瑪依納水電站發(fā)電機(jī)下導(dǎo)溢油問題及解決方案

1、<p>　　瑪依納水電站發(fā)電機(jī)下導(dǎo)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(jī)后出現(xiàn)下導(dǎo)溢油問題，及對(duì)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(dǎo)；溢油；解決方案；瑪依納電站 </p><p>　　中圖分類號(hào)： U665 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p>

2、<b>　　1、項(xiàng)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(shè)的主要任務(wù)是發(fā)電，以滿足哈薩克斯坦南部地區(qū)在自然保護(hù)排水和灌溉用電高峰時(shí)期對(duì)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(jìn)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(jìn)廠公路等組成。安裝間、主機(jī)間呈“一”字形排列，安裝間布置在主機(jī)間右側(cè)。副廠房、辦公樓分別布置在主機(jī)間、安裝間的上游側(cè)。主廠房總長為81.98m，主機(jī)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(shè)2臺(tái)150MW沖擊式水輪發(fā)電機(jī)組，為目前亞洲同類機(jī)型單機(jī)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(jī)與變壓器組合采用一臺(tái)機(jī)組連接一臺(tái)容量為200MVA雙卷變壓器組成單元接線升壓至220kV。 </p><p>　　施工時(shí)間

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

6、2年3月，首臺(tái)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(jī) </b></p><p>　　型號(hào)：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(jī)總重：524 t。 </p><p><b>　　2.2 發(fā)電機(jī) </b></p><p>　　型號(hào)：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(dòng)方式：電氣制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng);轉(zhuǎn)子起吊重：335t。 </p><p><b>　　2.3 調(diào)速器 </b></p><p>　　型號(hào)：WCT6/6—6.3；結(jié)構(gòu)型式：機(jī)、電分柜，模塊

9、化結(jié)構(gòu)。 </p><p><b>　　2.4 進(jìn)水球閥 </b></p><p>　　型號(hào)：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(jī)下導(dǎo)軸承甩油問題 </p><p>　　第一臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組首次啟動(dòng)后，水輪發(fā)電機(jī)上機(jī)架、下機(jī)架、水

10、機(jī)軸承座的振動(dòng)值及機(jī)組各部導(dǎo)軸承處主軸的擺度值均在允許范圍之內(nèi)，無任何超標(biāo)現(xiàn)象，各軸承軸瓦溫度平穩(wěn)，無突變現(xiàn)象，但唯獨(dú)下導(dǎo)軸承油位信號(hào)裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，顯示下導(dǎo)軸承油位過低，考慮到當(dāng)時(shí)油溫及瓦溫?zé)o異常，因此并未立刻采停機(jī)措施，機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行，開機(jī)后，連續(xù)運(yùn)行到96分鐘時(shí)，發(fā)生下導(dǎo)軸承大量溢油現(xiàn)象，即下導(dǎo)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(kuò)大，立即采取了停機(jī)措施。 </p><

11、p>　　4分析溢油原因及解決方案 </p><p>　　下導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)及油循環(huán)示意如下圖： </p><p>　　停機(jī)后，打開下導(dǎo)軸承氣封蓋對(duì)軸承內(nèi)部進(jìn)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(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，下導(dǎo)軸承潤滑油在軸承內(nèi)的循環(huán)方式為：下導(dǎo)軸承由A、B、C、D四個(gè)腔組成，D腔為空腔，正常運(yùn)行中油不應(yīng)進(jìn)入D腔；A腔為冷

12、油腔，B腔為導(dǎo)軸瓦工作腔；C腔為熱油腔；根據(jù)設(shè)計(jì)原理，當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，油的循環(huán)方式為：A腔的冷油從下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子上距底部100mm處均勻布置的16個(gè)ф24mm的進(jìn)油孔進(jìn)入B腔，對(duì)軸承瓦進(jìn)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(gè)ф50mm排油孔進(jìn)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(shè)計(jì)意圖，油不應(yīng)進(jìn)入D腔，為什么會(huì)發(fā)生油進(jìn)入D腔后從通氣管中溢出的現(xiàn)象呢？分析其原因應(yīng)該是單位時(shí)間

13、內(nèi)從A腔進(jìn)入B腔的油量超過了從B腔回到C腔的油量，導(dǎo)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(jìn)入D腔，當(dāng)從B腔進(jìn)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(jìn)入B腔的油量時(shí)，導(dǎo)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(jìn)入到與D腔相連的通氣管中，因而發(fā)生</p><p>　　（1）確定處理方案： </p><p>　　根據(jù)前面原因分析，要解決下導(dǎo)溢油問題，必

14、須采取措施使單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入B腔的油量與通過排油孔回到C腔的油量達(dá)到平衡，處理方案有兩種：一、通過減少單位時(shí)間內(nèi)從A腔進(jìn)入B腔的油量；二、通過增加單位時(shí)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(shí)，油循環(huán)流量必須滿足對(duì)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(duì)這兩個(gè)方案的可操作性進(jìn)行比較，前者因進(jìn)油孔內(nèi)為M24的絲孔，只需用絲堵進(jìn)行封堵即可，施工方便，更為可行。 </p><p>&

15、lt;b>　　（2）理論計(jì)算： </b></p><p>　　需要封堵多少進(jìn)油孔才能實(shí)現(xiàn)供排油量平衡，達(dá)到不再發(fā)生溢油的目的呢？因?yàn)閱挝粫r(shí)間內(nèi)進(jìn)排油量及軸承容積均難以精確計(jì)算或測量，決定采用先封堵4個(gè)油孔測量其溢油時(shí)間的方式，再次檢測從開機(jī)到開始溢油所需的時(shí)間，通過兩次測得的從開機(jī)到溢油的時(shí)間即可準(zhǔn)確計(jì)算需要封堵的進(jìn)油孔數(shù)量，方法如下： </p><p>　　a)設(shè)運(yùn)行時(shí)

16、下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子上每個(gè)進(jìn)油孔單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)油量為：X升/分鐘 </p><p>　　b)設(shè)排油孔每孔單位時(shí)間內(nèi)的排油量為：Y升/分鐘 </p><p>　　c)設(shè)溢油時(shí)油位上升所需充滿的容積為：V升 </p><p>　　d)首次開機(jī)時(shí)運(yùn)行了96分鐘開始溢油： 即16個(gè)孔進(jìn)油時(shí)：（16X-10Y）×96=V </p><p>　　e)封堵

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

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

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

20、進(jìn)油孔在試驗(yàn)時(shí)已封堵了4個(gè)的基礎(chǔ)上，再增加了8個(gè)，即共封堵了12個(gè)進(jìn)油孔，在下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子上僅留下均布的4個(gè)進(jìn)油孔工作，經(jīng)開機(jī)運(yùn)行檢驗(yàn)，未出現(xiàn)油位過低的報(bào)警信號(hào)，連續(xù)運(yùn)行24小時(shí)，未發(fā)生溢油現(xiàn)象，且導(dǎo)軸承瓦溫度正常，證明處理方案及計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確有效。 </p><p><b>　　5 結(jié)語 </b></p><p>　　瑪依納水電站為涉外項(xiàng)目，雖然單機(jī)容量在同類機(jī)型中目前為

21、亞洲最大，值得自豪，但出現(xiàn)了發(fā)電機(jī)下導(dǎo)溢油問題，完全在于發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算不準(zhǔn)確造成的，雖然問題已圓滿解決，但帶來的負(fù)面影響不可小視，讓外方業(yè)主和監(jiān)理對(duì)中方提供的設(shè)備質(zhì)量產(chǎn)生了不信任感，在目前國內(nèi)已成功投運(yùn)了眾多與該項(xiàng)目機(jī)型同類、單機(jī)容量相差不大的機(jī)組條件下，在出口國外的機(jī)組上仍出現(xiàn)這種質(zhì)量問題是極不應(yīng)該的，還望有關(guān)工作人員引以為戒，設(shè)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(dān)誤時(shí)間也會(huì)很長，造成的負(fù)面影響面也更大，其質(zhì)量如