許旭東

【摘 要】針對鳳凰水電廠水輪機運行中出現(xiàn)的軸瓦溫度異常現(xiàn)象進行檢查和分析，在機組大修時對測溫電阻的選材提出了新的要求，并在安裝技術(shù)方面做出了改造，使水輪機組穩(wěn)定工作運行提供了保障。

【關(guān)鍵詞】水電廠；水輪機；軸瓦；測溫電阻

1.設(shè)備概況

廣東省潮州市鳳凰水電廠位于廣東省潮安縣北部山區(qū)，由鳳凰水庫、一級電站和二級電站A站、B站組成。二級電站位于潮安縣歸湖鎮(zhèn)，為引水式電站，引水渠道全長15.6km，最大流量12m3/s，設(shè)計水頭250.8m， B站建成于2004年，裝2臺12000KW發(fā)電機，全廠設(shè)計發(fā)電量1.3億KW.h，是潮州市的骨干發(fā)電廠，為粵東地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和穩(wěn)定發(fā)揮了重要的作用。

該廠二級電站B站兩臺12000KW的立式水輪機組單臺機組設(shè)計測量軸瓦和油盆溫度的測溫電阻共有20個，其中推力軸瓦有4個，上導(dǎo)軸瓦有4個，上導(dǎo)油盆有2個，下導(dǎo)軸瓦有4個，下導(dǎo)油盆有2個，水導(dǎo)軸瓦有2個，水導(dǎo)油盆2個。上導(dǎo)和下導(dǎo)軸瓦上的4個測溫電阻分別安裝在機組的+X、-X、+Y和-Y方向上；水導(dǎo)軸瓦上的兩個測溫電阻安裝在機組的+Y和-Y方向上；各導(dǎo)油盆里的兩個測溫電阻分別安裝在機組的+Y和-Y方向上。其中推力、上導(dǎo)和下導(dǎo)軸承的測溫電阻中+Y和-Y兩個方向的測溫電阻用于測量監(jiān)視，+X和-X兩個方向的測溫電阻用于溫度巡檢，水導(dǎo)軸承是+Y方向上的測溫電阻用于測量監(jiān)視，-Y方向的測溫電阻用于溫度巡檢。用于測量監(jiān)視的信號連接到PTC-80智能控制儀上接入到機組的保護中；而溫度巡檢的則只是連接到DAS-I 系列多功能巡測儀上，所有溫度信號都由DAS-I 系列多功能巡測儀通過RS485通訊方式傳送到機組的一體化工控機上，機組的一體化工控機再通過以太網(wǎng)傳送到控制室的控制主機上，使運行人員能監(jiān)視測溫電阻的溫度變化，確保機組的安全可靠運行。

2.存在問題和分析

2007年6月，2#機組測量制動屏上標(biāo)號為“下導(dǎo)軸瓦（2）”的PTC-80智能控制儀發(fā)出溫度過高的警報，嚴(yán)重影響了機組的安全運行，致使機組停止運行，也影響了我廠的安全生產(chǎn)。機組停機冷卻后檢查測量該位置的測溫電阻在下導(dǎo)油盆的轉(zhuǎn)接板上的引出線，對比下導(dǎo)軸瓦其他方向上的測溫電阻的電阻值，發(fā)現(xiàn)測溫電阻數(shù)值大了很多，初步確定不是真正的軸瓦溫度升高，而是該位置的測溫電阻損壞，暫時改由下導(dǎo)軸瓦上連接到DAS-I 系列多功能巡測儀用于溫度巡檢的另一個方向上的測溫電阻連接到PTC-80智能控制儀上，監(jiān)視下導(dǎo)軸瓦的溫度，讓機組在豐水期繼續(xù)運行，保證我廠的安全生產(chǎn)。其后，該機組各導(dǎo)軸承和油盆溫度測量值還陸續(xù)出現(xiàn)數(shù)值不準(zhǔn)、數(shù)據(jù)跳變和誤報信號等現(xiàn)象。

在2008年春對該機組的大修中，拆開各導(dǎo)油盆，發(fā)現(xiàn)在油盆里很多測溫電阻導(dǎo)線在傳感器根部及其他部位由于長時間浸泡在高溫和旋轉(zhuǎn)的透平油中，出現(xiàn)了多處裂開，絕緣破壞；有的傳感器航空接頭由于受到旋轉(zhuǎn)的透平油的沖擊，導(dǎo)致傳感器航空接頭里的導(dǎo)線斷開，致使出現(xiàn)報警情況，影響機組安全運行。

對于測溫電阻來說，在非常特殊的水電廠運行環(huán)境中，各導(dǎo)軸承測量瓦溫的測溫電阻安裝在空間很狹小又不方便維護和更換傳感器的地方，一般只有在大修的時候才有機會來維護測溫電阻。而現(xiàn)在科技進步，大修的周期變得越來越長，這就要求測溫電阻要長期穩(wěn)定的運行。各導(dǎo)軸承是水輪機組關(guān)鍵裝置之一，其中測溫電阻又是監(jiān)測軸瓦運行狀態(tài)的唯一手段，而且軸瓦測溫電阻值一般都有接入機組的保護，其在機組運行中的地位還是相當(dāng)重要的。軸瓦測溫電阻其傳感器及導(dǎo)線長期浸泡溫度較高透平油里，并時刻承受油流沖擊和機組振動，受到的機械破壞一般都較為嚴(yán)重，這樣環(huán)境中很少有傳感器及導(dǎo)線能經(jīng)受長達幾年的考驗，所以在機組大修時，要針對測溫電阻存在的這些問題做出適當(dāng)?shù)母脑?，使機組能安全可靠的運行，提高機組的維修周期。

3.改造措施

針對大修看到的情況進行分析，采取了如下措施進行改造。

3.1選材方面

（1）選用Pt100芯片的測溫電阻，采用鉑鎳合金做芯片引腳。因為導(dǎo)線芯線是直接焊接在芯片引腳上的，焊接容易導(dǎo)致金屬材料發(fā)脆而斷開，所以這也是薄弱環(huán)節(jié)。芯片引腳采用鉑鎳合金可以保證焊接后引線的機械性能，避免導(dǎo)線在測溫電阻內(nèi)部斷開。

（2）選用耐油、耐高溫的導(dǎo)線材料。選擇聚全氟乙丙烯（FEP），具有優(yōu)良的耐油、耐腐蝕和耐熱性能，可在-250～250攝氏度溫度內(nèi)長期使用，而且這材料比較柔軟，耐開裂性能也較好，可以長時間浸泡在較高溫度的油中運行，徹底解決導(dǎo)線長時間泡在油中出現(xiàn)開裂的問題。

（3）選用3線制的測溫電阻引出線方式。因為3線制可以把導(dǎo)線電阻對測量結(jié)果的影響降到最低，而2線制不可以。傳感器本身出線也要做成三線制，測溫系統(tǒng)中的各個環(huán)節(jié)都要采用三線制的方式來接線，這樣才能有效的保證測量的精度。

（4）將導(dǎo)線和測溫電阻傳感器一體化，不采用原來用航空接頭連接的方法，導(dǎo)線直接焊接到測溫電阻傳感器里的芯片上，芯片和導(dǎo)線要牢固的安裝在傳感器的里，再與傳感器固定在同一個剛體上，另一頭一直延伸到外部的轉(zhuǎn)接板上，在油盆里不存在任何轉(zhuǎn)接頭，大大減少傳感器引出線的故障率。

3.2安裝技術(shù)方面

（1）安裝測溫電阻傳感器之前，先用吸塵器吸干凈軸瓦上的安裝孔洞，再用干凈的白布蘸酒精清潔孔洞，然后才能把傳感器安裝上去。安裝時注意傳感器引出線要隨傳感器旋轉(zhuǎn)，不要扭到導(dǎo)線，造成導(dǎo)線損傷或?qū)Ь€與傳感器的連接處扭斷。

（2）測溫電阻安裝到軸瓦上的安裝孔洞后，引出的導(dǎo)線要盡量固定得與瓦孔貼緊，傳感器根部的導(dǎo)線不要留太多在油盆中，避免運行中旋轉(zhuǎn)的油對測溫電阻引出線的沖擊力，造成測溫電阻引出線損傷。

（3）測溫電阻外部引出線應(yīng)牢固固定，在引入轉(zhuǎn)接板前都應(yīng)按要求進行編號，按照測溫電阻的安裝位置進行標(biāo)示，采用在芯線上穿設(shè)刻上標(biāo)示黑頭管，方便在接線時和外部線一一對應(yīng)。

（4）從傳感器出來的導(dǎo)線在油槽內(nèi)的走線按照就近原則，即以轉(zhuǎn)接板和大軸的連接線為軸線，軸線兩端分別按順時針和逆時針敷設(shè)固定。

（5）不采用芯線掛錫直接連接螺栓的連接方式，測溫電阻導(dǎo)線的接線頭改用壓接合適的線鼻子連接到接線板的螺栓上。因為在運行過程中發(fā)現(xiàn)由于旋轉(zhuǎn)的油的沖擊，導(dǎo)致連接板內(nèi)掛錫的芯線有部分脫落。

4.處理效果

按照上述的分析和安裝方法的處理，經(jīng)過開機運行了1年多的觀察，各位置的測溫電阻的測量值均未發(fā)生跳變、誤報等情況，測量數(shù)據(jù)正確，為機組的穩(wěn)定運行提供了有力的保證。

5.結(jié)束語

針對水電廠的特殊環(huán)境和條件，要選擇合適的、可靠的測溫電阻和導(dǎo)線材料，注意安裝方面的小細節(jié)和安裝技巧，可以大大的提高測溫電阻的使用壽命，減少因測溫電阻故障出現(xiàn)的信號誤報幾率，大大的提高機組安全運行水平。