紅河南沙水電廠1撐機下導瓦溫過高處理論文
紅河南沙水電廠1撐機下導瓦溫過高處理論文
摘要：南沙水電廠總裝機150MW，單機容量50MW，半傘式混流式發電機組。由天津天重重型發電裝置有限公司製造生產。1樣機投產發電後，下導瓦一直在59—62。C高溫執行，這不僅危及導瓦，還進一步危及滑轉子。主要原因是下導、推力共箱油箱內熱冷油迴圈不暢，導致冷油不能進入下導瓦。本文分析了致使瓦溫過高的原因，並介紹了南沙水電廠下導瓦溫過高的處理方法。
關鍵詞：南沙電廠;下導瓦溫;過高處理
一、前言
南沙水電廠1撐機組自07年12月份投運以來，由於下導瓦溫過高，我廠先後對其進行了兩次技術改造，但降溫效果卻一直不理想，直至09年3月份在1}}機組B級檢修完成後，這一問題才得以解決。
1撐機組在72小時試執行時由於下導瓦溫過高造成了一次事故停機，72小時試執行後有多次由於下導瓦溫過高造成了一次事故停機，並且在環境溫度只有220C的情況下：機組帶20MW負荷時下導瓦溫為620C:機組帶26MW負荷時下導瓦溫度達630C。機組帶50MW負荷時下導瓦溫度達690C。這極大的威脅著機組的安全穩定執行，下導瓦長期在高溫情況下執行，極易發生燒瓦事件’甚至燒燬下導滑轉子。
開始之初，機組廠家分析認為是安裝單位對上導、下導間隙值調整不正確，要求重新調整導瓦間隙值。根據其要求將上導瓦間隙值由15pm調整為20pm，下導瓦間隙值由20Lun調整為25Iun，開機試驗，在相同負荷和相同環境溫度下，下導瓦溫度依然居高不下。由此推斷，下導瓦溫過高的原因不是由於導瓦間隙值過小引起的。
二、下導瓦溫過高原因分析
經過多次實驗分析，下導瓦溫過高是以下幾個原因造成的：下導軸承、推力軸承共用一個油槽，軸承油冷卻採用鏡板泵外迴圈冷卻方式，設四臺冷卻器。(見圖1，推力、下導軸承結構圖)。軸瓦冷卻油迴圈路線為：冷卻後的潤滑油經輸油管路、噴頭直接噴在推力瓦上(推力瓦冷卻)，然後經過推力頭上的7個cP20孔到達下導瓦(下導瓦冷卻);推力瓦熱油經鏡板、集油槽回到油冷卻器，下導瓦熱油經集油槽上的12個鏡板、集油槽回油冷卻器。
圖1推力、下導軸承結構圖
從下導瓦冷卻油的迴圈路線可見，下導瓦的油迴圈有著以下幾個的問題：
a)擋油筒與推力頭的間隙過小，推力頭的7個q)20孔的開孔方向欠妥。這種結構將導致下導瓦冷卻油直接從集油槽的12個q)60回到下腔，不利於下導冷卻。
b)下導瓦的冷卻油源為冷卻過推力瓦的熱油，油溫難以滿足對下導瓦冷卻的要求。
c)下導、推力油槽整個透平油迴圈線路中存在死油區。
我們在機組執行期間對下導相關部位的'溫度進行了測量和記錄。溫度測量記錄表(測量點一鏡板以上油溫、測點二：集油槽溫度、測點三：鏡板以下油溫)
測量點溫度28.3℃26.1℃25℃
備註
測量時，機組帶20MW負荷，油冷卻器冷油油溫為21℃，熱油為25℃，下導瓦溫最高62.2℃，推力瓦溫最高為35.9℃。
測點一：鏡板以上油溫約為28.3℃.;
測點二：集油槽溫度約為26.1℃;
測點三：鏡板以下油溫約為25℃。
由此可見，油冷卻系統冷卻效果良好，但下導瓦28.3℃的熱油沒有順利的回到油冷卻器(冷卻器回油溫度為25℃)，油迴圈不暢存在死油區。
三、下導瓦溫過高處理方案
對於我廠下導瓦溫度過高的處理有過兩個方案。當我們分析得出下導瓦溫過高時由於冷、熱油在油箱內交換不足，冷油不能順利到達下導瓦，而是停留在推力瓦上。對此，首先想到的方法是增強油迴圈，即在油迴圈系統的熱油管側上增加一臺管道泵，加大熱油出油量的同時加大冷油進油量，並加大油壓，試圖將冷油經12個q)60通孔進入推力油槽，再進入下導瓦。同時，也可以加快與熱油的交換速度，從而使下導瓦溫得到大幅的下降。
按這一思路對冷卻油迴圈系統進行了施工。在四臺冷卻器中對稱佈置兩臺的出油側各加一臺管道泵。完成後，記錄開機前的瓦溫為42℃。開機後，下導瓦溫上升為48℃，但推力瓦溫不變，維持在39℃左右。機組併網加負荷至25MW，下導瓦溫上升至59℃，此時同時投入兩臺管道泵(冷卻器在執行中)，5分鐘後發現溫度上升至65℃，推力瓦溫也上升到了45℃。立即停止試驗。
我們再次分析，在油迴圈系統的熱油管側上增加管道泵以圖加大熱油出油量的同時加大冷油進油量，將冷油經12個q)60通孔進入推力油槽，再進入下導瓦。這個思路四正確的，但為何在應用中，瓦溫不降反而上升了呢?原因在於，在油迴圈系統加了管道泵後，加大熱油出油量，也就是增大了油的運動速度，油在高速運動中，自身溫度增高，也就出現了油溫不降還升現象，從而導致下導瓦溫、推力瓦溫比投入管道泵前還要高。這次試驗的失敗，也讓我們得到了更確切的結論：下導瓦溫過高是由於熱、冷油在油箱內未進行完全交換。要解決這個問題，就只有從油的迴圈路線上想辦法，也就是加大推力頭7個{D20孔的孔徑，或者再增加7個甚至更多個數的q)20孔。同時還要加大集油槽上12個q)60的孔徑，或者再增加12個甚至更多個數的q}60孔，以增加油的迴圈能力。無疑這種方法在現場時很難實現的，需要將整個下導軸承(滑轉子與發電機軸熱套而成)、油箱等大小部件拆除返回廠家才能處理。
在經過多次論證並與廠家溝通後，決定採用一種更為簡單的方法：既然冷油不能從油箱內部很好的進入下導瓦進行冷卻，那就直接將冷油從外部直接送到下導瓦。見圖2所示。從圖中可以看出，油系統這樣改造後，冷油的執行路線就是總油由一路分成兩路：一路由推力瓦下部進入，供推力瓦冷卻，一路由油箱上部進入，供下導瓦冷卻。同時，為保證每一塊下導瓦都能均勻得到冷卻，在下導瓦上增加一路環管及噴淋頭，可確保冷油能均勻的直接噴淋在下導瓦上。
具體做法是，將新增設的噴淋環管進油口，與原冷卻環路的冷油管進行焊接，並在焊接出口上方裝設管道閥以調節噴淋環管的噴油量。而噴淋頭以一定角度將冷卻油噴射在下導瓦推力頭，起到直接冷卻下導瓦降低瓦溫作用。
這一方案得到一致認可後，由天重廠家計算下導瓦的冷卻所需進油量及設計加工新增噴淋環管。並於2009年3月底安裝完成。完成後，開機試驗，記錄開機前下導瓦溫為42℃(我廠所在地環境溫度較高)，開機後下導瓦溫為45℃，推力瓦溫為45℃。併網帶50MW負荷連續72小時後下導瓦溫穩定在57℃，推力瓦溫與改造前相同。
四、結論
我廠在解決完成l撐機下導瓦溫過高的問題後，相繼對2#、3#機進行了同樣的處理。處理後，推力瓦溫穩定、下導瓦溫穩定並保持在57℃。在經過近一年的執行證明，我們的思路是正確的，方法也是得當的。