魏东玉
2014年11月19日,九甸峡水电站1#机组在运行中发现下导油盆油混水信号报警器报警,下导油盆油位过高溢油。经停机检查发现下导轴承冷却器铜管焊接处发生泄漏,导致下导油盆内进水而溢油。
轴承油冷却器是水轮发电机的重要部件之一,其作用是:轴承摩擦热通过与冷却器之间的热交换,建立热动态平衡,使轴瓦温度稳定在正常运行的范围。目前,九甸峡水电站推力轴承采用双层瓦加托盘的弹性支撑方式。瓦面材料采用东方型弹性金属塑料瓦,上下导轴承采用支柱螺丝偏心支撑方式。上、下导轴承为钨金瓦。轴承采用内循环冷却方式。因此,轴承轴瓦的瓦面温度、瓦体温度及推力油槽的油温主要靠油冷却器进行散热。如果轴承油冷却系统出现了泄漏事故,对机组的安全生产造成极大的威胁。所以我们有必要讨论分析油冷却系统漏油故障的形成机理、预防以及故障发生后的处理方法。
一、轴承油冷却器结构及泄漏现象
九甸峡水电站机组轴承冷却器主要有黄铜管散热片,进出口阀门,法兰盘,密封橡胶垫构成水的通路。轴承油冷却器浸在油槽的透平油中,内通冷却水,热油的热量通过铜管传递给冷却水,然后由冷却水将热量带走。
当油冷却器泄漏时,由于冷却水压高于油压,冷却水在压差下从泄漏处进入油槽,使油质变差,以致发生乳化,导致推力瓦表面不能形成正常的润滑油膜,从而造成烧瓦事故。在停机断水时,由于负压作用,油槽中的冷却油从泄漏处进入铜环管流走,引起油槽油位降低,严重时会导致机组推力油槽缺油报警。
二、轴承冷却器泄露原因
(一)内泄漏
①油冷却器铜管内部为冷却水,外部为热透平油,一般情况下,冷却水取水口水温为4℃,而透平油的温度为35℃左右,油冷却器铜管长期运行在内外壁几十度的温差下造成管路的疲劳破坏。②沙的磨损及河水腐蚀。九甸峡水电站机组冷却水方式全年采用压力钢管取水,到夏季洪水期,河水中泥沙和腐蚀物的含量较高,在运行过程中,本就硬度不高的铜管路会有不同程度的磨损。③负压现象。机组在停机断水时,环管内出现负压现象。虽然油槽内的油压不高,但在外部负压状态下,会产生较大的压力差,导致油冷却器铜管管头处胀口。
(二)外泄漏
①油冷却器运行时间比较长以后,会发生锈蚀现象,同时,密封胶垫也会发生老化而发生渗漏水。②在安装过程中,各个铜管处的焊点不牢固,长期运行后发生渗漏水。③产品质量不合格。④设备安装中偶发的机械损伤。
三、轴承冷却器的泄露判断
(一)油混水信号报警器报警。
(二)油槽内油位过高,观察油质是否浑浊乳化,导致后期发生轴瓦温度升高而烧瓦。
四、轴承冷却器泄漏的预防措施
(一)对于油冷却器铜管、橡胶密封等老化和钢体锈蚀的,要在机组A、B修时进行处理,必要时对服役期长的油冷却器进行更换,以彻底解除安全隐患。
(二)为防止出现负压泄漏,在机组停机断水前,先关闭所有进出水阀门;通水时,要先打开进水阀通水,Z后打开排水阀。
(三)在油冷却器回装前,必须按规定充水打压,在水压为0.4MPa,保压至少30min无泄漏方可进行回装。
(四)九甸峡水电站机组上导轴承瓦油槽和下导轴承瓦油槽没有观察窗,无法判断油质的好坏。建议定期取上导轴承瓦油槽和下导轴承瓦油槽的油进行取样化验。