瑪依納水電站發(fā)電機下導溢油問題及解決方案

1、<p>　　瑪依納水電站發(fā)電機下導溢油問題及解決方案</p><p>　　摘要：介紹哈薩克斯坦瑪依納水電站開機后出現(xiàn)下導溢油問題，及對此問題的分析、解決方案和最終結(jié)果。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：電站；下導；溢油；解決方案；瑪依納電站 </p><p>　　中圖分類號： U665 文獻標識碼： A 文章編號： </p><p>

2、<b>　　1、項目簡介： </b></p><p>　　瑪依納水電站位于哈薩克斯坦共和國東南部阿拉木圖州萊姆別克區(qū)的恰倫河上游，電站距阿拉木圖市約260km。電站建設的主要任務是發(fā)電，以滿足哈薩克斯坦南部地區(qū)在自然保護排水和灌溉用電高峰時期對電能的需求，電能送入哈薩克斯坦南部電網(wǎng)。引水發(fā)電系統(tǒng)建筑物布置在恰倫河右岸，主要包括進水口、引水隧洞、調(diào)壓井和壓力管道、廠房等建筑物。 </p&

3、gt;<p>　　引水隧洞長4912m，洞徑由5.6m變到4.1m。調(diào)壓井為豎井，直徑5m，高178.41m；調(diào)壓井后壓力鋼管總長約4251m，壓力鋼管主管直徑4.1m，支管直徑2.8m，支管長度約68m。廠區(qū)建筑物由主廠房、副廠房、主變室、尾水渠及進廠公路等組成。安裝間、主機間呈“一”字形排列，安裝間布置在主機間右側(cè)。副廠房、辦公樓分別布置在主機間、安裝間的上游側(cè)。主廠房總長為81.98m，主機間建基面高程為1238.0

4、0m，長×寬×高尺寸為53.90×28.50×39.80m。電站裝設2臺150MW沖擊式水輪發(fā)電機組，為目前亞洲同類機型單機容量最大，最大水頭521.7m米，額定轉(zhuǎn)速250轉(zhuǎn)/分，額定流量36.25立方米/秒。轉(zhuǎn)子工地現(xiàn)場疊片組裝，裝配重335噸。發(fā)電機與變壓器組合采用一臺機組連接一臺容量為200MVA雙卷變壓器組成單元接線升壓至220kV。 </p><p>　　施工時間

5、：機電安裝于2010年3月開始零星預埋，2012年3月兩臺機安裝全部結(jié)束。合同計劃時間要求提交廠房橋機安裝工作面日期為2010年8月31日，機電安裝交面日期為2011年2月28日，由于預埋件未能及時到貨及土建施工影響，廠房橋機實際交面時間推遲了四個月，機電安裝交面時間推遲5個月。加之機組安裝完后，因主機廠與其分包商奧地利公司在水輪機噴嘴配套管路及傳感器方面技術(shù)銜接脫接，進行重新設計安裝管路，加上等待廠家提供傳感器的時間長達兩個月，201

6、2年3月，首臺才正常發(fā)電。 </p><p><b>　　2、電站基本參數(shù) </b></p><p><b>　　2.1 水輪機 </b></p><p>　　型號：CJ1085X—L—350/6×29.0；轉(zhuǎn)輪節(jié)圓直徑：3500 mm；轉(zhuǎn)輪最大直徑：4383 mm； </p><p>　

7、　噴嘴數(shù)：6；水斗數(shù)：21；額定水頭：471 m；額定功率：153.5 MW；最大功率：168.85 MW； </p><p>　　額定流量36.25 m3/s；額定轉(zhuǎn)速：250 r/min；水輪機總重：524 t。 </p><p><b>　　2.2 發(fā)電機 </b></p><p>　　型號：SF150—24/7210;額定容量：176.

8、47 (MVA);額定電壓：15.75 (kV);額定功率因數(shù)：0.85;額定轉(zhuǎn)速：250 (r/min);飛逸轉(zhuǎn)速：480 (r/min);飛輪力矩：7500 (t·m2);制動方式：電氣制動和機械制動;轉(zhuǎn)子起吊重：335t。 </p><p><b>　　2.3 調(diào)速器 </b></p><p>　　型號：WCT6/6—6.3；結(jié)構(gòu)型式：機、電分柜，模塊

9、化結(jié)構(gòu)。 </p><p><b>　　2.4 進水球閥 </b></p><p>　　型號：QF522-WY-230；直徑：2300(mm)；操作油壓：6.3 MPa；本體重量：120t。 </p><p>　　3 發(fā)電機下導軸承甩油問題 </p><p>　　第一臺水輪發(fā)電機組首次啟動后，水輪發(fā)電機上機架、下機架、水

10、機軸承座的振動值及機組各部導軸承處主軸的擺度值均在允許范圍之內(nèi)，無任何超標現(xiàn)象，各軸承軸瓦溫度平穩(wěn)，無突變現(xiàn)象，但唯獨下導軸承油位信號裝置發(fā)出報警信號，顯示下導軸承油位過低，考慮到當時油溫及瓦溫無異常，因此并未立刻采停機措施，機組繼續(xù)運行，開機后，連續(xù)運行到96分鐘時，發(fā)生下導軸承大量溢油現(xiàn)象，即下導軸承內(nèi)的潤滑油，從氣封蓋上的吸油霧管及通氣管中大量溢出，因原因不明，為避免事故擴大，立即采取了停機措施。 </p><

11、p>　　4分析溢油原因及解決方案 </p><p>　　下導軸承結(jié)構(gòu)及油循環(huán)示意如下圖： </p><p>　　停機后，打開下導軸承氣封蓋對軸承內(nèi)部進行檢查，除發(fā)現(xiàn)上部擋油板有部份損壞外，其它部件均完好，上部擋油板材質(zhì)為厚度僅2mm的膠木板，根據(jù)下導軸承結(jié)構(gòu)進行分析，下導軸承潤滑油在軸承內(nèi)的循環(huán)方式為：下導軸承由A、B、C、D四個腔組成，D腔為空腔，正常運行中油不應進入D腔；A腔為冷

12、油腔，B腔為導軸瓦工作腔；C腔為熱油腔；根據(jù)設計原理，當機組正常運行時，油的循環(huán)方式為：A腔的冷油從下導滑轉(zhuǎn)子上距底部100mm處均勻布置的16個ф24mm的進油孔進入B腔，對軸承瓦進行潤滑和冷卻后，溫度升高變成熱油，經(jīng)與軸瓦中心高度一致的10個ф50mm排油孔進入C腔，再經(jīng)油冷卻器帶走熱量后，溫度下降變成冷油，回到A腔，完成工作循環(huán)。按照設計意圖，油不應進入D腔，為什么會發(fā)生油進入D腔后從通氣管中溢出的現(xiàn)象呢？分析其原因應該是單位時間

13、內(nèi)從A腔進入B腔的油量超過了從B腔回到C腔的油量，導致B腔油位逐步上升，通過上部擋油板與滑轉(zhuǎn)子間的間隙進入D腔，當從B腔進入D腔油量和從B腔回到C腔的油量二者之和仍小于A腔進入B腔的油量時，導致B腔被油充滿，壓力升高，直至將上部擋油板沖破，潤滑油相繼進入到與D腔相連的通氣管中，因而發(fā)生</p><p>　?。?）確定處理方案： </p><p>　　根據(jù)前面原因分析，要解決下導溢油問題，必

14、須采取措施使單位時間內(nèi)進入B腔的油量與通過排油孔回到C腔的油量達到平衡，處理方案有兩種：一、通過減少單位時間內(nèi)從A腔進入B腔的油量；二、通過增加單位時間內(nèi)從B腔回流到C腔的油量。但無論哪種方案，在保證供排油平衡的同時，油循環(huán)流量必須滿足對軸瓦的冷卻要求，保證軸瓦溫度在允許范圍之內(nèi)才行，爭對這兩個方案的可操作性進行比較，前者因進油孔內(nèi)為M24的絲孔，只需用絲堵進行封堵即可，施工方便，更為可行。 </p><p>&

15、lt;b>　?。?）理論計算： </b></p><p>　　需要封堵多少進油孔才能實現(xiàn)供排油量平衡，達到不再發(fā)生溢油的目的呢？因為單位時間內(nèi)進排油量及軸承容積均難以精確計算或測量，決定采用先封堵4個油孔測量其溢油時間的方式，再次檢測從開機到開始溢油所需的時間，通過兩次測得的從開機到溢油的時間即可準確計算需要封堵的進油孔數(shù)量，方法如下： </p><p>　　a)設運行時

16、下導滑轉(zhuǎn)子上每個進油孔單位時間內(nèi)的進油量為：X升/分鐘 </p><p>　　b)設排油孔每孔單位時間內(nèi)的排油量為：Y升/分鐘 </p><p>　　c)設溢油時油位上升所需充滿的容積為：V升 </p><p>　　d)首次開機時運行了96分鐘開始溢油： 即16個孔進油時：（16X-10Y）×96=V </p><p>　　e)封堵

17、4個進油孔后運行T分鐘開始溢油：即12個孔進油時：（12X-10Y）×T=V </p><p>　　f)以上得出：Y/X=（12T-16×96）/(10T-10×96) </p><p>　　g)計算封堵進油孔后余下工作的進油孔數(shù)為M：M=10Y/X（個） </p><p>　　h)需封堵的進油孔數(shù)量為N：N=16-M（個） </

18、p><p>　　i) 當封堵了滑轉(zhuǎn)子上的4個油孔后，實測得到從開機到開始溢油的精確時間為144分鐘。即T=144分鐘。計算得出： </p><p>　　j)Y/X=(12×144-16×96)/(10×144-10×96)=0.4 </p><p>　　k)封堵進油孔后余下工作的進油孔數(shù)為：M=10×0.4=4（個） &

19、lt;/p><p>　　m)需封堵的進油孔數(shù)為：N=16－4=12 (個) </p><p>　　因此，經(jīng)計算得出需封堵的下導滑轉(zhuǎn)子上的進油孔數(shù)量為12個。即只需留下4個進油孔工作就能實現(xiàn)供排油量平衡，達到不再發(fā)生溢油的目的。 </p><p><b>　?。?）驗證結(jié)果： </b></p><p>　　按照理論計算成果，將

20、進油孔在試驗時已封堵了4個的基礎上，再增加了8個，即共封堵了12個進油孔，在下導滑轉(zhuǎn)子上僅留下均布的4個進油孔工作，經(jīng)開機運行檢驗，未出現(xiàn)油位過低的報警信號，連續(xù)運行24小時，未發(fā)生溢油現(xiàn)象，且導軸承瓦溫度正常，證明處理方案及計算結(jié)果準確有效。 </p><p><b>　　5 結(jié)語 </b></p><p>　　瑪依納水電站為涉外項目，雖然單機容量在同類機型中目前為

21、亞洲最大，值得自豪，但出現(xiàn)了發(fā)電機下導溢油問題，完全在于發(fā)電機設計計算不準確造成的，雖然問題已圓滿解決，但帶來的負面影響不可小視，讓外方業(yè)主和監(jiān)理對中方提供的設備質(zhì)量產(chǎn)生了不信任感，在目前國內(nèi)已成功投運了眾多與該項目機型同類、單機容量相差不大的機組條件下，在出口國外的機組上仍出現(xiàn)這種質(zhì)量問題是極不應該的，還望有關(guān)工作人員引以為戒，設備走出國門后，出現(xiàn)質(zhì)量問題，要解決問題比在國內(nèi)困難更大，擔誤時間也會很長，造成的負面影響面也更大，其質(zhì)量如