導(dǎo)油槽未裝設(shè)油混水測(cè)量計(jì)，冷卻器漏水時(shí)未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。同時(shí)，運(yùn)行人員反映，該機(jī)組的尾水處水面有許多浮油，通知檢修人員檢查機(jī)組透平油系統(tǒng)各部分包括集油槽、漏油槽、水導(dǎo)油槽、導(dǎo)葉接力器等部位是否存在大量漏油現(xiàn)象，但均未發(fā)現(xiàn)問題。由于一臺(tái)鄰近機(jī)組檢修時(shí)安裝單位將一些廢油倒入檢修集水井，檢修排水泵時(shí)將廢油排入尾水，使檢修人員誤認(rèn)為尾水處的浮油是廢油造成的。

2 故障處理及防范措施

2.1 故障處理

打開上導(dǎo)端蓋，抽出軸瓦后，更換損壞的活接頭的密封圈，調(diào)整活接頭兩段銅管的中心一致，上緊冷卻器的故障活接頭，檢查另一個(gè)活接頭的聯(lián)接情況。通過試驗(yàn)水壓(0.3 MPa)耐壓30 min試驗(yàn)合格后， 將刮研好的8塊備用上導(dǎo)瓦回裝，按單側(cè)間隙0.06～0.08 mm調(diào)整軸瓦間隙，模擬上導(dǎo)油位過低、過高信號(hào)試驗(yàn)合格。開機(jī)空轉(zhuǎn)試驗(yàn)30 min及帶滿負(fù)荷試驗(yàn)，瓦溫、油溫的溫升趨勢(shì)無(wú)異常，機(jī)組恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。

2.2 改造情況

經(jīng)過3個(gè)月運(yùn)行后，上導(dǎo)冷卻器活接頭又再次發(fā)生泄漏，但未造成重大事故。說明該油槽冷卻器聯(lián)接方式的可靠性很差，因此進(jìn)行技術(shù)改造，以消除這一安全隱患。將浸在油槽內(nèi)的冷卻水系統(tǒng)的兩個(gè)管路活接頭改為法蘭螺栓聯(lián)接，提高冷卻器聯(lián)接的可靠性。上導(dǎo)軸槽增加油位傳感器，接入監(jiān)控系統(tǒng)，以便實(shí)施對(duì)油槽油位的在線監(jiān)視。增加機(jī)組推力、上導(dǎo)和水導(dǎo)軸承溫度及油槽油位故障的報(bào)警功能。在發(fā)電機(jī)風(fēng)洞內(nèi)的出口母線及中性點(diǎn)母線出口附近增加安全圍欄，保證進(jìn)入風(fēng)洞監(jiān)測(cè)上導(dǎo)及推力軸承油槽油位的運(yùn)行和檢修人員的人身安全。

3 結(jié)束語(yǔ)

水輪發(fā)電機(jī)組的技術(shù)供水系統(tǒng)特別是各部軸承、定子、轉(zhuǎn)子等設(shè)備的冷卻水系統(tǒng)的故障率較高，通常情況下故障容易被排除。但有些泄漏、堵塞故障往往引發(fā)諸如燒瓦、絕緣擊穿等重大事故。上述發(fā)電機(jī)上導(dǎo)燒瓦事故是一個(gè)典型例子。因此，

對(duì)該系統(tǒng)的一些重要部位的可靠性加以認(rèn)真分析研究和改進(jìn)，加強(qiáng)監(jiān)視、檢測(cè)手段，確保機(jī)組軸承油箱油位異常和各軸承油箱內(nèi)油混水過量等事故報(bào)警功能的可靠性，已實(shí)行機(jī)組的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)監(jiān)控各軸承油箱油位及自動(dòng)監(jiān)控油混合情況。在機(jī)組保護(hù)、監(jiān)控系統(tǒng)未完善的情況下，運(yùn)行及檢修人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)冷卻水系統(tǒng)的巡回檢查及維修，及時(shí)分析、處理各種故障，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.005.023