李青安

（大唐觀音巖水電開發(fā)有限公司，云南 昆明 650000）

推力軸承是水輪發(fā)電機組的核心部件之一，如果其運行狀態(tài)出現(xiàn)異常，將直接對機組的整體運行效率產(chǎn)生影響。推力導(dǎo)瓦溫過高是實際生產(chǎn)中比較常見的問題之一。產(chǎn)生這一問題的原因包括冷卻水中斷、推力瓦之間受力不均以及推力軸承絕緣不良造成油質(zhì)劣化等。為保證水輪發(fā)電機組運行的安全性與高效性，就需要減少或消除推力導(dǎo)瓦溫過高的問題。為此，本次結(jié)合實例對此類故障原因以及解決方法進行了分析。

1 水輪發(fā)電機組推力導(dǎo)瓦溫過高的分析

機組在正常運行狀態(tài)下，軸承瓦溫最高不得超過80 ℃。如果機組軸承瓦溫超出標準數(shù)值2 ℃～3 ℃或更多，便需要及時查找故障原因，并在第一時間安排專業(yè)人員處理，避免故障的進一步擴大[1]。

2 水輪發(fā)電機組推力導(dǎo)瓦溫過高故障原因

目前，在專業(yè)技術(shù)水平不斷提高的情況下，因冷卻水中斷造成水輪發(fā)電機組推力導(dǎo)瓦溫過高故障的可能性越來越小。這不僅是因為在故障發(fā)生后會產(chǎn)生相應(yīng)的冷卻水中斷信號和警報。只有在冷卻水中斷故障且機組負荷較大的情況下，才會在較短的時間內(nèi)造成推力瓦瓦溫升高的故障。因此，在分析故障時，需要以實踐經(jīng)驗作為支持，觀察并分析故障現(xiàn)象，包括上位機事故故障光字牌、測溫盤溫度計升高達到故障數(shù)值以上、機旁盤故障燈亮、上位機溫度棒形圖顯示瓦溫升高達到故障溫度以上、巡檢儀指示故障點以及故障溫度等。然后對油槽軸承油面進行檢查，確定油面是否存在下降情況，并確認漏油點。如果確定推力瓦溫升高原因為油槽漏油所致，則需要根據(jù)瓦溫數(shù)值以及上升速度，判斷采取正常停機還是緊急停機[2]。

推力軸承是水輪發(fā)電機組中最為重要的部分，運行人員要求做到每班均以專業(yè)標準為依據(jù)做好檢查，確認油位、油質(zhì)正常，并且推力油槽油位信號傳輸及時。如果在機組運行過程中出現(xiàn)油閥滲油的情況，巡檢及維護人員發(fā)現(xiàn)后需及時對其進行處理[3]。

3 水輪發(fā)電機組推力導(dǎo)瓦溫過高故障處理

在實際生產(chǎn)中，大部分的水電廠是選擇應(yīng)用示流中斷和水壓過低并聯(lián)的方式作為推力水流中斷信號器，以免因冷卻水中斷處理不及時而造成推力軸承瓦溫升高。機組在經(jīng)過檢修后，要確認檢修質(zhì)量達標。為了減少故障發(fā)生概率，通常要用串聯(lián)方式將連接片放置在機組控制回路內(nèi)。一旦機組運行出現(xiàn)故障，連接片會緊急退出。若此時檢測到軸承各瓦溫升高，可及時采取處理措施，確保機組的正常運行。

4 水輪發(fā)電機組推力導(dǎo)瓦溫過高故障改進

4.1 設(shè)備概況

在對水輪發(fā)電機組擴容改造投運生產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)推力瓦溫高出標準范圍8 ℃～9 ℃、推力油槽熱油溫高出標準范圍7 ℃～8 ℃、上導(dǎo)瓦溫度高出標準范圍5 ℃～6 ℃、下導(dǎo)瓦溫度高出正常標準范圍3℃～4℃。雖然機組各瓦溫、油溫依然處于允許運行的范圍內(nèi)，但是對比機組改造前后工況，可以明確發(fā)現(xiàn)其中存在的問題隱患。

4.2 推力瓦溫過高的原因分析

推力軸承是水輪發(fā)電機組軸承中的核心部分，負責整個機組轉(zhuǎn)動部分的質(zhì)量和荷載，包括水輪機不平衡水推力荷載。推力瓦溫是否處于正常范圍內(nèi)，在很大程度上影響著機組轉(zhuǎn)動部分的質(zhì)量、冷卻以及軸向水推力效果，關(guān)系著機組的動態(tài)穩(wěn)定性情況。本文主要是通過以下幾個方面來分析瓦溫過高的原因：

①轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量。對比改造前后的機組，發(fā)現(xiàn)其轉(zhuǎn)動慣量沒有明顯變化，排除此項原因；②冷卻效果。對比機組油槽、冷卻裝置在改造前后狀態(tài)未發(fā)生變化，以透平油為冷卻介質(zhì)，可滿足機組運轉(zhuǎn)需求。經(jīng)檢查，油冷器冷卻水未發(fā)現(xiàn)異常，水壓為0.2 MPa，且水流量正常；③動態(tài)穩(wěn)定性。對比軸承擺度改造前后均正常，頂蓋水平振動變化不大，但是垂直振動有明顯增大。當機組軸向水推力發(fā)生變化時，頂蓋垂直振動、水導(dǎo)潤滑水壓以及運行量也會發(fā)生變化。

4.3 機組改進方法

4.3.1 改進方法

通過檢查分析確認推力軸承瓦溫升高的原因后，確定最終減壓處理方法如下：①將泄水錐截短，以此來增大泄水面積，同時加長補氣導(dǎo)流罩，做到水氣分離；②在泄水腔內(nèi)安裝螺旋泵體，達到排水水泵的效果，增大泄流量。

在頂蓋下順利排壓后，導(dǎo)流槽內(nèi)流滿所排泄出來的水汽會順著導(dǎo)流槽流向泄水錐出口。這種改進方案可以避免上冠內(nèi)出現(xiàn)繞轉(zhuǎn)軸動的相對流動。將泄壓泵架設(shè)在上冠，方便流體快速被導(dǎo)入下游，排水效果良好，利于泄水錐排泄。同時，增設(shè)的4個內(nèi)頂蓋排壓口使得可接受的排壓釋放量大大增加。經(jīng)過詳細的計算后，明確了頂蓋排壓方案改進前后的數(shù)值計算效率和出力偏差范圍在0.2 %左右，從計算結(jié)果可以看出水輪發(fā)電機組改進后對轉(zhuǎn)輪效率和出水情況的影響較小。

4.3.2 改進效果

在對水輪發(fā)電機組做進一步的改進后，檢查機組狀態(tài)并計算其運行數(shù)據(jù)，從而確定頂蓋下減壓處理的實際效果。①頂蓋下壓力。在進一步的減壓改進后，不同水頭的頂蓋下迷宮后測點壓力下降了0.02 MPa～0.1 MPa，頂蓋下水導(dǎo)軸承旁測點壓力降低了0.02 MPa～0.08 MPa，頂蓋下迷宮后測點壓力下降到0.12 MPa～0.19 MPa，頂蓋下水導(dǎo)軸承旁測點壓力下降到0.15 MPa～0.20 MPa。尤其是以額定出力以及超過額定出力的工況下，頂蓋下壓力有明顯下降。②推力與導(dǎo)軸承瓦溫。在經(jīng)過長時間的運行后，檢測推力軸承瓦溫保持在31 ℃左右，相比改進前瓦溫最高下降了9 ℃。冷油溫度保持在26 ℃左右，相較改進前溫度下降了 8℃。熱油溫度保持在26 ℃左右，相較處理前溫度下降了8 ℃。相比改進前，上導(dǎo)軸承瓦溫有著明顯降低，可以達到4 ℃～8 ℃，而下導(dǎo)軸承瓦溫則可以在改進前的基礎(chǔ)上下降8 ℃左右。

5 結(jié)語

面對水輪發(fā)電機組運行常見的推力軸承瓦溫異常升高的故障問題。為避免其影響機組正常運行，需分析確定故障發(fā)生原因。在專業(yè)技術(shù)和設(shè)備不斷更新的情況下，導(dǎo)致推力軸承瓦溫過高的原因也越來越復(fù)雜。因此，應(yīng)結(jié)合實際工況做全面分析，明確故障原因后及時作出改進調(diào)整，對機組性能進行優(yōu)化，確保其可以維持在最佳運行狀態(tài)。