呂吉平（píng）
（中電（diàn）投（tóu）五淩電力有限公司洪江水電廠，湖南懷化 418200）
摘 要：本文通過介紹洪江水電廠軸（zhóu）承油係統運行近十年來存在問（wèn）題的（de）分析處理以及設備的改造過程，來說明如（rú）何針對大型燈泡（pào）貫流機組的要求與特點，選擇或設計更安全可靠的機組軸承油係統。
關鍵（jiàn）詞：燈泡式貫流式機組；軸承油係統；冷卻器；油混水裝置
概述
洪江水電廠位於沅江幹流湖南省懷化市洪江區上遊，是沅水幹流15個（gè）梯級中（zhōng）的第8級水電廠。安裝6台單機容量為（wéi）45MW的燈泡貫流（liú）式機組，水輪發電（diàn）機組一度為我國Z大、應用水頭Z高的燈泡（pào）貫流式水輪發電（diàn）機組。其軸（zhóu）承油係統由軸承油箱（xiāng），軸承油泵，高壓油頂起裝置，高壓油泵，重力油箱，冷卻器，管道（dào）係統，抽油霧排氣裝置，及自動控製裝置等組成，軸承包括發導軸承，推力軸承（chéng），水導軸承三部份。軸承（chéng）油係統循環工作原理：開機令傳入LCU後，LCU檢測重力油箱油位，當檢（jiǎn）測到重力油箱（xiāng）油位（wèi）正常時，啟動一台油泵（若此（cǐ）時檢測出重力油（yóu）箱的油位（wèi）過低（dī）時，啟動兩台油泵），軸承油（yóu）箱的油在油泵的作用下通過 兩台並聯的冷卻器冷卻後，分別壓入組（zǔ）合軸承、水導（dǎo）軸承、重力油箱，油經過軸承後（hòu）對軸承進行冷卻，進行熱交換後的熱油（yóu）在（zài）重力和油壓的作用下回到軸承油箱。被壓入重力油箱的油儲存在重力油箱中，當（dāng）油位到達高油位時溢出回到軸承油箱。
1、機組重（chóng）力油箱供油係統改（gǎi）進
機組軸承油係統中重力油箱起著穩定油壓和事故備用的作用，洪江水電（diàn）廠投產初期實際運（yùn）行時（shí）發現：（1）由（yóu）於部分電動閥門關閉不嚴，機組在停（tíng）機狀態重力油箱油位不能維持，油泵不能實現自動補（bǔ）油。當需要開（kāi）機（jī），軸承油泵啟動後，隻有小部分油量（油泵出口油流量與軸承用油量的差值）進入重力（lì）油箱（xiāng），需要很長時間才能滿足開機條件（低油位以（yǐ）上），致使開機（jī）時間過（guò）長，不能滿足《洪江水電廠並入湖南電網運行調度（dù）協議》規定（機組（zǔ）由備（bèi）用狀態至（zhì）空載狀態的時間為6.5分鍾）。（2）重力油箱供油係統的部（bù）分設備布置在（zài）油箱底（dǐ）部，不便於對設備的巡視、操作。（3）重力（lì）油箱供底部的盤通閥為截止閥（fá），水（shuǐ）平安裝，不滿足規範要求。
針對以上問題做出以下改造：（1）更換合格電動閥後改變重力油箱供油係（xì）統的控製方式，即在停機狀態，由重力油箱的油位開關接點（diǎn）控製軸承油泵（bèng），當重力油箱油位降至“低油位”時自動啟動一（yī）台軸承油泵，升至“高油位”時停泵，使重力油箱（xiāng）油位始（shǐ）終維持在“低油位”以上。（2）將重力油箱底部的管路、設備布置在油箱側麵（miàn），電動閥和（hé）盤通閥由上、下分層安裝改為安裝在同一（yī）高程，便於對設備的巡視（shì）、操作。（3）將重力油箱的盤通閥（fá）（截（jié）止（zhǐ）閥）由水平安裝改為垂直安裝，以減少閥門的漏油量。
2、軸承油箱冷卻器的增容改造
軸承油箱冷（lěng）卻器應（yīng）根據泵（bèng）流量換算出冷卻器的冷卻麵積，然後選擇機組冷卻器，此部（bù）分計算應由冷卻（què）器（qì）專業廠家完成。洪江水電廠軸承油冷卻器使用的是兩台BLOKSMA生產的P200-2Z冷卻器，兩台冷卻器設計為並聯運（yùn）行。但高溫季節在正常冷（lěng）卻水流量的情況下，軸承油箱油溫和機組軸瓦溫度偏高；且（qiě）冷卻器時有堵塞現象，導致機組有強迫停運隱患，同時威脅機組的安全運行。
為此洪江水電廠（chǎng）在軸承油箱旁增加一個冷卻器回路，利用調速器冷卻器的（de）出水（shuǐ）作為（wéi）新（xīn）增冷卻器的冷卻水（shuǐ），增加（jiā）整個冷卻係統（tǒng）的容量。同時做出如（rú）下規定：機組在運行狀態下軸承油箱溫度超過40℃時，應手（shǒu）動投（tóu）入機組軸承（chéng）油輔助冷卻器；機組長時間運行軸承油箱溫度低過35℃時，應手動退出機組軸承油輔助冷卻器；機組（zǔ）在停機30分鍾（zhōng）後（hòu），應手動退出機組軸承油輔助冷卻器（qì）。冬季關閉機組軸承油輔助冷卻器進、出水閥，開啟旁通閥將冷卻水改排旁通回路。經過長（zhǎng）期運（yùn）行驗證其可以滿（mǎn）足機組的安全（quán）運行要求。
由於輔助冷卻器仍需手動控製，不能滿足無人值班要求，筆者認（rèn）為軸承油冷卻器仍有改進空間，現有兩種方案：（1）冷卻器擴容，將原（yuán）有（yǒu）2台63千瓦×2主冷卻器和1台30千瓦輔助冷卻（què）器改為1台或2台冷卻器，冷卻器（qì）換熱銅管管徑和壁（bì）厚在一定程度上增大，且要增（zēng）設排汙管與反衝洗管路。冷卻器擴容後（hòu）能（néng）在一（yī）定程度上降低油溫和瓦溫，在冬季隻要通過調節冷卻水的流（liú）量就能保持合適的油溫。（2）如果（guǒ）費用緊張，隻需增加輔（fǔ）助（zhù）冷卻器自動控製回路即可。
3、軸承油箱增（zēng）加油（yóu）混水（shuǐ）裝置
洪江水（shuǐ）電廠（chǎng）軸承油冷卻器使用的是河水（shuǐ）冷卻，換熱管（guǎn）易被泥沙、貝（bèi）殼堵塞，汛中迎峰（fēng）度夏時更（gèng）為明顯，時常（cháng）需（xū）要清理。由於冷卻器換熱管徑較小，清理換熱管時尤其是（shì）清除卡在（zài）裏麵的貝殼對換熱（rè）銅管有一定磨損，自投產以來多次發生冷卻器銅管破（pò）損，導致軸承油流失或（huò）油（yóu）箱進水。且主軸密封處甩水也可能導致軸承油進水，透平油（yóu）發生乳化，嚴重影響機組安全運行。而水比重較重，在油箱底（dǐ）部，巡視時極難發現。
為此洪江水電廠在軸承油箱底部安裝油混水裝置，軸承油一旦進水會及時報警，提醒生產人員及時做出（chū）反應。
4、軸承油係統控製程序改造
洪江水電廠兩台軸承油泵同時運行出口壓力0.46MPa（6#機0.75MPa），一台油（yóu）泵運行（háng）出口壓力0.4MPa（6#機0.5-0.6MPa），機組（zǔ）備用狀態下為能夠迅速開機，通常會保留1-2台機軸承油泵啟動，而此時軸承油（yóu）冷卻水（shuǐ）電動閥並未開啟，此（cǐ）時（shí）軸承油冷卻器內銅管處於（yú）單側受壓狀態，運行時間一長，將會引起冷（lěng）卻器及相關管路機械疲勞，甚至造成冷卻器內銅管破裂，增加漏（lòu）油及軸承油係統進水機率，影響機組安全運行。
出於以上考慮，洪江水電廠做出以下改造（zào）：（1）在啟動兩（liǎng）台軸（zhóu）承油泵條件中（zhōng）增加：檢測到“重力（lì）油箱油位低動作”且（qiě）有“機組零轉速複歸”或“開機令”時，啟（qǐ）動兩台軸承油泵；而隻有“重力油箱油位低動作”時不啟動兩台軸承油泵。（2）在軸承油冷（lěng）卻器供水（shuǐ）電動閥控製程序（xù）中增加：當有軸承油泵啟動且軸承油冷卻器出口有油流信號，則自動開啟軸承油冷卻器供（gòng）水電動閥。在軸承油泵沒有運行、軸承油泵（bèng）出口無（wú）壓、軸承（chéng）油冷卻器無油流且無開啟軸承油冷（lěng）卻器供水電動閥（fá）令時，則關（guān）閉軸承油冷卻器供水電動閥。
5、軸承油係統油位記錄定期工作改進
為保證軸承油係統（tǒng）的安全（quán）穩定運行可（kě）控在控，洪（hóng）江（jiāng）水電廠（chǎng）一直堅持在周定期工作中對機組軸承油係統油位進行記錄（lù）、製定台賬。通過每次對台賬的分析比較，可（kě）以發現軸承油係統是否（fǒu）存在跑油或進（jìn）水現象。在實踐中也多次通過此方法，發現潛在的軸承油冷卻器銅管（guǎn）破損故（gù）障。目前定期工作對機組油（yóu）箱油位的記錄條件為：機組軸承油泵在運行狀態；重力油箱發油位高信號；發導、水導油流量滿足，軸承油腔油位滿足。
洪江水（shuǐ）電廠軸承油箱安裝在▽144.3m高程，重力油箱安裝在▽175.0m高程，軸承油箱的油在油泵（bèng）的（de）作用下通過兩台並（bìng）聯的冷卻器冷卻後，分別壓入組合軸承、水（shuǐ）導軸承、重力油箱。被壓入重（chóng）力油箱的油儲存在重力油箱中，當油位到達高油位3100L時溢出回到軸承油箱。而從重力油箱溢出的（de）這部分油與軸（zhóu）承回流至油箱（xiāng）的油因為（wéi）在不同溫度下溢出速度不同（tóng），導致軸承油箱油位顯（xiǎn）示不同（tóng）。由於目前記錄油（yóu）位的定期（qī）工作方式因沒有考慮溫度對軸承油箱油（yóu）位的影響，記錄（lù）數（shù）據不便（biàn）於分析比較，很難（nán）發現（xiàn）少量（liàng）跑油等油位異常問題，筆者建議（yì）改進定期對機組油箱油位的方法，消除溫（wēn）度對軸（zhóu）承油箱油位顯示的（de）影響。即：機組（zǔ）停機，軸承油泵停（tíng）止；重力油箱電動閥打開，油全部流入（rù）軸承油箱；發水導油流量、軸承油腔油位信號複歸。
7、增設軸承油箱固定濾油機
洪江水電廠軸承油係統的主（zhǔ）要作用是為機組發導、水導、推力（lì）軸承提供潤滑與冷卻，其油質的好壞（huài）直接影響機組的安全運行，因此（cǐ）需定期對軸承油進行（háng）過濾處理，但軸承油箱位於144.3m操作（zuò）廊道，每次濾油前後起吊濾油機耗費較多（duō）的人力且有較大的安全隱（yǐn）患。
洪江水電廠在每台機（jī）組旁增（zēng）設軸承油箱固定濾油（yóu）裝置，其采用透平油專用（yòng）封閉式真（zhēn）空濾油機TY-100（改進型）。新增固定濾油裝置運行穩定可（kě）靠、淨（jìng）油效果較好（hǎo），使廠房整（zhěng）潔美觀（guān），還可實現（xiàn）遠方操作與監控。
8、計劃改造項目（mù）：軸承油係統（tǒng）油位（wèi）在線監視
為實現（xiàn）遠方集控，少人值守或（huò）無人值守的目標（biāo），目前（qián）洪江水電廠已立項進行軸承油係統油位在線監視改造，即在機組重（chóng）力油箱（xiāng）、軸承油箱上利用液位傳感器將油位數據（jù）直接傳輸至監控係統。待改造完成後（hòu），隻需與改進後定期工作油位記錄配合即可實現軸承油係統油位的精確控製，及時消除可能存在的事故穩患，確保機（jī）組安全穩定運行。
9、結語
與立式機組相比，燈泡貫流機（jī）組軸承油係統（tǒng）相對複雜，轉子、大軸、水輪機等轉動（dòng）部件的重量全部通過軸瓦傳遞給管形座，大軸（zhóu）轉動時（shí），如果軸承不能及時散熱，在其接觸（chù）表麵溫度將（jiāng）急（jí）劇上升，造成燒瓦及大軸變形事故。為了防（fáng）止此類事故，一般采用軸承油循環水冷卻（què）係統來實現對（duì）軸瓦及大軸的保護。所以燈泡貫流機組軸承油係統運行情況直接影響到機組的安全運行。而洪江水電廠水輪發電機組一度為我國（guó）單機（jī）容量Z大、應用水頭Z高的燈泡貫（guàn）流（liú）式（shì）水輪發電機組。由於設計原因與新時代的自動化要求，機組（zǔ）的軸承油係統不斷地進行改造。本文通過介（jiè）紹洪江水電廠軸承油係統運行近（jìn）十年來存在問題的分析處理以及設備的改造過程，來說明如何針對大（dà）型（xíng）燈泡貫流機組水電站的要求與特點，以供新建大型燈泡貫流式機組電廠與設計單位參考，選擇或設計更安全可靠的機組軸承油（yóu）係（xì）統。
