付雪輝

（國家電投集團(tuán)廣西長洲水電開發(fā)有限公司，廣西 梧州 543002）

國家電投集團(tuán)廣西長洲水電站位于廣西梧州市上游12km的潯江干流上，電站橫跨三江兩島。從右到左的建筑物是內(nèi)江廠房開關(guān)站、內(nèi)江發(fā)電廠房（6臺(tái)機(jī)）、內(nèi)江泄水閘（12孔）、長洲島、中江泄水閘（15孔）、泗化洲島、外江廠房開關(guān)站、魚道、外江發(fā)電廠房（9臺(tái)機(jī)）、外江泄水閘（16孔）、1號(hào)船閘、沖沙閘、2號(hào)船閘、外江右岸土壩。壩頂高程34.6m、壩長3521m，庫區(qū)上游多年平均流量6120m3/s，電站安裝15臺(tái)單機(jī)容量42MW的燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為630MW，年設(shè)計(jì)發(fā)電量30億kWh，是一座以發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)、灌溉等綜合效益的大型水利樞紐。

長洲水電站自投產(chǎn)以來，基本保證了設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，但期間也出現(xiàn)過設(shè)備異?，F(xiàn)象，經(jīng)過分析處理，消除了設(shè)備的安全隱患。本文就近年來運(yùn)行過程中設(shè)備出現(xiàn)的問題，簡(jiǎn)述所采取的處理方法及防范措施。

1 機(jī)組運(yùn)行過程常見故障分析及處理

1.1 機(jī)組出口電纜溫度偏高

1.1.1 原因分析

燈泡貫流式機(jī)組由于空間結(jié)構(gòu)比較狹窄，發(fā)電機(jī)出口到出口斷路器之間采用電纜連接，長洲發(fā)電機(jī)定子出線每相采用4根交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電纜連接，電纜從定子出線端沿電纜橋架呈品字形均勻排布。發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中，電纜通過一定負(fù)載電流時(shí)產(chǎn)生發(fā)熱的現(xiàn)象。由于絕緣性能不好，造成絕緣電阻較小、電纜過載、電纜通風(fēng)散熱效果不理想，影響了電纜的正常散熱，有可能造成機(jī)組出線電纜過熱。

1.1.2 處理措施

1.1.2.1 出線電纜橋架增加散熱風(fēng)機(jī)

在機(jī)組定子出線電纜橋架層下游側(cè)增加通風(fēng)機(jī)，原8.75m電纜橋架層每臺(tái)機(jī)組下游側(cè)均安裝一臺(tái)通風(fēng)機(jī)。為增加通風(fēng)能力，在每臺(tái)機(jī)組下游側(cè)再各增加一臺(tái)通風(fēng)機(jī)，并將其控制回路接入原風(fēng)機(jī)控制柜，分為I組風(fēng)機(jī)、II組風(fēng)機(jī)，運(yùn)行人員可根據(jù)環(huán)境溫度變化，選擇一組投入或者I、II組同時(shí)投入，保證環(huán)境溫度在正常范圍，從而保證電纜的正常散熱。另外，在電纜溫度偏高的幾個(gè)點(diǎn)，比如電纜的轉(zhuǎn)角處增加臨時(shí)通風(fēng)機(jī)，降低電纜溫度。

1.1.2.2 增加出線電纜，減少單根電纜的載流

將發(fā)電機(jī)出線電纜每相由4根電纜增加為5根電纜進(jìn)行分流，從而降低電纜的發(fā)熱量及溫度。

1.1.2.3 采用分散固定，提高單根電纜散熱面積

對(duì)DTS-2000分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)顯示的幾個(gè)局部溫度偏高的電纜進(jìn)行分散排列布置，制作一個(gè)固定夾具，將機(jī)組定子出線電纜進(jìn)行分開布置，每根電纜之間留有一定的縫隙，提高通風(fēng)能力，從而使每根電纜散熱面積增大，有效的降低了電纜運(yùn)行溫度。

1.1.3 加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視

安裝光纖感溫報(bào)警探測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組出線電纜溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜溫度偏高部位，及時(shí)調(diào)整通風(fēng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式，確保機(jī)組出口電纜溫度正常。

1.2 機(jī)組勵(lì)磁碳刷卡簧斷裂

1.2.1 原因分析

機(jī)組運(yùn)行過程中，勵(lì)磁碳刷卡簧斷裂是比較常見的故障，常見原因有：

1.2.1.1 長期多種原因引起個(gè)別碳刷彈簧壓力發(fā)生變化，接觸電阻發(fā)生增大，產(chǎn)生過熱，引起材料性能發(fā)生變化，從而引起卡簧斷裂；

1.2.1.2 勵(lì)磁滑環(huán)表面不光滑，存在凹槽，使得碳刷在運(yùn)行中受阻，刷握產(chǎn)生振動(dòng)引起材料疲勞，從而引起卡簧斷裂；

1.2.1.3 由于碳刷本身質(zhì)量問題，在運(yùn)行過程中其磨損程度不一樣，碳刷卡簧壓力也不一樣，從而使得電流分配也存在一定的差異，碳刷電流分配的不平衡，使得部分碳刷溫度高，加速碳刷磨損速度，造成碳刷跳動(dòng)，從而引起卡簧斷裂；

1.2.1.4 正極滑環(huán)、負(fù)極滑環(huán)兩側(cè)涂封固定材料老化松動(dòng)，負(fù)極滑環(huán)傾斜明顯，與假軸的同心軸發(fā)生偏移，導(dǎo)致碳刷卡簧在運(yùn)行過程中承受交變軸向力，是勵(lì)磁卡簧頻繁斷裂的主要原因。

1.2.2 處理措施

加強(qiáng)巡視檢查，及時(shí)更換磨損較多的碳刷，確保各碳刷接觸壓力均勻，各碳刷電流分配均勻。

針對(duì)正極滑環(huán)、負(fù)極滑環(huán)不同心引起的交變軸向力，主要采取了以下處理方式。

1.2.2.1 勵(lì)磁正負(fù)極滑環(huán)位置調(diào)整。檢查機(jī)組勵(lì)磁正負(fù)極滑環(huán)的位置是否符合要求，如出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象及時(shí)調(diào)整勵(lì)磁滑環(huán)上環(huán)、下環(huán)位置，可使用千斤頂調(diào)整，使之符合設(shè)計(jì)要求；

1.2.2.2 勵(lì)磁滑環(huán)定位。在勵(lì)磁滑環(huán)上環(huán)、下環(huán)位置外側(cè)集電環(huán)軸上按90度分布距上環(huán)、下環(huán)外側(cè)10mm位置鉆4個(gè)孔并進(jìn)行攻絲。

1.2.2.3 防止正負(fù)極勵(lì)磁滑環(huán)松動(dòng)。加工絕緣墊塊及絕緣螺栓各8套；用加工絕緣墊塊及絕緣螺栓固定勵(lì)磁滑環(huán)上環(huán)、下環(huán)位置，絕緣件涂刷環(huán)氧膠，對(duì)正負(fù)極勵(lì)磁滑環(huán)進(jìn)行限位，防止運(yùn)行中滑環(huán)變位傾斜。

另外，從機(jī)組二次空氣冷卻系統(tǒng)中引入一路冷風(fēng)，對(duì)勵(lì)磁滑環(huán)室進(jìn)行冷卻，結(jié)合碳粉吸收裝置，確保機(jī)組滑環(huán)碳刷運(yùn)行環(huán)境良好。

1.3 機(jī)組推力瓦瓦面脫落

1.3.1 原因分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，初步分析空心鏡板是導(dǎo)致推力瓦面脫落的主要原因。機(jī)組運(yùn)行過程中推力瓦面受到疲勞振動(dòng)，導(dǎo)致瓦面出現(xiàn)裂紋，在油膜壓力及溫度的作用下發(fā)生整塊脫離現(xiàn)象。長洲哈電-東芝機(jī)組正向推力較大663t，轉(zhuǎn)速較低75r/min，即使采用了68號(hào)潤滑油，油膜厚度也僅為0.03mm。而現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組又采用的是空心鏡板，在正向推力負(fù)荷穩(wěn)定的情況下，由于空心鏡板環(huán)向軸向剛度的不均勻會(huì)產(chǎn)生環(huán)向波浪度，鏡板旋轉(zhuǎn)時(shí)各塊推力瓦油膜厚度就會(huì)時(shí)大時(shí)小，發(fā)生瓦面受力波動(dòng)，導(dǎo)致鎢金層疲勞剝落。

1.3.2 處理措施

為了徹底解決哈電-東芝機(jī)組瓦面脫落問題，將機(jī)組的鏡板由焊接空心鏡板改造為整鍛實(shí)心鏡板，同時(shí)為減小正向推力瓦變形，正向推力瓦厚度由 125mm 增加到 175mm，鏡板厚度相對(duì)變薄，這樣徑向軸承潤滑參數(shù)更加優(yōu)良。

1.3.3 運(yùn)行防范措施

為確保哈電-東芝機(jī)組運(yùn)行正常，運(yùn)行人員也采用多種手段加強(qiáng)監(jiān)視分析，監(jiān)視機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，避免在振動(dòng)區(qū)運(yùn)行；加強(qiáng)對(duì)機(jī)組軸承潤滑油系統(tǒng)監(jiān)視，確保機(jī)組軸承潤滑油溫度在正常范圍之內(nèi)，為機(jī)組軸承系統(tǒng)安全運(yùn)行提供保證。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)軸瓦狀態(tài)的檢查，定期利用內(nèi)窺鏡進(jìn)行鏡板及推力瓦運(yùn)行情況的檢查。

1.4 機(jī)組槳葉操作油管脫落

1.4.1 原因分析

機(jī)組槳葉操作油管的內(nèi)管采用的是右旋螺紋，也就是常規(guī)螺紋，在運(yùn)行中受到的將是使螺紋松脫的作用力，且未設(shè)計(jì)安裝銷釘。另外內(nèi)管螺紋連接處的點(diǎn)焊止動(dòng)措施不到位，點(diǎn)焊過少，運(yùn)行中造成焊點(diǎn)脫落，止動(dòng)功能消失，從而造成槳葉操作油管段脫落，從而引發(fā)一系列的故障。

1.4.2 處理及運(yùn)行防范措施

槳葉操作油管內(nèi)管采用左旋螺紋，以使內(nèi)管下游端螺母絲扣運(yùn)行中受到的作用力是使絲扣越來越緊，并安裝銷釘止動(dòng)，防止運(yùn)行中內(nèi)管松脫[1]。

加強(qiáng)監(jiān)視，定期巡檢并根據(jù)標(biāo)定的槳葉開度及接力器行程進(jìn)行核對(duì)，做好記錄及數(shù)據(jù)對(duì)比分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)槳葉操作系統(tǒng)存在的異常。

1.5 機(jī)組軸頭輕微漏水處理措施

燈泡貫流式機(jī)組導(dǎo)葉軸套漏水現(xiàn)象十分普遍，長洲機(jī)組投產(chǎn)后同樣存在導(dǎo)葉軸套漏水問題，在處理過程中也采用了多種方式，包括更換導(dǎo)葉軸承密封、密封唇口加O型密封等，均不能做到滴水不漏，只能減少漏水量。為確保機(jī)組廊道層的優(yōu)良環(huán)境，采用接水盒方式，每個(gè)導(dǎo)葉軸套上安裝一個(gè)接水盒，接水盒與軸套同步運(yùn)行，再將接水盒的水匯集排至集水井，從而徹底解決了導(dǎo)葉軸承輕微漏水帶來的影響。

1.6 機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)壓油泵頻繁啟動(dòng)原因分析及處理

1.6.1 壓油泵啟動(dòng)定置漂移，啟泵與停泵的定置間隔小，造成壓油泵頻繁啟動(dòng)。

通過調(diào)整壓油泵的啟動(dòng)定置，確保停泵壓力與啟泵壓力有一定的大小，從而保證一定時(shí)間的用油量。

1.6.2 調(diào)速器導(dǎo)葉（槳葉）主配抽動(dòng)，用油量過大，造成壓油泵頻繁啟動(dòng)。

調(diào)速器主配抽動(dòng)分為電氣原因與機(jī)械原因，可以通過將導(dǎo)葉（槳葉）切至手動(dòng)控制，如抽動(dòng)現(xiàn)象消失，則可判斷為電氣抽動(dòng)，否則為機(jī)械抽動(dòng)。電氣抽動(dòng)一般需要查找綜合模塊（控制模塊），機(jī)械方面一般為主配中位偏移，可以通過停機(jī)后調(diào)整主配中位等方法調(diào)整。

1.6.3 受油器浮動(dòng)瓦間隙過大，開關(guān)腔與輪轂供油腔竄油過大，造成壓油泵頻繁啟動(dòng)。

可以通過觀察輪轂高位油箱有無返油現(xiàn)象，判斷有無壓力油返到輪轂供油管回路，不過要處理竄油問題必須待機(jī)組檢修時(shí)方可解決。

1.6.4 導(dǎo)葉（槳葉）接力器開關(guān)腔缸體竄油量較大，造成用油量大，壓油泵頻繁啟動(dòng)。

1.6.5 輪轂內(nèi)槳葉開關(guān)腔供油管路竄油，一是造成運(yùn)行中槳葉頻繁調(diào)節(jié)，槳葉抽動(dòng)；二是造成用油量過大，壓油泵頻繁啟動(dòng)。

1.6.6 壓油泵出口止回閥關(guān)閉不嚴(yán)、壓力油罐排油閥關(guān)閉不嚴(yán)、調(diào)速器供油管路存在滲漏等原因，造成部分壓力油回到調(diào)速器回油箱，壓力油罐壓力下降過快，引起壓油泵頻繁啟動(dòng)。

2 機(jī)組運(yùn)行過程中異常判斷分析

2.1 機(jī)組軸瓦溫度異常升高判斷及處理

機(jī)組運(yùn)行過程中，如機(jī)組軸瓦溫度較正常運(yùn)行時(shí)出線異常上升現(xiàn)象，但溫度又未達(dá)到機(jī)組瓦溫過高事故停機(jī)值，要求運(yùn)行人員正確判斷溫度升高的原因，及時(shí)采取以下措施：

2.1.1 首先啟動(dòng)高頂泵，給軸瓦間注入高壓油。無論何種原因引起軸瓦溫度異常上升，注入高壓油都是有利于設(shè)備安全的：一是防止?jié)櫥椭袛嘁鸬妮S瓦溫度異常；二是可以緩解機(jī)組工況差等原因?qū)S瓦的影響。

2.1.2 檢查機(jī)組軸承冷卻系統(tǒng)。檢查軸承冷卻系統(tǒng)是否正常，是否由于冷卻水壓不足造成冷卻效果差，從而導(dǎo)致軸瓦溫度上升。

2.1.3 檢查機(jī)組軸承潤滑油系統(tǒng)，防止管路出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。

2.1.4 調(diào)整機(jī)組工況，避免機(jī)組處于振動(dòng)區(qū)域運(yùn)行。

如果檢查未發(fā)現(xiàn)異常，同時(shí)其他措施未緩解軸瓦溫度上升，應(yīng)及時(shí)申請(qǐng)停機(jī)，避免引發(fā)設(shè)備損壞事故。

2.2 槳葉主配抽動(dòng)異常判斷及處理

燈泡貫流式機(jī)組在運(yùn)行過程中，常見槳葉主配異常抽動(dòng)，影響設(shè)備安全運(yùn)行，運(yùn)行人員分析及處理過程主要有：

2.2.1 通過分析壓油泵啟停間隔時(shí)間，初步判斷機(jī)組調(diào)速器系統(tǒng)出現(xiàn)異常，造成用油量增加；

2.2.2 首先要判斷是電氣方面還是機(jī)械方面原因引起的主配抽動(dòng)現(xiàn)象，可以將主配切手動(dòng)控制，切除電氣控制部分，如果主配恢復(fù)正常，則為電氣方面引起的抽動(dòng)，否則為機(jī)械方面的原因，根據(jù)實(shí)際故障情況通知專業(yè)維護(hù)人員處理；

2.2.3 在未處理之前，如果為電氣方面原因，可以將槳葉切“手動(dòng)”位置，暫時(shí)維持設(shè)備運(yùn)行，如果為機(jī)械方面原因，抽動(dòng)已影響設(shè)備安全運(yùn)行，應(yīng)申請(qǐng)停機(jī)處理。

2.3 軸承潤滑油冷卻器內(nèi)部滲油異常判斷及處理

軸承潤滑油冷卻器主要是對(duì)機(jī)組潤滑油進(jìn)行冷卻，一般采用殼式油冷卻器或板式油冷卻器。殼式油冷卻器內(nèi)部細(xì)銅管通油外部通水進(jìn)行冷熱交換，長時(shí)間運(yùn)行后容易出現(xiàn)內(nèi)部銅管破裂，造成少油或油混水，運(yùn)行應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其的分析跟蹤。

2.3.1 每值進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行分析，分析機(jī)組軸承高位油箱、低位油箱油位變化曲線，如果發(fā)現(xiàn)油位呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，應(yīng)對(duì)軸承潤滑油回路進(jìn)行檢查，看有無明顯滲漏點(diǎn)，同時(shí)打開機(jī)組軸承潤滑油冷卻器冷卻水的壓力表排氣閥，看排出的水是否含油，如果含油則可判斷油冷器內(nèi)部滲油；

2.3.2 倒換油冷器運(yùn)行，倒換后做好油位分析跟蹤，確保已切除故障設(shè)備。

3 結(jié)語

上述針對(duì)燈泡貫流機(jī)組常出現(xiàn)的問題進(jìn)行原因分析，闡述處理過程，對(duì)運(yùn)行人員在處理常見異常方面的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，目的是提高運(yùn)維人員的技能水平，給同類型機(jī)組的檢修、運(yùn)行有所借鑒，確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。