灯泡贯流式水轮发电机组运行技术管理系统疑难问题原因分析报告

1、wordword文档word灯泡贯流式水轮发电机组运行技术管理疑难问题原因分析 摘要：随着水电事业的快速开展，灯泡贯流式水轮发电机组广泛应用于中小型水电站。机组特点是低水头、大流量。经过对贯流式机组系统培训学习和十多年的运行经验积累，本文分析了贯流式水轮机的结构特点、贯流式水轮机的应用现状与实际运行中遇到的操作隐患，探讨了我国贯流式水轮机的应用前景与技术开展，从实际运行中对设计和安装提出有关技术改造建议，对我国各类水电资源开发，特别是加强各类贯流式水轮机组的技术开发和关键技术研究提出了建议。 关键词：贯流式水轮发电机组 定子绝缘下降 轴承漏油 自动执行流程 水位调整 中图分类号：TV 文献标识

2、码： A 正文：发电运行管理是一项琐碎而艰巨的工作，要求具有很强的责任心，工作压力重，担负着水电站的人身安全、大坝水工建筑物安全和所有生产设备安全等重要责任，事关整个电站经济命脉，是电站主要生产部门。运行管理是以丰富的工作经验为根底，以准确的操作技能为实力，以具有执行力的管理方法为载体的综合体。 全国省市已实现系统联网，目前电力供需根本达到平衡，节能减排力度加大。本文运用技术经济学和生产运作管理理论，根据某某大唐国际直岗拉卡水电站的实际情况，从运行管理的体制、内容以与技术管理着手，分析了灯泡贯流式水电运行管理存在的主要问题，提出了优化方案。对提高中小型水电站的市场竞争力和经济效益有着重大现实的

3、意义。 根据目前灯泡贯流式水电机组的的运行现状来看，运行管理存在以下突出问题： 一、备用状态下发电机定子绝缘下降 贯流式水电站是开发低水头资源较好的方式，它与中、高水头电站和低水头立轴的轴流式电站相比，具有以下显著的特点： 一是效率高、结构简单、施工方便。贯流式水轮发电机组从进水到出水方向轴向贯穿，水流不拐弯，流道尺寸大而短，过流通道的水力损失少，效率高，结构简单，施工方便。二是有较大的比转速，所以在水头和功率一样的条件下，贯流式水轮机的直径要比转浆式水轮机小。以管形壳为主要支撑的布置方式。整台机组的受力主要通过管形壳传递至厂房根底。发电机定子下侧的球面支撑主要是用来平衡灯泡头定子局部所引起的

4、浮力。发电机定子两侧的支座是为了防止机组在运行中引起振动。灯泡头和灯泡体外侧是流道，水轮机大轴横向布置，转子和桨叶纵向安装。 在流道没有排水的情况下，灯泡头内外温差较大，尤其在夏季温差尤为明显。甚至在灯泡体和灯泡头内壁形成很多结露。发电机在长时间备用时定子绝缘容易受潮，造成定子绝缘下降。 虽然目前的贯流式机组在设计和安装中已考虑到在风洞内加装四组或六组停机加热器和吸湿器、枯燥器等辅助加热设备，在定子引出线处加装停机加热器等措施，但是因风洞内部空间加大，机组备用状态时风洞门和灯泡头竖井人孔门是关闭的，灯泡头竖井横截面积较小，内外空气流通交换不畅，加热枯燥效果不理想。长时间备用容易造成定子绝缘下降

5、。给发电机正常并网发电带来不便。并网前需要与时摇测定子和转子绝缘电阻。假如出现定子绝缘下降的现象，造成的麻烦更大。需要将发电机由备用转为检修状态，断开励磁系统引流线，给定子加上厂用电进展短路枯燥。这样既减小了机组的可利用小时数，增加了很多工作量，也浪费厂用电。 因此，在日常运行管理中需要根据实际上游来水量，尽量减少机组的备用时间；在上游来水量不足以并网开机时需要每日进展机组轮换，与时调整运行方式。 二、主轴密封水压力不足，增加事故停机几率 主轴密封是灯泡贯流式水轮机的关键部件之一，设置在水导轴承与转轮之间。其作用是减少水轮机转动部件主要指主轴与固定部件的漏水量。其性能优劣对机组运行稳定性、可靠

6、性和电站效益由中央的影响。由于主轴密封漏水靠自重排至电站渗漏集水井内，一旦漏水不能与时排出积累在灯泡体内，将造成严重事故。 主轴密封系统由密封润滑水池、总滤水器、密封水管路、连接法兰、供水总阀、示流器、双筒过滤器、电磁阀和压力表构成。主轴密封水的的开启和关闭通过开停机命令由电磁阀来实现。 密封润滑供水泵根据水池水位能够可靠实现自动启停。机组主轴密封水是从水池通过自动流入供水管。在自动执行开机流程至“开启主轴密封水电磁阀时电磁阀自动打开，开始供水。执行停机流程时电磁阀自动由于大坝设计高度的限制，主轴密封水最低工作压力为0.11MPa，日常运行时水压为0.2 MPa。雨水过后，河水严重浑浊，机组主

7、轴密封水随之浑浊，过滤器堵塞造成管路水压降低，示流器信号不满足，机组因主轴密封水中断直接事故停机。 为了防止机组因主轴密封水中断直接事故停机，运行管理势必增加工作要求。在遇到河水浑浊时与时切换主轴密封润滑水过滤器，并要求设备管理部门与时清洗过滤器。 主轴密封的日常运行不需要维护，但每年应检查一次。发现主轴密封衬套有严重磨损时应与时检修处理。平时漏水情况严重时应检查密封的磨损情况和有关间隙值，视情况进展调整和更换。检修密封的检查可通过投入检修密封后检查排水管道处是否漏水来判断空气围带是否正常。 三、发电机组合轴承和水导轴承润滑油压力不足 轴承润滑油系统是灯泡贯流式机组重要的辅助设备。其工作是否正

8、常，直接影响着机组的安全运行。因此必须要保证润滑油系统的正常运行。本系统由两种油路：高压顶起油路和低压润滑油路。 高压顶起油路用于机组在启停时给发电机侧的径向轴承和水轮机侧的径向轴承提高高压油，便于机组转速低于额定转速的15%时在径向轴承与大轴之间建立油膜。低压润滑油路为水轮机导正常、发电机导轴承与正反推力轴承的正常运行提供用油。油系统由轴承润滑油箱、轴承油泵、高压油泵、油管路、油冷却器、高位油箱、轴承供油电动阀和回油管组成。 贯流式机组的轴承供油从高位油箱自流至轴承，再通过油流分配阀或手动调节阀控制油流量分给各部轴瓦。每个轴承进油孔均在轴承底部，回油孔在轴承顶部，每个供油管下端接近轴承的部位

9、均装有压力开关和压力变送器，为开机条件提供压力信号。机组运行时能够保证轴承油槽满油。 执行开机流程时只有各油管路有压条件满足才能执行下一步流程，在调速器发出开机令之前高压顶起油泵自动启动，用高压油在发导轴承和水导轴承内建立油膜。此时，大轴仍在静止状态，高位油箱供油电动阀开启开始自流供油。轴承油槽中的自流润滑油能够满足开机条件。当机组转速达到额定转速的95%以上时，高压顶起油泵自动停止，直至并网运行后由高位油箱供应润滑油。 由于各部油管路安装布置不当，灯泡体内空间受限制，压力开关的安装位置不合理等因素，在机组正常运行时压力变送器反应给监控系统的压力信号不恒定，总是会长期出现正推轴承润滑油管路、反

10、推轴承润滑油管路和水轮机径向轴承润滑油管路有压三个信号不满足。是机组安全运行的一大隐患，长期以往会给运行人员思想麻痹大意，当真正出现润滑油中断是措手不与，后果不堪设想。即使润滑油油压略有不足时，正常运行的轴瓦温度也会升高。 为此，在运行管理中增加对轴承润滑油泵、高位油箱、轴承供油电动阀的巡视次数，保证润滑油系统正常循环；重点监视发导和水导瓦温。发现有异常情况与时停机。督促设备部与时更换润滑油系统各部的压力变送器。建议对供油管路进展技术改造，加装油流分配阀，调整管路各部的压力开关位置。 四、泄洪闸密封老化破损较快，泄洪闸操作时左右偏差较大 泄洪闸为采用液压操作系统的弧形门。弧门左右两侧是橡胶密封

11、槽。每年汛期黄河流量超过1400立方米/秒。为了保证大坝安全，洪水期间会经常操作泄洪弧门弃水，根据实时来水量需要进展屡次开关弧门操作。弧门液压操作系统的操作油通过长约十米的压力油软管送至弧门接力器的操作腔。弧门左右两侧的密封强度不完全相等，在弧门升起和降落时会产生左右开度偏差。进过屡次操作后弧门密封条会受到严重破损，即使在弧门完全关闭时会出现严重漏水。 冬季枯水期没有弧门操作机会，整个冬季气候枯燥，橡胶密封条受风化老化程度加剧，在执行定期操作工作时密封条破损程度更大。为了不产生弃水，弧门检修工作一般安排在冬季。 在定期工作中增加液压系统启动试验项目，启动时间可也适当延长，与时压力油管路中的空气

12、，使弧门左右操作油管路中的油压相等，这样会减小操作时的左右偏差。 五、发电机组合轴承漏油检修难处理度大 贯流式机组的主轴是横向布置，发电机组合轴承在主轴靠上游侧一端，发导轴承在主轴靠下游侧一端。轴承支撑力方向与主轴横向外表垂直。发电机组合轴承前端面紧靠发电机转子轮辐，由正推力轴承、反推力轴承和发导轴承组成。组合轴承的渗漏油沿着转子轮辐流到定子线棒底部，或经转子旋转甩油沉积在转子和定子线槽内。 油污对大电机定子和转子造成污染，加速绝缘的老化，同时会影响其散热效果，从而降低机组使用寿命。在转子制动闸块和闸板上积累过多油污，在制动闸投入时会产生很大烟雾，更严重的是会引起油污着火的危险。由于漏油将导致

13、机组润滑油系统油量减少，从而会导致机组由于油位过低而停机。有无对发电机内的控制、测量、信号装置元件和电缆等造成损坏。 在每年大修时均会发现各机组组合轴承有不同程度的漏油。定子底部由积油，已严重威胁机组的安全运行，经油循环检查，发现推力轴承下不与支撑环把合面、径向轴瓦与支撑环的把合密封面、均有漏油。 结合机组其它大修项目，组合轴承漏油处理技术措施有： 1投入导叶锁定和转子锁定，切除调速器，流道排水完毕； 2润滑油系统排油完毕，切除润滑油泵； 3拆除各供、排油管和压力流量变送器等元件； 4切除发电机空冷器和停机加热器； 5断开发电机电调PT，断开发电机中性点； 6在发电机出口母线和励磁引线装设三相

14、短路接地线； 7风洞内需进展气割、电焊敲击等作业，需要办理相应的动火工作票，并做好防火措施，准备好足够数量的泡沫灭火器材。 除以上安全措施的布置繁重外，拆除和回装工艺更为复杂，需要外委专业人员进展作业。回装后进展油系统循环检查试验，并清理风洞内油污，并疏通风洞底部的排油孔，加装引油管。 组合轴承的漏油检修难度很大，根据各种漏油的可能性和设备的实际情况正确分析漏油的原因，彻底解决组合轴承靠转子侧的漏油点，能直接提高工作效率和单位的经济效益 六、水库调度管理 直岗拉卡水电站装机容量为5*38MW，单机额定发电流量为336.7立方米，额定水头为12.5米，水库最大库容为0.15亿立方米。电站距离上游李家峡水电站7七公里。正常运行方式下水库无调节能力，汛期入库流量大于发电流量时会有提弧门泄洪弃水。 0.1米。李家峡水库出库流量稍有变化会很快影响直岗拉卡的库区水位。当来水量发生变化时为了保持库区水位的稳定，要求在很短时间内调节机组负荷或频繁开停机，调节难度很大，值班员监盘工作量增大。加之上游李家峡电站为地区第一调频点，受网调直接调管。调频期间的出库流量变化幅度在50立方米/秒至1300立方米/秒，给本电站的负荷调整带来很大难度。 为此，发电部采取的措施有：一是要求与上游电站签订出库流量变化联