双扛口电站反向推力瓦烧瓦事故原因分析与处理

郭立泉　曹和英

（湖南省水府庙水电站　湘潭市　411424）



双扛口电站反向推力瓦烧瓦事故原因分析与处理

郭立泉曹和英

（湖南省水府庙水电站湘潭市411424）

【摘要】双江口电站在增效扩容改造工程中，由于厂家设计原因，在新机空转试验中发生烧瓦事故。通过对轴瓦集油环槽和水轮机转轮下止水环的改造，经安装、调试、带负荷试运行，现机组运行稳定，轴承温度正常。

【关键词】卧式机组反向推力瓦烧瓦分析处理

1　概　述

双江口水电站位于湖南省新化县炉观镇芷溪村，资江左岸一级支流大洋江支流云溪河下游，是一座以发电为主的小型水利工程。因电站设备陈旧老化、效率低下，将原有的两台2 500 kW和两台3 200 kW的混流卧式水轮发电机组分别增至2 700 kW和3 500 kW。水轮发电机组设备由天津市天发重型水电设备制造有限公司提供，其机电设备安装任务由湖南省地方电力安装有限公司承担。上厂房两台更新后的水轮机型号为HLTF310-WJ-78，额定出力2.873mW，额定水头153m，额定转速1 000 r/min，发电机型号为SFW-2700-6/1430。机组采用前后两套轴承，水轮机径向轴瓦（后导瓦）装在后导轴承座内，前导轴承座内装有发电机径向轴瓦（前导瓦）、正向推力瓦和反向推力瓦。其中前导瓦和反向推力瓦以及后导瓦采用铂氏合金固浇在轴承上，而正向推力瓦则采用活动的分块免刮研金属塑料瓦（10块），以便调整轴向间隙，为降低前导瓦瓦温，厂家在前导瓦瓦背内加装了一个小型冷却装置。在上厂房两台小机组（2 700 kW）的更新改造安装中，安装公司严格按照设计图纸要求合理安排、精心施工，各项工艺和技术数据均满足《水轮发电机组安装技术规范》（2003）和厂家设备技术要求。

2　事故简述

2015年12月20日，机组所有安装项目均已完工，机组静态试验和励磁及保护等电气试验项目均已完成，按照新机启动试验方案：蜗壳充水试验、机组空转试验、机组空载扰动试验、机组过速试验、发电机零起升压试验、发电机同期并网带负荷试验、发电机甩负荷试验、72 h试运行试验顺序进行。在发电机组首次开机空转试验的过程中，观察前导润滑油量很少，此时转速在600 r/min，运行15min后，机组有一次稍大一点的振动，随后转为正常，各部件温度保持正常缓慢的稳定上升速度，40min后机将组转速提升至800 r/min，机组振动摆度突然增大，前导瓦温度上升速度佷快，立即紧急停机。停机时前导瓦温46℃，推力瓦温35℃，后导瓦温42℃，冷却水压正常，停机后前导瓦温升至60℃，拆开后检查发现反向推瓦已烧坏（图1、图2），反推力瓦与反推力盘间无间隙，正向推力瓦与正向推力盘之间有一定间隙（0.20mm）。

3　原因分析

根据事故现象分析，引起烧瓦的主要原因有三个：反推力瓦与反推力盘间隙距离不够；润滑油油量不够；反推力大于正向推力。

图1　烧坏后的反推瓦

图2　烧坏后的反向推力盘

根据机组的安装数据反推力瓦与反推力盘之间的间隙为0.70mm，符合厂家技术要求（厂家技术要求在0.5mm～1mm之间），所以第1项可排除。第二、我们从现场观察前导轴瓦润滑油量很少，但轴承油箱油位正常，引起润滑油量少的原因是上、下轴瓦两侧没有封油边，导致进入轴瓦的滑润油绝大部份通过两侧集油环槽直接排出，参与滑润的油量不够，可能建不起油膜。经拆机后检查发现，反推力瓦侧集油环槽内多了3个Φ20的排油孔（图3），致使集油环槽内不能积聚润滑油，循环油在这个排油孔内被排出，无法向反向推力瓦提供润滑油，从而产生干摩擦而烧瓦。实际上，反推力侧集油环槽不能有排油孔，正常运行时，反推力侧排油是从集油环槽通过反推力瓦与反推力盘之间的（0.5～1）mm间隙进入排油环腔，从排油环腔下面的排油孔排出。第三、从瓦温显示可以知道，正向推力瓦温度只有35℃，摩擦很少，基本没有受力，机组反向推力远大于正向推力，反向推力瓦与反向推力盘之间的摩擦很大，从而加剧前导轴瓦温度升高（注：径向导轴瓦与反向推力瓦是固浇在前导轴承上）。

图3　前导瓦

4　处理方案

针对上述原因，我们采取以下两个措施进行了处理：

（1）增加封油边，封堵3-Φ20mm的排油孔，增加循环润滑油量。见图4、图5。

图4　前导瓦剖面图

图5　封堵的轴瓦排油孔

（2）针对反向水推力大于正向水推力的情况，有两种处理方法：一是通过调节顶盖排水阀减少排水而增大正向水推力，但由于空间限制，顶盖排水和渗漏排水是联在一起的，这样会引起渗漏水压升高，对密封不利。二是减少反向水推力，经厂家、业主同意在水机下止水环上对称开4个Φ20mm的孔，加接4根DN20mm的钢管，并加截止阀，排至厂外排水沟，从而降低反向水推力的影响，改装后见图6、图7。

5　处理结果

按处理方案施工后，经过空载和带额定负载试运行，机组各轴瓦温度正常，轴承润滑油循环良好，运行工况稳定，没有出现异常情况。

图6　改装后的下止水环

图7　水机下止水环上开4-φ2Omm孔引出的排水管

参考文献

［1］GB/T 8564-2003.水轮发电机组安装技术规范［S］.

作者简介：郭立泉（1975-），男，大学专科，函授本科，工程师，从事水电站运行管理工作。

收稿日期：（2016-01-26）