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    水轮发电机导轴承烧瓦事故原因、故障处理及防范措施

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    发表于 2015-9-1 14:51:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
      某台水轮发电机型号为SF24-60/8600,额定转速100r/min,系半伞式机组,上导的型式是油润滑分块(分为8块)巴氏合金斜子板式结 构,布置在上机架。上导油槽的底部布置有一圈环形冷却器,分为两瓣,通过*20 mm的接管与DN20 mm的可锻铸铁普通管路活接头联接。推力和上导冷却水总量为120 m3/h,上导的正常冷却水压力为0.2 MPa。某日该机组开机运行不到4 min,计算机监控系统上位机简报信息窗显示有“上导轴承温度过高”、“机组导叶全关”等信息出现,出口开关跳闸,机组甩有功1.79 MW,无功0.37Mvar。电磁阀动作紧急停机,机组事故报警信息窗“上导轴承温度过高”光字牌闪亮,轴瓦温度显示达100℃以上。运行及检修人员立即 赶到现场检查,发现上导盖板处有烟雾冒出,而且有焦糊味,上导油槽浮子油位计指向底位。分析上导轴瓦可能已烧坏,故该机组退出运行,做事故抢修。
      1 事故原因
      1.1 结构缺陷
      上导轴承拆盖并加入压力约0.17 MPa的冷却水,发现上导油槽内-Y方向的冷却器活接头有水流射出,泄漏量较大。抽出轴瓦后,发现8块轴瓦已烧坏,每块轴瓦的中部均有宽约80 mm,厚度为1 mm的熔化层。拆开漏水的活接头发现密封橡胶圈已损坏,与活接头联接的*20 mm铜管的螺纹部分外径偏小,螺纹散乱,安装时使用了大量的密封生料带,联接强度较低,两段管路联接中心偏差较大,安装时密封圈就被损坏。而且橡胶密封圈 耐油性较差,浸润在透平油中变硬变质,止漏效果差。由于机组运行时特别是机组停机制动时机架振动较大,导致活接头逐渐松动直至脱落。
      由于上导油槽底部冷却器水管距尾水的高程高出近8 m,机组停机无冷却水,开机前约6 h内油槽内的透平油几乎全部从冷却器的故障活接头及管路泄漏到下游尾水,导致轴承干摩擦而烧瓦,这是造成这次上导轴承烧瓦的主要原因。
      1.2 监测手段存在的问题
      上导油槽只在风洞内设置浮子液位计,油槽油位过高、过低时发出故障信号。事故前,即开机前5 h,当上导油槽油位过低时,故障信号只在监控系统的信息窗中作为一条信息发出,由于窗口有许多机组运行信息不断出现,因此很快被覆盖,加上无事故(故障) 声响报警,故未能被运行人员及时发现。需要指出的是:(1)由于风洞内发电机出口及中性点引出母线无任何安全遮拦,容易造成巡视人员伤亡事故;(2)由于 机组存在的缺陷,在目前运行条件下,无法对单台机组操作油系统的泄漏量进行精确测量。
      另外,事故发生前一天,机组开机运行时上导瓦的两个测温计显示较前期上升了3~4℃,但未能引起运行人员的足够重视。瓦温升高的原因是由于机组运行 时故障活接头漏水,部分水进入油槽使透平油的润滑、散热效果变差。由于上导油槽未装设油混水测量计,冷却器漏水时未被及时发现。同时,运行人员反映,该机 组的尾水处水面有许多浮油,通知检修人员检查机组透平油系统各部分包括集油槽、漏油槽、水导油槽、导叶接力器等部位是否存在大量漏油现象,但均未发现问 题。由于一台邻近机组检修时安装单位将一些废油倒入检修集水井,检修排水泵时将废油排入尾水,使检修人员误认为尾水处的浮油是废油造成的。
      2 故障处理及防范措施
      2.1 故障处理
      打开上导端盖,抽出轴瓦后,更换损坏的活接头的密封圈,调整活接头两段铜管的中心一致,上紧冷却器的故障活接头,检查另一个活接头的联接情况。通过试验水压 (0.3 MPa)耐压30 min试验合格后,将刮研好的8块备用上导瓦回装,按单侧间隙0.15~0.20 mm调整轴瓦间隙,模拟上导油位过低、过高信号试验合格。开机空转试验30 min及带10 MW负荷试验,瓦温、油温的温升趋势无异常,机组恢复正常运行状态。
      2.2 改造情况
      经过3个月运行后,上导冷却器活接头又 再次发生泄漏,但未造成重大事故。说明该油槽冷却器联接方式的可靠性很差,因此进行技术改造,以消除这一安全隐患。将浸在油槽内的冷却水系统的两个管路活 接头改为法兰螺栓联接,提高冷却器联接的可靠性。上导轴槽增加油位传感器,接入计算机监控系统,以便实施对油槽油位的在线监视。增加机组推力、上导和水导 轴承温度及油槽油位故障的语音报警功能。在发电机风洞内的出口母线及中性点母线出口附近增加安全围栏,保证进入风洞监测上导及推力轴承油槽油位的运行和检 修人员的人身安全。
      3 结束语
      水轮发电机组的技术供水系统特别是各部轴承、定子、转子等设备的冷却水系统的故障率较高,通常 情况下故障容易被排除。但有些泄漏、堵塞故障往往引发诸如烧瓦、绝缘击穿等重大事故。例如,某额定出力为57.2MW的水轮发电机组由于发电机空气冷却器存在积水底盘倾斜、无排水孔等缺陷,就曾发生过因一个空气冷却器漏水过大,积水流入发电机定子,造成定子线圈绝缘 击穿,机组被迫停运数天的重大事故。上述发电机上导烧瓦事故也是一个典型例子。因此,对该系统的一些重要部位的可靠性加以认真分析研究和改进,加强监视、 检测手段,确保机组轴承油箱油位异常和各轴承油箱内油混水过量等事故报警功能的可靠性,已实行的机组计算机监控系统应能自动监控各轴承油箱油位及自动监控 油混合情况。在机组保护、监控系统未完善的情况下,运行及检修人员应加强对冷却水系统的巡回检查及维修,及时分析、处理各种故障,确保机组安全稳定运行。

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