郭立泉　曹和英

（湖南省水府廟水電站　湘潭市　411424）

?

雙扛口電站反向推力瓦燒瓦事故原因分析與處理

郭立泉曹和英

（湖南省水府廟水電站湘潭市411424）

【摘要】雙江口電站在增效擴容改造工程中，由于廠家設計原因，在新機空轉試驗中發(fā)生燒瓦事故。通過對軸瓦集油環(huán)槽和水輪機轉輪下止水環(huán)的改造，經(jīng)安裝、調(diào)試、帶負荷試運行，現(xiàn)機組運行穩(wěn)定，軸承溫度正常。

【關鍵詞】臥式機組反向推力瓦燒瓦分析處理

1　概　述

雙江口水電站位于湖南省新化縣爐觀鎮(zhèn)芷溪村，資江左岸一級支流大洋江支流云溪河下游，是一座以發(fā)電為主的小型水利工程。因電站設備陳舊老化、效率低下，將原有的兩臺2 500 kW和兩臺3 200 kW的混流臥式水輪發(fā)電機組分別增至2 700 kW和3 500 kW。水輪發(fā)電機組設備由天津市天發(fā)重型水電設備制造有限公司提供，其機電設備安裝任務由湖南省地方電力安裝有限公司承擔。上廠房兩臺更新后的水輪機型號為HLTF310-WJ-78，額定出力2.873mW，額定水頭153m，額定轉速1 000 r/min，發(fā)電機型號為SFW-2700-6/1430。機組采用前后兩套軸承，水輪機徑向軸瓦（后導瓦）裝在后導軸承座內(nèi)，前導軸承座內(nèi)裝有發(fā)電機徑向軸瓦（前導瓦）、正向推力瓦和反向推力瓦。其中前導瓦和反向推力瓦以及后導瓦采用鉑氏合金固澆在軸承上，而正向推力瓦則采用活動的分塊免刮研金屬塑料瓦（10塊），以便調(diào)整軸向間隙，為降低前導瓦瓦溫，廠家在前導瓦瓦背內(nèi)加裝了一個小型冷卻裝置。在上廠房兩臺小機組（2 700 kW）的更新改造安裝中，安裝公司嚴格按照設計圖紙要求合理安排、精心施工，各項工藝和技術數(shù)據(jù)均滿足《水輪發(fā)電機組安裝技術規(guī)范》（2003）和廠家設備技術要求。

2　事故簡述

2015年12月20日，機組所有安裝項目均已完工，機組靜態(tài)試驗和勵磁及保護等電氣試驗項目均已完成，按照新機啟動試驗方案：蝸殼充水試驗、機組空轉試驗、機組空載擾動試驗、機組過速試驗、發(fā)電機零起升壓試驗、發(fā)電機同期并網(wǎng)帶負荷試驗、發(fā)電機甩負荷試驗、72 h試運行試驗順序進行。在發(fā)電機組首次開機空轉試驗的過程中，觀察前導潤滑油量很少，此時轉速在600 r/min，運行15min后，機組有一次稍大一點的振動，隨后轉為正常，各部件溫度保持正常緩慢的穩(wěn)定上升速度，40min后機將組轉速提升至800 r/min，機組振動擺度突然增大，前導瓦溫度上升速度佷快，立即緊急停機。停機時前導瓦溫46℃，推力瓦溫35℃，后導瓦溫42℃，冷卻水壓正常，停機后前導瓦溫升至60℃，拆開后檢查發(fā)現(xiàn)反向推瓦已燒壞（圖1、圖2），反推力瓦與反推力盤間無間隙，正向推力瓦與正向推力盤之間有一定間隙（0.20mm）。

3　原因分析

根據(jù)事故現(xiàn)象分析，引起燒瓦的主要原因有三個：反推力瓦與反推力盤間隙距離不夠；潤滑油油量不夠；反推力大于正向推力。

圖1　燒壞后的反推瓦

圖2　燒壞后的反向推力盤

根據(jù)機組的安裝數(shù)據(jù)反推力瓦與反推力盤之間的間隙為0.70mm，符合廠家技術要求（廠家技術要求在0.5mm～1mm之間），所以第1項可排除。第二、我們從現(xiàn)場觀察前導軸瓦潤滑油量很少，但軸承油箱油位正常，引起潤滑油量少的原因是上、下軸瓦兩側沒有封油邊，導致進入軸瓦的滑潤油絕大部份通過兩側集油環(huán)槽直接排出，參與滑潤的油量不夠，可能建不起油膜。經(jīng)拆機后檢查發(fā)現(xiàn)，反推力瓦側集油環(huán)槽內(nèi)多了3個Φ20的排油孔（圖3），致使集油環(huán)槽內(nèi)不能積聚潤滑油，循環(huán)油在這個排油孔內(nèi)被排出，無法向反向推力瓦提供潤滑油，從而產(chǎn)生干摩擦而燒瓦。實際上，反推力側集油環(huán)槽不能有排油孔，正常運行時，反推力側排油是從集油環(huán)槽通過反推力瓦與反推力盤之間的（0.5～1）mm間隙進入排油環(huán)腔，從排油環(huán)腔下面的排油孔排出。第三、從瓦溫顯示可以知道，正向推力瓦溫度只有35℃，摩擦很少，基本沒有受力，機組反向推力遠大于正向推力，反向推力瓦與反向推力盤之間的摩擦很大，從而加劇前導軸瓦溫度升高（注：徑向導軸瓦與反向推力瓦是固澆在前導軸承上）。

圖3　前導瓦

4　處理方案

針對上述原因，我們采取以下兩個措施進行了處理：

（1）增加封油邊，封堵3-Φ20mm的排油孔，增加循環(huán)潤滑油量。見圖4、圖5。

圖4　前導瓦剖面圖

圖5　封堵的軸瓦排油孔

（2）針對反向水推力大于正向水推力的情況，有兩種處理方法：一是通過調(diào)節(jié)頂蓋排水閥減少排水而增大正向水推力，但由于空間限制，頂蓋排水和滲漏排水是聯(lián)在一起的，這樣會引起滲漏水壓升高，對密封不利。二是減少反向水推力，經(jīng)廠家、業(yè)主同意在水機下止水環(huán)上對稱開4個Φ20mm的孔，加接4根DN20mm的鋼管，并加截止閥，排至廠外排水溝，從而降低反向水推力的影響，改裝后見圖6、圖7。

5　處理結果

按處理方案施工后，經(jīng)過空載和帶額定負載試運行，機組各軸瓦溫度正常，軸承潤滑油循環(huán)良好，運行工況穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)異常情況。

圖6　改裝后的下止水環(huán)

圖7　水機下止水環(huán)上開4-φ2Omm孔引出的排水管

參考文獻

［1］GB/T 8564-2003.水輪發(fā)電機組安裝技術規(guī)范［S］.

作者簡介：郭立泉（1975-），男，大學?？?，函授本科，工程師，從事水電站運行管理工作。

收稿日期：（2016-01-26）