红花水电厂哈电机组冷却风机改造

覃良辰，陆 锋

（中广核红花水电有限公司，广西 柳州 545101）

红花水电厂哈电机组冷却风机改造

覃良辰，陆 锋

（中广核红花水电有限公司，广西 柳州 545101）

针对红花电厂发电机冷却系统风机软启动器故障报警“OLF”或“OCF”问题，分析其原因，认为风机存在缺陷与不足。为此，采用新材料和新工艺对其进行技术改造，切底解决了该问题。

冷却风机；风叶；改造；红花水电厂

1 概述

红花水电厂位于广西柳江县里雍镇红花村，离柳州市25 km。红花水电厂以发电、防洪和航运综合开发利用为主的Ⅰ等枢纽工程，电站总装机6×38 WM，年均发电量为8亿kW·h。

红花水电厂分别安装东方电机厂和哈尔宾电机厂各3台水轮发电机组，首台机组于2005年10月份投运。水轮发电机组冷却系统采用风冷强迫风循环方式，就是由冷却水泵供冷却水，冷却水经冷却器进行能量交换对热风进行冷却，通过风机将冷风吹入定子内部进行冷却。

2 故障分析及技改

2.1 故障现象

新机组经过几年的运行后，3台哈电机组陆续地出现多台冷却风机软启动器故障报警“OLF”或“OCF”。经对电机工作回路检查发现软启动器工作正常，进一步检查电机的绕组电阻和绝缘测量均合格。进入定子内部检查风机电机，发现电机轴承有异响。故障原因为电机轴承损坏造成摩擦力增大，使电机运行扭力增大，造成运行电流增大，超过软启动器过流保护定值，使软启动器保护动作切断主回路电源。

2.2 电机解体情况

根据上述分析决定对冷却风机电机进行解体检查和更换轴承。解体电机后发现转子尾部轴承损坏，润滑油脂呈碳化物，滚珠呈粉碎状（见图1），转子两侧有变色的现象（见图2），部分电机的轴承损坏更严重出现定子扫堂现象。

图2 转子两侧有发热烧伤现象

2.3 原因分析

（1）轴承因长时间干摩擦情况下产生高温，以及承受径向力的情况下产生滚珠粉碎的现象。因轴承损坏使电机转子失去动平衡，造成电机扫堂；

（2）因轴承长时间干摩擦运转下产生高温和轴承损坏后造成电流增大，在长时间高温运转的作用下，使润滑油脂呈碳化的现象，转子两侧因热处理工艺不同，遇高温出现烧伤变黑紫色的现象；

（3）电机安装在一个密闭空间，运行环境恶劣，自带扇叶旋转所产生的风向与冷却风机产生的风向相反，对电机的自冷却效果产生影响，无法满足电机的冷却风量要求，造成电机温度升高，引起轴承损坏；

（4）根据风机结构和轴承损坏现象，重点分析风机风叶对其产生的影响。风叶由铁制轮毂和8块叶片组成，经对风叶进行称重，风叶的重量为14.5 kg。因机组风机要求风压高、风量大，转速高，特别在高速运转中，叶片受到强负荷作用，虽然叶轮做了动平衡。但因风叶过重，电机轴承承受过大的径向载荷，在长期高转速的作用下，轴承摩擦力增加，造成轴承温度升高润滑油脂失去润滑作用，从而导致轴承损坏，使风机引起震动，造成电机扫堂。电机在密闭的铁罩内运行，机组运行温度较高，电机因肌肤效应、自身运行所产生的温升和轴承温度失去润滑作用产生的升高造成定子线圈绝缘老化，引起漆包线匝间短路、接地或过流。

2.4 技术改造

首先，对冷却风机风叶进行静平衡试验，以消除轴向窜动对电机轴承的影响，试验结果：风叶满足电机运行要求；然后，根据电机牌号M2QA180M2A查得该电机属于普通电机，不属于高转速耐高温电机，对故障电机进行整对轴承更换，并添加润滑油脂，改变电机自身冷却方式。

但以上措施后仍未排除故障，经重新分析故障原因，认为应该是风叶过重的原因。为此，经对多种材质的风叶进行比较，最后选定了丹麦进口的新材料PAG树脂材料，该材料主要用于风力发电机组叶片材料。采用新技术将该材料制作的叶片与轮毂制作成一个整体，优点是叶轮重量轻，电机负荷相应降低，也减小电机运行时轴承负荷，降低运行风机震动，延长电机使用寿命。

结合电厂风机结构情况，需从新制作风筒，在出风口处安装防护网，防止异物进入发电机。在电机防护罩上开通风槽，去除风机电机冷却风叶，利用风机冷风对电机降温，风机风叶更换为丹麦进口的PAG树脂材料制作的风机风叶（叶片与轮毂制作成一整体）。经过试验新风机的风量与旧风机比差别不大，新风机风压小于旧风机500Pa。

电机在安装前仍需对轴承添加润滑油脂，以满足电机轴承在高温环境下的润滑要求。

3 改造效果

改造后，经过长期的运行考验表明：虽然新风机风压均有下降，但对机组风机改造前后的定子线圈和铁芯温度的观察对比，其温度并未受到影响。更换风叶后，风叶重量减轻，减小了电机轴承运行时径向载荷，电机运行电流从22 A减至16 A左右，延长电机使用寿命，也节约了厂用电。本次技改过后发电机组冷却风机运转正常，未出现过故障，效果显著。第一台机组冷却风机技改取得预期效果，达到了技改的目的后，已对其余机组冷却风机进行技改并向兄弟单位推广。

（责任编辑：周 群）

Modification of generator cooling ventilator for Honghua Hydropower Plant

QIN Liang-chen,LU Feng
(Honghua Hydropower Co.,Ltd.of China General Nuclear Power Corporation,Liuzhou 545101,China)

The generator cooling system of Honghua Hydropower Plant had seen ventilator soft starter fault alarm of OLF or OCF.It was concluded after analysis of the causes that ventilators have defects and shortages.New materials and technique were adopted to modify them,so as to completely solve this problem.

Cooling ventilator;blade;modification;Honghua Hydropower Plant

TV735 [

]B [

]1003-1510（2016）06-0046-02

2016-06-30

2016-09-18

覃良辰（1984-），男，广西环江人，中广核红花水电有限公司工程师，主要从事水电厂维护运行管理工作。