安康水电站3号机组水导油槽油位升高原因分析及处理
2018-12-18安康水电站路志伟
安康水电站 路志伟
安康水电站3号机组改造完毕后，经持续观察，发现3号机组水导油位有增大趋势，本文主要分析了引起机组水导油槽油位升高的各种原因，结合本次3号机组水导轴承检修情况以及发现的问题，提出了相应的措施。
安康水电站位于陕西省安康市境内，电站枢纽由折线型混凝土重力坝、坝后式厂房、升压变电站、泄洪建筑物和过船设施等组成。最大坝高128米，坝长541.5米，坝顶高程338米，控制流域面积35700平方公里，水库正常高水位330米，汛限水位325米，库容死水位300米，为不完全年调节水库。电站肩负着陕西电网调峰、调频和事故备用的重任，因此开停机十分频繁。
电站主厂房安装有东方电机厂生产的4台单机200MW水轮发电机组，1990年12月12日首台机组投产发电，1992年12月25日机组全部并网发电。2016年，3号机组A级检修，更换转轮、导水机构，加装大轴中心补气装置，对尾水管椎管段进行改造。
一、3号机组概况
安康水电站3号机组采用东方电机厂生产的立式半伞混流发电机组，发电机型号为SF200—56/12800，1991年9月投运。2016年11月至2017年5月，由中国水利水电第三工程局有限公司负责施工完成对水轮机部分（转轮、尾水锥管、底环、导水机构、顶盖、主轴密封、水导油槽、测压管路）更换工作，现水轮机型号为HLD825-LJ-580。更换后的水导油槽采用内外圈组合式结构，内档油桶采用整体焊接结构，内档油桶与油槽底板φ4耐油橡胶圆条，油槽冷却方式为内置冷却器形式。
新水轮机结构图如图1所示。
二、异常现象跟踪过程
2017年10月，安康水电站检修人员分析三季度巡回数据时，发现3号机组水导油槽油位有缓慢增大趋势（由A级检修后+25mm上升至+41mm），停机状态下实际测量油位，油位确已升高，打开水导油槽底部放油阀，排出油水混合物。取油样化验，结果表明3号机水导油槽油质化验不合格，但水导瓦温正常，油混水报警装置未报警。经厂部同意，将水导油槽排油，重新注入合格透平油。后经持续跟踪发现，3号机组水导油槽油位未见明显变化，统计数据见表1。
表1
三、原因分析
图1
安康水电站以前也出现过机组水导油槽油位升高、油质劣化的情况，本次出现这一情况的3号机组为新改造投运后时间不久的机组，改造期间已对水导轴承各部件进行全部更换，其中水导冷却器与油槽连接方式进行了重新设计。针对这一情况，结合设备本身，2017年12月14日，运检部牵头组织机械分场、水电三局人员召开专题分析会，分析原因如下：
1、水导冷却器本体或与油槽结合处渗漏
水导油槽油质劣化的直接原因为润滑油内进了水，3号机组水导冷却方式为内置水导冷却器形式，冷却源为水，冷却器形式与其他机组基本相同，之前4号机组也出现过水导冷却器与油槽结合处密封圈失效造成水导油槽油质劣化的问题，因此冷却器本体或结合面处渗水成为首先怀疑的原因。
2、水车室湿度大引起油槽内结露
安康水电站技术供水管路在汛期受天气影响存在不同程度的结露现象，3号机组在本次A修时，在水轮机轴与发电机轴内部加装有大轴中心孔补气装置，受机组尾水位影响，大轴中心补气管路内会充有低温水源，类似技术供水管路结露现象，在水轮机轴上也会反应出来结露。一旦结露现象严重，冷凝水就会顺着水轮机轴流至水导油槽内。
3、水轮机轴本体缺陷导致大轴内水沿缺陷处进入水导油槽
本次A修的3号机组水轮机轴因转轮更换原因，水轮机轴返厂改造，将原有下法兰车掉后重新配焊的新法兰，怀疑水轮机轴在焊接过程中出现缺陷，造成顶盖下部水沿缺陷流至水导油槽内。经查配焊后的探伤报告，焊缝及两侧不存在焊接缺陷，且配焊处位于主轴密封转环安装处，因为此项原因不成立。
4、顶盖上的水沿水轮机轴向上飞溅流入水导油槽
3号机水导轴承为常规轴领带内档油桶形式，主轴密封为端面橡胶板密封，转环与大轴结合面处安装有橡胶密封圈，正常情况下主轴密封处漏水沿转环抗磨板与主轴密封橡胶板之间缝隙流出，方向为径向，不会向上飞溅至内档油桶上部。只有在极端情况下（如顶盖水位异常升高、转环松动或密封圈失效等），机组转环才有可能将顶盖的水搅起飞溅至内档油桶上部。但经现地检查，6月至10月期间，3号机顶盖水位没有异常升高的问题出现，主轴密封转环连接固定可靠，无松动现象。因为此项原因亦不成立。
四、异常处理
针对这一问题，2018年3月，安康水电厂联合水电三局对3号机组水导轴承进行分解检查，检查发现水导油槽底部润滑油存在乳化现象，对水导冷却器进行打压试验（工作状态下）检查各部密封情况，试验压力1.2MPa（3倍工作压力），30min压力未下降，打压试验合格。检查水轮机轴未发现异常情况。对3号机水导油槽进行清扫、回装。更换合格透平油。
对水车室湿度进行监测。发现水轮机轴结露现象严重（尤其是雨天空气湿度大时），冷凝水顺水轮机轴轴领流入水导油槽。判断水车室内湿度大，冷凝水流入水导油槽是造成水导油槽油质劣化的直接原因。
五、采取措施
1、加强对机组的日常巡回工作，记录水导油槽油位变化情况，如有异常情况立刻汇报。
2、加强对厂房通风系统的巡回检查工作，尤其是汛期空气湿度大的时候，更要加强水车室的通风。
3、针对厂房通风、除湿进行项目可行性研究，通过加装工业除湿机等降低厂房内空气湿度，减轻设备结露现象。
通过对3号机组水导油槽油位升高的检修处理以及分析，可以判断得出3号机组水导油槽油位升高主要是水车室内湿度大引起设备结露所致，对厂房通风系统改造、增加除湿设备等提供了立项依据。
