如今,幾乎所有水力發電站都實現了無人化運營,設備的維護保養主要依賴定期的巡視檢查。然而,由于熟練的檢修工數量減少,存在故障檢修滯后以及對檢修人員技術水平過度依賴等問題,從水輪機潤滑安全生產的角度來看,以上方法仍存在一定局限性。
水輪機由各種機械構件組裝而成,是一種將水的能量轉變為機械能的裝置,也是發電機組的動力源。在運行過程中,由于水導軸承和推力瓦溫度過高等原因,難免導致機械磨損和振動,從而引發各種意料之外的故障。
問:水導軸承和推力瓦作為水輪機的關鍵部分,有何作用呢?
答:@水導軸承主要起到支撐和導向的作用,它位于水輪機中,確保轉子的穩定運行并承受來自轉子的徑向力。而@推力軸承布置在發電機轉子下擋風板上面,直接由推力軸承支架支承布置在水輪機支持蓋上,承受立式發電機的全部軸向負荷。
水輪機潤滑健康狀態評估是實現水輪機健康管理的必要工作,是實現水輪機視情況維修的關鍵步驟。為此就需要總結發電機組運行中的常見故障類型,以及預防維護技術,從而更好地促進水電站發展。
01水輪機組故障案例分析
水導軸承與推力瓦溫度過高觸發跳閘事故
設備概況
某電站中控室上位機報告水導軸瓦測溫電阻器溫度過高。操作人員檢查發現水導瓦溫異常升高,油溫穩定。經核實預警并查看監控畫面,情況惡化,水導瓦溫由65℃飆升至70℃。操作人員雖試圖現場確認,但機組在到達前已發生事故,緊急停機。
故障分析
從事故現象來看,機組水導瓦溫度驟升有以下原因:
原因分析
水導瓦間隙過窄,導致冷卻效果不佳
水導冷卻器冷卻水供應中斷,影響散熱
水導油槽油路受阻,油液無法順暢流動
潤滑劑不足,加劇了摩擦與熱量產生
測溫電阻器2側水導瓦功能減弱,溫度監測出現偏差
@水導瓦間隙過窄
水導瓦間隙過小,導致油膜不能形成,潤滑效果不佳,導瓦與軸領摩擦產生的大量熱量不能帶走,導致瓦溫上升。
@水導冷卻器冷卻水中斷
水庫水質較差,汛期雜物較多,加上機組長期運行,造成了冷卻器管網中雜物的積聚,影響了過流量等問題。機組導水冷凝器進、出水管堵塞,冷凝器進、出水閥門誤關,冷凝器進水大量漏失,造成冷凝器進水大量漏失。
冷卻水中斷會嚴重影響水輪機的潤滑系統。當冷卻水中斷時,水導冷卻器無法正常工作,導致水輪機關鍵部件的溫度迅速上升。這些部件包括軸承、齒輪等運動部分,它們在水輪機運行過程中需要良好的潤滑以減少摩擦和磨損。
高溫環境下,潤滑油可能變得稀薄,降低其潤滑性能,甚至可能氧化變質,進一步影響潤滑效果。
此外,高溫還可能導致潤滑系統中的部件膨脹或變形,使原本精 密的配合關系發生變化,加劇摩擦和磨損。不僅會影響水輪機的運行效率,還可能引發嚴重的機械故障。
@水導瓦積油效果下降,潤滑不良
維修人員在對水導油槽進行加油操作時,發現油質渾濁且發黑,這表明油質已經嚴重劣化。更換新油后重新啟動機組,水導瓦溫恢復正常。分析原因,可能是由于測溫電阻器油積量減少,導致該區域的潤滑和冷卻效果降低,進而觸發了跳閘事故。
02INZOC水電站機組運維方案
水輪機組潤滑狀態分析與故障預防
水輪機故障往往是“發于內而形于外”,為了有效地預防故障、保養設備,以及避免突發故障,一種更為有效的方法便是對水輪機潤滑系統采用預防維護的智能油液監測技術,來實現水輪機潤滑狀態分析與故障預測。
● 實時監測潤滑油狀態:在線油液監測系統能夠實時分析潤滑油的品質、清潔度以及水分含量等關鍵參數。當監測到潤滑油減少、油質劣化或水分含量增加時,系統可以發出警報,提示操作人員及時補充或更換潤滑油,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,可以預測軸承的磨損情況。當金屬顆粒含量異常增加時,意味著軸承存在磨損,需要進一步檢查或維修,以避免因磨損導致的溫度升高。
03某企業水電站部署案例
水輪機智能在線油液監測系統的應用
某企業水電站的水輪機設備近期也出現了水導瓦溫度過高的故障問題。經過詳細排查,發現故障主要由兩方面因素引起。
一方面,是冷卻水管堵塞導致冷卻器流量受限,無法正常發揮冷卻作用,進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,油質顯著劣化,嚴重損害了其潤滑性能。特別是當軸承內進水較多時,潤滑和冷卻介質受到干擾,直接引發軸承瓦溫度迅速上升。
鑒于故障檢修可能導致的生產中斷和高昂的維修成本,以及電站對穩定運行的迫切需求,該企業秉承“安全生產,預防為主”的理念,決定引進先進的監測技術。為此,該企業購置了6臺INZOC智能在線油液監測系統,并將其分別安裝于電站的水輪機設備上。
IOL智能監測系統通過實時監測水輪機的油液狀態,能夠全方面評估機組的健康狀況。系統可以準確監測油液的溫度、粘度、污染度、含水率以及磨損顆粒數量等多項關鍵指標,從而準確判斷設備是否需要檢修或換油。水輪機潤滑在線監測解決方案
通過油液監測技術,企業不僅能夠及時發現潛在故障,預防重大事故的發生,還能優化維護計劃,減少不必要的停機時間,確保電站安全、高 效運行。
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