石磊箭

（浙江華電烏溪江水力發(fā)電廠，浙江 衢州 324000）

貫流式水輪機(jī)組的額定轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，機(jī)組啟、停過程短，轉(zhuǎn)速變化快。在機(jī)組開停機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)要投入高壓油頂起裝置，將壓力油注入瓦面，從而建立保護(hù)油膜，以防止軸瓦因干摩擦而燒毀。若高壓油頂起裝置發(fā)生故障，將嚴(yán)重影響貫流式水輪機(jī)組的安全運(yùn)行，因此必須保證其能夠正常運(yùn)行。

1 故障現(xiàn)象

2014-04-08，某水電站貫流式水輪機(jī)組停機(jī)過程超時(shí)，停機(jī)未完成。查看監(jiān)控系統(tǒng)記錄發(fā)現(xiàn)，停機(jī)過程中機(jī)組高壓油頂起泵未啟動(dòng)，高壓頂起油壓顯示為2.7 MPa?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，高壓油頂起壓力變送器顯示為2.9 MPa。

2 故障原因分析及處理

為查清高壓油頂起泵未投入及停機(jī)未完成的原因，對(duì)機(jī)組PLC控制流程進(jìn)行檢查，其控制流程如圖1所示。

圖1 機(jī)組PLC控制流程

該P(yáng)LC控制流程是將高壓頂起油壓力變送器的采樣值與設(shè)定值進(jìn)行比較，低于采樣值則將中間變量置位表示高壓頂起油壓低于限值。由于壓力變送器的量程為0～16 MPa，滿量程對(duì)應(yīng)的監(jiān)控采樣值為32 000 MPa，對(duì)設(shè)定值5 000 MPa進(jìn)行實(shí)際值換算得到了%M00111高壓頂起油壓力低于實(shí)際設(shè)定值為2.5 MPa，相應(yīng)的%M00132實(shí)際設(shè)定值為1.0 MPa。

高壓油泵啟停程序表明：機(jī)組開停機(jī)時(shí)通過%M00111變量對(duì)高壓頂起油壓進(jìn)行判斷，若其值低于2.5 MPa，則啟動(dòng)高壓頂起油泵；若其值高于2.5 MPa，則不啟動(dòng)高壓頂起油泵。機(jī)組停機(jī)完成判斷程序表明：只有高壓頂起油壓力降至1.0 MPa以下，機(jī)組才能完成停機(jī)過程。

經(jīng)過上述分析，發(fā)現(xiàn)高壓頂起油壓力變送器值高于設(shè)定值是導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)不能投入高壓油頂起泵以及停機(jī)未完成的原因?，F(xiàn)需要判斷壓力變送器是否反映實(shí)際壓力值以及壓力值的來源。

分析機(jī)組軸承油系統(tǒng)原理如圖2所示。

停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)，高壓油頂起管路至機(jī)組發(fā)導(dǎo)軸承和水導(dǎo)軸承的壓力表顯示都為0，而壓力變送器顯示為2.9 MPa，判斷該壓力變送器損壞。更換壓力變送器，其停機(jī)顯示壓力為0。

隨后進(jìn)行開機(jī)試驗(yàn)，當(dāng)開機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到100 %后，發(fā)現(xiàn)該壓力變送器顯示數(shù)值緩慢上升，最后約在2.6 MPa波動(dòng)，并在停機(jī)后顯示為0，這表明該壓力變送器顯示正常。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，開機(jī)后機(jī)組發(fā)導(dǎo)軸承和水導(dǎo)軸承管路上的2只壓力表計(jì)都顯示在2.4 MPa左右，這表明機(jī)組運(yùn)行時(shí)高壓油頂起管路上確實(shí)存在著很大的油壓。經(jīng)過分析認(rèn)為：機(jī)組開機(jī)運(yùn)行以后，需要投入潤滑油泵將油注入發(fā)導(dǎo)軸承和水導(dǎo)軸承進(jìn)行循環(huán)，經(jīng)過油盆旋轉(zhuǎn)慣性使得與軸瓦相連的高壓油管路產(chǎn)生高壓力。

但由于高壓油管路上1164和1165閥后都存在1只單向閥，單向閥只能單向開啟，壓力只能由高壓油泵上傳至機(jī)組導(dǎo)軸承，而不會(huì)反方向傳送。正常情況下，1164和1165閥后的壓力不會(huì)傳送至壓力變送器，因此判斷2只單向閥至少有1只損壞。經(jīng)過排除檢查，發(fā)現(xiàn)水導(dǎo)軸承管路1165閥后的單向閥已經(jīng)損壞，更換單向閥后壓力變送器油壓恢復(fù)正常，只在高壓油泵運(yùn)行時(shí)顯示壓力值。

3 改進(jìn)措施

3.1 修改控制流程

高壓油頂起泵是非常重要的設(shè)備，由于機(jī)組安裝的特殊性，高壓油管路壓力的建立需要一定的時(shí)間，而在開停機(jī)時(shí)，需要及時(shí)投入高壓油頂起泵?，F(xiàn)對(duì)控制流程進(jìn)行修改，取消了啟動(dòng)高壓油頂起泵流程中對(duì)油壓的判斷，開停機(jī)時(shí)立即投入高壓油頂起泵，確保及時(shí)建立保護(hù)油膜避免軸瓦燒毀。

3.2 更換壓力變送器

由于PLC流程中對(duì)油壓的判斷是通過壓力變送器測(cè)得的模擬量進(jìn)行比較而來的，所以壓力變送器的測(cè)量精度和可靠性非常重要。經(jīng)運(yùn)行觀察發(fā)現(xiàn)，高壓油頂起泵運(yùn)行時(shí)建立的最高油壓約為5.6 MPa，而壓力變送器選用的量程為0～16 MPa,測(cè)量范圍大大超過了油壓值，導(dǎo)致測(cè)得的油壓不夠精確；并且壓力變送器使用220 V交流電源供電，可靠性差。改進(jìn)后采用測(cè)量范圍為0～6.4 MPa的壓力變送器，并且使用24 V直流電源供電，提高了壓力變送器的可靠性和測(cè)量精度，保證了各流程的正確動(dòng)作，最大程度地避免了由于壓力變送器測(cè)量故障導(dǎo)致機(jī)組不安全運(yùn)行情況的發(fā)生。

3.3 改進(jìn)高壓油頂起管路

對(duì)高壓油頂起管路進(jìn)行了改進(jìn)，如圖3所示。

在發(fā)導(dǎo)軸承和壓力表、水導(dǎo)軸承和壓力表之間各增加了1只單向閥，保證機(jī)組運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的油壓不會(huì)回送至高壓油管路，使得表計(jì)能正確反映高壓油頂起壓力。

4 結(jié)束語

圖2 機(jī)組軸承油系統(tǒng)原理

圖3 改進(jìn)后的高壓油頂起管路

發(fā)電機(jī)組的某個(gè)故障往往由許多原因?qū)е拢⑶宜鼈冎g存在著一定的聯(lián)系，在查找故障原因時(shí)需要全面分析，只有找到各個(gè)環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系并進(jìn)行分析排除，對(duì)不合理的部分進(jìn)行改進(jìn)，才能最大程度地避免同類故障的發(fā)生。[J]．大電機(jī)技術(shù)，2008(1).

1 韋華軒．燈泡貫流式機(jī)組軸承油系統(tǒng)控制及分析[J]．企業(yè)科技與發(fā)展，2013(12).

2 李友松．燈泡貫流機(jī)組徑向?qū)лS承燒瓦事故分析與處理

3 謝曉君．淺談貫流式水輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)供水自動(dòng)控制改造[J]．科技資訊，2009(2).