发电电动机推力瓦压力监测功能优化

邹志伟，彭 宝，张文魁

（北京十三陵蓄能电厂，北京 102200）

发电电动机推力瓦压力监测功能优化

邹志伟，彭 宝，张文魁

（北京十三陵蓄能电厂，北京 102200）

十三陵电厂推力瓦磨损较为严重，高压油顶起油池出现划痕造成运行压力降低，在高压油顶起压力供油管路安装一个压力开关进行监视，为单一元件控制，机组启动过程中，压力开关常开节点接通，程序判断压力满足后继续执行，但压力开关仅能进行定性监视，不能定量测量，无法跟踪推力瓦磨损情况；压力开关供油口仅为0.5 mm，一旦异物堵塞将造成机组启动失败事件，因此，优化高压油顶起系统二次监视功能显得尤为重要。

推力瓦；高压油顶起；压力开关

0 引言

十三陵电厂于1988年底开始筹建，1990年12月，国家计委以计工－（1990）1797号文批准电站开工建设。1995年12月20日第1台机组发电，以后每半年投产1台机组，1997年6月28日第4台机组投产，电站4台机全部投入生产运行。

十三陵电厂4台机组为立轴混流可逆式水轮发电机组，采用半伞式结构，额定转速500 r/min，瞬态飞逸转速725 r/min，稳态飞逸转速681 r/min，采用发电机组和主变压器单元接线，发电机组出口电压采用13.8 kV,同期开关设在主变高压侧，并设有五极换相刀闸，每两台发电机组共用一条单母线，两条单母线之间不设母联开关，有两条220 kV出线接入昌平500 kV变电站。

其轴承系统分为发电机导轴承、发电机推力/下导轴承、水轮机导轴承3部分，发电机上导轴承、发电机推力/下导轴承、水轮机导轴承油循环系统均采用体外强迫循环，自动控制油泵起停，每台发电机推力/下导轴承系统配备1台高压油顶起交流油泵、1台高压油顶起直流油泵，交流泵作为主泵运行，当高压油顶起压力不满足时，直流泵启动。2005～2008年完成了电厂首轮4台机组的A级检修，但仅对推力瓦瓦面进行修复处理，2013～2015年4台机组B级检修过程中，发现推力瓦瓦面出现不同程度划痕，影响高压油顶起系统运行，在机组运行过程中曾出现因高压油顶起压力允许信号不满足造成机组启动不成功的事件。高压油顶起压力允许信号仅由压力开关送出，只能进行定性判断，不能进行定量分析，且一旦出现压力开关本身故障，也会造成机组启动过程中高压油顶起压力信号不满足，机组启动不成功。

1 运行现状

十三陵电厂4台机组经过2005～2008年机组A级检修对推力瓦进行修复后，经过近10年的运行，推力瓦磨损较为严重，镜板下表面也有一定的磨损，镜板及推力瓦已经达不到设计时的平面光洁度，高压油顶起泵启动时，高压油顶起泵出口压力表压力下降明显，单台泵已不能满足高顶压力定值要求，特别是3号机组在启机和停机过程中高压油顶起系统两台泵同时启动，顶起稳定压力稳定在11 MPa左右，低于3号机组高顶压力开关12 MPa定值，为保证机组正常启动，电厂和发电机生产厂家共同研究计算，将高压油顶起压力定值由12MPa调整为10MPa，在保证机组正常运行的前提下，确保发电机不会因高压油顶起油膜建立不良造成推力瓦烧损。4台机组高压油顶起泵运行压力如表1所示。

表1 高压油顶起运行压力统计表单位：MPa

在2013～2015年机组B级检修过程中，对4台机组推力瓦瓦面进行检查，对比4台机组推力瓦瓦面磨损情况，发现1号机组、2号机组推力瓦瓦面磨损较轻，3号机组、4号机组推力瓦瓦面磨损较为严重，推力瓦瓦面磨损情况如图1、2所示。

图1 3号机组推力瓦磨损

图2 4号机组推力瓦磨损

高压油顶起压力允许信号由一个压力开关送出，当压力达到高压油顶起压力定值12 MPa时，压力开关常开节点闭合，高压油顶起压力满足信号返回，机组开机过程中，只有收到压力满足信号，监控系统开机流程才会继续执行下一步操作。

2 优化方案

十三陵电厂4台机组推力瓦磨损较为严重，特别是3号机组、4号机组高压油顶起压力下降较为明显，且如需更换单个推力瓦，需在机组A级检修、转子吊出的情况下方可进行，否则无法对所更换的推力瓦高程及水平进行准确测量，使得更换后的推力瓦与其他推力瓦存在高程差、水平差，造成镜板和推力瓦烧损，机组事故扩大。为此，经过综合分析比较，电厂决定将高压油顶起压力上送至监控系统，实时监视高压油顶起运行压力，并设置报警值，通过高压油顶起压力间接监视推力瓦磨损情况，一旦推力瓦磨损情况加剧，造成高压油顶起压力低于报警值，监控系统将会立即出现高压油顶起压力低报警，确保值班人员能够及时采取有效措施，避免损伤推力瓦，并准确判断缺陷部位。

同时，为避免高压油顶起压力开关故障造成机组启动不成功事件的发生，增加一个高压油顶起压力开关，采取并联的方式，同时，将压力变送器上送信号在水轮机控制PLC内与压力开关上送的压力允许信号并联，通过采取不同工作原理的压力传感器，避免高压油顶起压力允许信号返回失败。

3 方案实施

（1）加装分油器

为将高压油顶起压力变送器、2个压力开关接至高压油顶起母管，现场在原高压油顶起压力开关供油管路的基础上，加装高压油顶起压力监视装置分油器，分别给压力开关、压力变送器供油，分油器外形尺寸图如图3所示，其中16（接头6）上接压力变送器。

图3 高压油顶起压力监视装置分油器外形尺寸图

（2）高压油顶起压力开关采用并联方式

将高压油顶起压力开关常开接点采用并联方式接线后，再上送至水轮机控制系统。

（3）压力开关与压力变送器控制逻辑

将压力变送器的数值送入水轮机控制系统PLC内参与程序判断，压力开关允许信号与压力变送器允许信号并联，并将压力变送器压力满足定值设为10 MPa，控制程序修改如图4所示。

图4 高压油顶起压力开关与压力变送器控制逻辑图

（4）监控系统增加高压油顶起压力监视信号

将4号机组高压油顶起压力变送器信号上送至监控系统，并在监控系统增加压力信号显示及报警，在4号机组高压油顶启泵运行时，压力低于10 MPa时报警，提醒值班人员加强监视，在必要时及时采取措施处理。监控系统压力显示如图5所示。

图5 高压油顶起压力显示

4 总结与展望

通过加装压力开关及压力变送器，优化压力开关、压力变送器控制逻辑、并将高压油顶起压力上送至监控系统，使在线监视机组推力瓦磨损情况成为可能，为分析机组抽水启动过程中启动力矩提供了技术手段，同时，修改压力开关与压力变送器控制逻辑，使机组启动过程中高压油顶起压力满足信号由单一元件改为不同工作原理的多元件上送，彻底避免了因机组高压油顶起压力不满足而造成启动不成功事件的发生。

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TV737

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：1672-5387（2017）03-0057-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.03.018

2016-10-09

邹志伟（1982-），男，工程师，从事抽水蓄能电厂生产运行及维护检修相关工作。