如今,幾乎所有水力發(fā)電站都實現(xiàn)了無人化運(yùn)營,設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)主要依賴定期的巡視檢查。然而,由于熟練的檢修工數(shù)量減少,存在故障檢修滯后以及對檢修人員技術(shù)水平過度依賴等問題,從水輪機(jī)潤滑安全生產(chǎn)的角度來看,以上方法仍存在一定局限性。
水輪機(jī)由各種機(jī)械構(gòu)件組裝而成,是一種將水的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置,也是發(fā)電機(jī)組的動力源。在運(yùn)行過程中,由于水導(dǎo)軸承和推力瓦溫度過高等原因,難免導(dǎo)致機(jī)械磨損和振動,從而引發(fā)各種意料之外的故障。
問:水導(dǎo)軸承和推力瓦作為水輪機(jī)的關(guān)鍵部分,有何作用呢?
答:@水導(dǎo)軸承主要起到支撐和導(dǎo)向的作用,它位于水輪機(jī)中,確保轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定運(yùn)行并承受來自轉(zhuǎn)子的徑向力。而@推力軸承布置在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子下?lián)躏L(fēng)板上面,直接由推力軸承支架支承布置在水輪機(jī)支持蓋上,承受立式發(fā)電機(jī)的全部軸向負(fù)荷。
水輪機(jī)潤滑健康狀態(tài)評估是實現(xiàn)水輪機(jī)健康管理的必要工作,是實現(xiàn)水輪機(jī)視情況維修的關(guān)鍵步驟。為此就需要總結(jié)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中的常見故障類型,以及預(yù)防維護(hù)技術(shù),從而更好地促進(jìn)水電站發(fā)展。
01水輪機(jī)組故障案例分析
水導(dǎo)軸承與推力瓦溫度過高觸發(fā)跳閘事故
設(shè)備概況
某電站中控室上位機(jī)報告水導(dǎo)軸瓦測溫電阻器溫度過高。操作人員檢查發(fā)現(xiàn)水導(dǎo)瓦溫異常升高,油溫穩(wěn)定。經(jīng)核實預(yù)警并查看監(jiān)控畫面,情況惡化,水導(dǎo)瓦溫由65℃飆升至70℃。操作人員雖試圖現(xiàn)場確認(rèn),但機(jī)組在到達(dá)前已發(fā)生事故,緊急停機(jī)。
故障分析
從事故現(xiàn)象來看,機(jī)組水導(dǎo)瓦溫度驟升有以下原因:
原因分析
水導(dǎo)瓦間隙過窄,導(dǎo)致冷卻效果不佳
水導(dǎo)冷卻器冷卻水供應(yīng)中斷,影響散熱
水導(dǎo)油槽油路受阻,油液無法順暢流動
潤滑劑不足,加劇了摩擦與熱量產(chǎn)生
測溫電阻器2側(cè)水導(dǎo)瓦功能減弱,溫度監(jiān)測出現(xiàn)偏差
@水導(dǎo)瓦間隙過窄
水導(dǎo)瓦間隙過小,導(dǎo)致油膜不能形成,潤滑效果不佳,導(dǎo)瓦與軸領(lǐng)摩擦產(chǎn)生的大量熱量不能帶走,導(dǎo)致瓦溫上升。
@水導(dǎo)冷卻器冷卻水中斷
水庫水質(zhì)較差,汛期雜物較多,加上機(jī)組長期運(yùn)行,造成了冷卻器管網(wǎng)中雜物的積聚,影響了過流量等問題。機(jī)組導(dǎo)水冷凝器進(jìn)、出水管堵塞,冷凝器進(jìn)、出水閥門誤關(guān),冷凝器進(jìn)水大量漏失,造成冷凝器進(jìn)水大量漏失。
冷卻水中斷會嚴(yán)重影響水輪機(jī)的潤滑系統(tǒng)。當(dāng)冷卻水中斷時,水導(dǎo)冷卻器無法正常工作,導(dǎo)致水輪機(jī)關(guān)鍵部件的溫度迅速上升。這些部件包括軸承、齒輪等運(yùn)動部分,它們在水輪機(jī)運(yùn)行過程中需要良好的潤滑以減少摩擦和磨損。
高溫環(huán)境下,潤滑油可能變得稀薄,降低其潤滑性能,甚至可能氧化變質(zhì),進(jìn)一步影響潤滑效果。
此外,高溫還可能導(dǎo)致潤滑系統(tǒng)中的部件膨脹或變形,使原本精 密的配合關(guān)系發(fā)生變化,加劇摩擦和磨損。不僅會影響水輪機(jī)的運(yùn)行效率,還可能引發(fā)嚴(yán)重的機(jī)械故障。
@水導(dǎo)瓦積油效果下降,潤滑不良
維修人員在對水導(dǎo)油槽進(jìn)行加油操作時,發(fā)現(xiàn)油質(zhì)渾濁且發(fā)黑,這表明油質(zhì)已經(jīng)嚴(yán)重劣化。更換新油后重新啟動機(jī)組,水導(dǎo)瓦溫恢復(fù)正常。分析原因,可能是由于測溫電阻器油積量減少,導(dǎo)致該區(qū)域的潤滑和冷卻效果降低,進(jìn)而觸發(fā)了跳閘事故。
02INZOC水電站機(jī)組運(yùn)維方案
水輪機(jī)組潤滑狀態(tài)分析與故障預(yù)防
水輪機(jī)故障往往是“發(fā)于內(nèi)而形于外”,為了有效地預(yù)防故障、保養(yǎng)設(shè)備,以及避免突發(fā)故障,一種更為有效的方法便是對水輪機(jī)潤滑系統(tǒng)采用預(yù)防維護(hù)的智能油液監(jiān)測技術(shù),來實現(xiàn)水輪機(jī)潤滑狀態(tài)分析與故障預(yù)測。
● 實時監(jiān)測潤滑油狀態(tài):在線油液監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崟r分析潤滑油的品質(zhì)、清潔度以及水分含量等關(guān)鍵參數(shù)。當(dāng)監(jiān)測到潤滑油減少、油質(zhì)劣化或水分含量增加時,系統(tǒng)可以發(fā)出警報,提示操作人員及時補(bǔ)充或更換潤滑油,確保形成有效的油膜,從而降低軸承溫度。
● 預(yù)測軸承磨損情況:通過分析潤滑油中的金屬顆粒含量和大小,可以預(yù)測軸承的磨損情況。當(dāng)金屬顆粒含量異常增加時,意味著軸承存在磨損,需要進(jìn)一步檢查或維修,以避免因磨損導(dǎo)致的溫度升高。
03某企業(yè)水電站部署案例
水輪機(jī)智能在線油液監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用
某企業(yè)水電站的水輪機(jī)設(shè)備近期也出現(xiàn)了水導(dǎo)瓦溫度過高的故障問題。經(jīng)過詳細(xì)排查,發(fā)現(xiàn)故障主要由兩方面因素引起。
一方面,是冷卻水管堵塞導(dǎo)致冷卻器流量受限,無法正常發(fā)揮冷卻作用,進(jìn)而使軸承油溫度攀升。另一方面,是長期使用的軸承潤滑油因含有水分和酸性雜質(zhì),油質(zhì)顯著劣化,嚴(yán)重?fù)p害了其潤滑性能。特別是當(dāng)軸承內(nèi)進(jìn)水較多時,潤滑和冷卻介質(zhì)受到干擾,直接引發(fā)軸承瓦溫度迅速上升。
鑒于故障檢修可能導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷和高昂的維修成本,以及電站對穩(wěn)定運(yùn)行的迫切需求,該企業(yè)秉承“安全生產(chǎn),預(yù)防為主”的理念,決定引進(jìn)先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)。為此,該企業(yè)購置了6臺INZOC智能在線油液監(jiān)測系統(tǒng),并將其分別安裝于電站的水輪機(jī)設(shè)備上。
IOL智能監(jiān)測系統(tǒng)通過實時監(jiān)測水輪機(jī)的油液狀態(tài),能夠全方面評估機(jī)組的健康狀況。系統(tǒng)可以準(zhǔn)確監(jiān)測油液的溫度、粘度、污染度、含水率以及磨損顆粒數(shù)量等多項關(guān)鍵指標(biāo),從而準(zhǔn)確判斷設(shè)備是否需要檢修或換油。水輪機(jī)潤滑在線監(jiān)測解決方案
通過油液監(jiān)測技術(shù),企業(yè)不僅能夠及時發(fā)現(xiàn)潛在故障,預(yù)防重大事故的發(fā)生,還能優(yōu)化維護(hù)計劃,減少不必要的停機(jī)時間,確保電站安全、高 效運(yùn)行。
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