覃良辰，陸 鋒

（中廣核紅花水電有限公司，廣西 柳州 545101）

紅花水電廠哈電機(jī)組冷卻風(fēng)機(jī)改造

覃良辰，陸 鋒

（中廣核紅花水電有限公司，廣西 柳州 545101）

針對(duì)紅花電廠發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)風(fēng)機(jī)軟啟動(dòng)器故障報(bào)警“OLF”或“OCF”問題，分析其原因，認(rèn)為風(fēng)機(jī)存在缺陷與不足。為此，采用新材料和新工藝對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造，切底解決了該問題。

冷卻風(fēng)機(jī)；風(fēng)葉；改造；紅花水電廠

1 概述

紅花水電廠位于廣西柳江縣里雍鎮(zhèn)紅花村，離柳州市25 km。紅花水電廠以發(fā)電、防洪和航運(yùn)綜合開發(fā)利用為主的Ⅰ等樞紐工程，電站總裝機(jī)6×38 WM，年均發(fā)電量為8億kW·h。

紅花水電廠分別安裝東方電機(jī)廠和哈爾賓電機(jī)廠各3臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，首臺(tái)機(jī)組于2005年10月份投運(yùn)。水輪發(fā)電機(jī)組冷卻系統(tǒng)采用風(fēng)冷強(qiáng)迫風(fēng)循環(huán)方式，就是由冷卻水泵供冷卻水，冷卻水經(jīng)冷卻器進(jìn)行能量交換對(duì)熱風(fēng)進(jìn)行冷卻，通過風(fēng)機(jī)將冷風(fēng)吹入定子內(nèi)部進(jìn)行冷卻。

2 故障分析及技改

2.1 故障現(xiàn)象

新機(jī)組經(jīng)過幾年的運(yùn)行后，3臺(tái)哈電機(jī)組陸續(xù)地出現(xiàn)多臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)軟啟動(dòng)器故障報(bào)警“OLF”或“OCF”。經(jīng)對(duì)電機(jī)工作回路檢查發(fā)現(xiàn)軟啟動(dòng)器工作正常，進(jìn)一步檢查電機(jī)的繞組電阻和絕緣測(cè)量均合格。進(jìn)入定子內(nèi)部檢查風(fēng)機(jī)電機(jī)，發(fā)現(xiàn)電機(jī)軸承有異響。故障原因?yàn)殡姍C(jī)軸承損壞造成摩擦力增大，使電機(jī)運(yùn)行扭力增大，造成運(yùn)行電流增大，超過軟啟動(dòng)器過流保護(hù)定值，使軟啟動(dòng)器保護(hù)動(dòng)作切斷主回路電源。

2.2 電機(jī)解體情況

根據(jù)上述分析決定對(duì)冷卻風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行解體檢查和更換軸承。解體電機(jī)后發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子尾部軸承損壞，潤(rùn)滑油脂呈碳化物，滾珠呈粉碎狀（見圖1），轉(zhuǎn)子兩側(cè)有變色的現(xiàn)象（見圖2），部分電機(jī)的軸承損壞更嚴(yán)重出現(xiàn)定子掃堂現(xiàn)象。

圖2 轉(zhuǎn)子兩側(cè)有發(fā)熱燒傷現(xiàn)象

2.3 原因分析

（1）軸承因長(zhǎng)時(shí)間干摩擦情況下產(chǎn)生高溫，以及承受徑向力的情況下產(chǎn)生滾珠粉碎的現(xiàn)象。因軸承損壞使電機(jī)轉(zhuǎn)子失去動(dòng)平衡，造成電機(jī)掃堂；

（2）因軸承長(zhǎng)時(shí)間干摩擦運(yùn)轉(zhuǎn)下產(chǎn)生高溫和軸承損壞后造成電流增大，在長(zhǎng)時(shí)間高溫運(yùn)轉(zhuǎn)的作用下，使?jié)櫥椭侍蓟默F(xiàn)象，轉(zhuǎn)子兩側(cè)因熱處理工藝不同，遇高溫出現(xiàn)燒傷變黑紫色的現(xiàn)象；

（3）電機(jī)安裝在一個(gè)密閉空間，運(yùn)行環(huán)境惡劣，自帶扇葉旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的風(fēng)向與冷卻風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)向相反，對(duì)電機(jī)的自冷卻效果產(chǎn)生影響，無法滿足電機(jī)的冷卻風(fēng)量要求，造成電機(jī)溫度升高，引起軸承損壞；

（4）根據(jù)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)和軸承損壞現(xiàn)象，重點(diǎn)分析風(fēng)機(jī)風(fēng)葉對(duì)其產(chǎn)生的影響。風(fēng)葉由鐵制輪轂和8塊葉片組成，經(jīng)對(duì)風(fēng)葉進(jìn)行稱重，風(fēng)葉的重量為14.5 kg。因機(jī)組風(fēng)機(jī)要求風(fēng)壓高、風(fēng)量大，轉(zhuǎn)速高，特別在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中，葉片受到強(qiáng)負(fù)荷作用，雖然葉輪做了動(dòng)平衡。但因風(fēng)葉過重，電機(jī)軸承承受過大的徑向載荷，在長(zhǎng)期高轉(zhuǎn)速的作用下，軸承摩擦力增加，造成軸承溫度升高潤(rùn)滑油脂失去潤(rùn)滑作用，從而導(dǎo)致軸承損壞，使風(fēng)機(jī)引起震動(dòng)，造成電機(jī)掃堂。電機(jī)在密閉的鐵罩內(nèi)運(yùn)行，機(jī)組運(yùn)行溫度較高，電機(jī)因肌膚效應(yīng)、自身運(yùn)行所產(chǎn)生的溫升和軸承溫度失去潤(rùn)滑作用產(chǎn)生的升高造成定子線圈絕緣老化，引起漆包線匝間短路、接地或過流。

2.4 技術(shù)改造

首先，對(duì)冷卻風(fēng)機(jī)風(fēng)葉進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)，以消除軸向竄動(dòng)對(duì)電機(jī)軸承的影響，試驗(yàn)結(jié)果：風(fēng)葉滿足電機(jī)運(yùn)行要求；然后，根據(jù)電機(jī)牌號(hào)M2QA180M2A查得該電機(jī)屬于普通電機(jī)，不屬于高轉(zhuǎn)速耐高溫電機(jī)，對(duì)故障電機(jī)進(jìn)行整對(duì)軸承更換，并添加潤(rùn)滑油脂，改變電機(jī)自身冷卻方式。

但以上措施后仍未排除故障，經(jīng)重新分析故障原因，認(rèn)為應(yīng)該是風(fēng)葉過重的原因。為此，經(jīng)對(duì)多種材質(zhì)的風(fēng)葉進(jìn)行比較，最后選定了丹麥進(jìn)口的新材料PAG樹脂材料，該材料主要用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片材料。采用新技術(shù)將該材料制作的葉片與輪轂制作成一個(gè)整體，優(yōu)點(diǎn)是葉輪重量輕，電機(jī)負(fù)荷相應(yīng)降低，也減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)軸承負(fù)荷，降低運(yùn)行風(fēng)機(jī)震動(dòng)，延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命。

結(jié)合電廠風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)情況，需從新制作風(fēng)筒，在出風(fēng)口處安裝防護(hù)網(wǎng)，防止異物進(jìn)入發(fā)電機(jī)。在電機(jī)防護(hù)罩上開通風(fēng)槽，去除風(fēng)機(jī)電機(jī)冷卻風(fēng)葉，利用風(fēng)機(jī)冷風(fēng)對(duì)電機(jī)降溫，風(fēng)機(jī)風(fēng)葉更換為丹麥進(jìn)口的PAG樹脂材料制作的風(fēng)機(jī)風(fēng)葉（葉片與輪轂制作成一整體）。經(jīng)過試驗(yàn)新風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與舊風(fēng)機(jī)比差別不大，新風(fēng)機(jī)風(fēng)壓小于舊風(fēng)機(jī)500Pa。

電機(jī)在安裝前仍需對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油脂，以滿足電機(jī)軸承在高溫環(huán)境下的潤(rùn)滑要求。

3 改造效果

改造后，經(jīng)過長(zhǎng)期的運(yùn)行考驗(yàn)表明：雖然新風(fēng)機(jī)風(fēng)壓均有下降，但對(duì)機(jī)組風(fēng)機(jī)改造前后的定子線圈和鐵芯溫度的觀察對(duì)比，其溫度并未受到影響。更換風(fēng)葉后，風(fēng)葉重量減輕，減小了電機(jī)軸承運(yùn)行時(shí)徑向載荷，電機(jī)運(yùn)行電流從22 A減至16 A左右，延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命，也節(jié)約了廠用電。本次技改過后發(fā)電機(jī)組冷卻風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，未出現(xiàn)過故障，效果顯著。第一臺(tái)機(jī)組冷卻風(fēng)機(jī)技改取得預(yù)期效果，達(dá)到了技改的目的后，已對(duì)其余機(jī)組冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行技改并向兄弟單位推廣。

（責(zé)任編輯：周 群）

Modification of generator cooling ventilator for Honghua Hydropower Plant

QIN Liang-chen,LU Feng
(Honghua Hydropower Co.,Ltd.of China General Nuclear Power Corporation,Liuzhou 545101,China)

The generator cooling system of Honghua Hydropower Plant had seen ventilator soft starter fault alarm of OLF or OCF.It was concluded after analysis of the causes that ventilators have defects and shortages.New materials and technique were adopted to modify them,so as to completely solve this problem.

Cooling ventilator;blade;modification;Honghua Hydropower Plant

TV735 [

]B [

]1003-1510（2016）06-0046-02

2016-06-30

2016-09-18

覃良辰（1984-），男，廣西環(huán)江人，中廣核紅花水電有限公司工程師，主要從事水電廠維護(hù)運(yùn)行管理工作。