某水电站灯泡贯流式水轮机导轴承烧瓦事件处理

李 刚，李丽霞

（1.中国电建集团海外投资有限公司，北京 100048；2.中国水利水电第四工程局有限公司，青海 西宁 810007）

1 工程概况

某水电站位于老挝境内, 工程采用闸坝式开发，枢纽主要建筑物包括混凝土闸坝、坝式进水口及河床式厂房、两岸非溢流坝段。电站开发任务以发电为主，总装机容量120 MW，装设3台40 MW灯泡贯流式水轮发电机组，水库正常蓄水位325 m，调节库容0.254亿m3，具有日调节性能。

灯泡贯流式水轮机适用于极低水头的水电站，其过流部件有引水管、座环、导水机构、转轮和转轮室、尾水管。水流从引水管进口到尾水管出口基本上沿机组轴线流过。水轮机流道的中心设一灯泡体，发电机、主轴、轴承等都安装在灯泡体内，主轴向后延伸与转轮相连。从转动部分的支承上分析，属两支点机组。灯泡体内有两个轴承，靠近发电机的是推力和径向的组合轴承，而靠近水轮机转轮的是径向的导轴承。

2 水轮机导轴承烧瓦事件经过

第一次烧瓦事件过程：电站2号机组于某年4月3日上午10：11：00，上位机报2号机组低位油箱2号泵动力电源消失，当值监盘人员汇报运行值长，值长令当值值班员现地检查低位油箱2号泵情况，通过检查后发现2号油泵动力电源断开态，立即启动了1号油泵，1号油泵无法投运，又立即到厂用电400 V进行检查，发现400 V上的低位油箱油泵和高压顶起油泵电源处于断开位置，经过多次分合闸后，两台低位油箱油泵均无法运行，值长令值班员现地检查高位油箱油位。在10：22：00时高位油箱油位已经到0 m，水导瓦温从54℃骤升（瞬间最高温度达96.5℃），在10：36：00时，上位机报2号机组水导瓦温越上限，2号机组紧急事故停机动作，造成机组事故停机。2号机组水导瓦于4月3日10：36：00烧瓦事故产生，于当年6月22日水导瓦检修工作完成。

第二次烧瓦事件过程：当年8月11日19：07：00，二级电站2号机组在启动过程中，因低位油箱油位低报警，低压循环油泵、高压顶起油泵退出，历时7分钟，转速未达到100%，当值运行人员未吸取“4.3”烧瓦的教训，未采取应急措施，直到上位机报2号机组水导瓦温越上限，紧急事故停机动作，水导瓦温达75.9℃，导致水导轴瓦烧损的事故。2号机组水导瓦于8月11日19：07：00烧瓦事故产生，于当年10月24日水导瓦检修工作完成。

3 两次烧瓦事件反映出来的主要问题

3.1 机电安装问题

（1）直流高压油泵启动投入的试验工作未做（机组属于不安全运行状态）。

（2）现场相对湿度大，墙面漏水等施工缺陷较多，运行环境差，设备绝缘保证率低，造成运行人员多次合闸失败。

（3）低位油箱油位开关接点整定逻辑错误。未按照厂家图纸和设计图纸进行设定，施工单位和厂家现场服务人员在现场擅自更改接点，将低位油箱低油位报警同时作用于停止低压油泵和高压顶起油泵运行，造成低位油箱油位低时低压油泵和高压油顶起油泵停泵，对机组无保护措施[1，2]。

（4）拆除的水导轴瓦检查发现，水导瓦上游侧有大片磨损，系安装调整不合格，机组轴线在不正常状态下运行的结果，同时轴承润滑油管安装未进行完全清理，管内壁附着大量焊接后爆渣。

3.2 设计问题

（1）作为轴瓦润滑保护的主要手段，直流高压油泵控制电源交流侧接线设计不合理；高位油箱过低油位时作用于监控系统停机的回路未设计连接。未按照厂家事故停机流程框图（E304900）及NB/T 35004-2013《水力发电厂自动化设计技术规范》将机组高位油箱油位下限接入监控系统报警，下下限接入监控系统事故停机流程。

（2）油泵电源控制柜设计不合理，柜内开关容量与400 V厂用电输出容量不匹配（400 V厂用电盘柜输出容量为160 A，油泵控制柜开关容量为320 A）。高压油泵、低压油泵均无双回路电源；油泵控制箱控制电源未按交、直流各一回设计导致控制电源不可靠。

（3）开、停机流程及事故停机点不够完全、全面。

3.3 设备厂家问题

（1）因直流高压油顶起油泵电机软启动过载问题，未能确保直流电机正常投入运行。

（2）柜内的电气设备布置拥挤，且廊道层较潮湿，应将低位油箱低压油泵、高压油顶起油泵控制箱分开设置，分别配置安全可靠的双路电源，控制电源宜考虑双回路，一路交流，一路直流，并可实施切换运行。

（3）主机厂未及时核算、提供事故停机后高位油箱的剩余储油量的保障运行时间。

（4）低位油箱油位开关接点整定逻辑错误。未按照厂家图纸和设计图纸进行设定，施工单位和厂家现场服务人员在现场擅自更改接点，将低位油箱低油位报警同时作用于停止低压油泵和高压顶起油泵运行，造成低位油箱油位低时低压油泵和高压油顶起油泵停泵，对机组无保护措施。

（5）调速器PLC B机报故障，同时也无法切换到PLC A机。

3.4 运维问题

（1）运行人员在低位油箱动力电源消失后，经采取措施进行多次处理，反复投合闸失败后，仍没有及时手动紧急停机，期间历时25 min，错失了故障处理的最佳时机，造成了因机组辅助设备的故障而导致主机事故的后果[3]。

（2）运行人员在日常巡视时疏忽大意，对2号油箱油位过低、2号机组油位低于1号、3号机组300 mm，油量少了约2 m3未及时发现及分析，并未及时进行补油。

（3）运行值班人员在调速器PLC B机故障发出后，历时7 min时间，未吸取当年“4.3”烧瓦事故教训，没有迅速果断停机，临场处置能力差。

（4）调速系统调节器出现故障报警系因为桨叶主配压阀关闭腔侧限位螺母由于（人为）外力动作造成非正常偏移，致使桨叶接力器无法向关闭侧移动，造成桨叶在开机流程中无法按照整定规律完成随动，机组无法达到额定转速，转速在95%和94%间跳变，开机流程失败。

（5）运行值班人员违背操作规程，在未通过批准的情况下（电话/网络联系厂家经口头同意），擅自更改低位油箱油位开关节点位置，将2号机组低位油箱油位开关两次下调共80 mm。

4 烧瓦事件整改措施

4.1 机电安装整改措施

（1）梳理安装未完工项目，对影响机组安全稳定运行的设备制定了专项整改措施，包括直流电机的验收、水淹厂房系统的投运等。

（2）改善机电设备运行环境，增加了除湿机以及对墙面漏水进行了专项处理。

（3）对安装调试的低位油箱定值进行整理，不符合厂家及设计要求的油位接点进行了整改。

（4）全面清扫润滑油系统管路，保障轴瓦的安全稳定运行。

4.2 设计整改措施

（1）完善了开停机及事故停机流程，增加机组高位油箱油位下限、下下限、机组低位油箱过高、高顶延迟退出等保护信号。

（2）对高压油泵、低压油泵均采用配置双回路电源设计，油泵控制箱控制电源按交、直流各一回设计，控制箱内部接线由主机厂设计布置，确保动力、控制电源的安全可靠。

（3）督促设计院下发南欧江流域定值清单并与现场进行核对。

4.3 设备厂家整改措施

（1）重新设计了低位油箱控制系统，润滑油系统和高顶系统分开控制，增加双电源系统一路交流、一路直流，彻底解决软启故障问题，核定低位油箱油位定值，处理了低油位报警同时作用于停止低压油泵报警点的问题。

（2）调速器厂家集中处理了PLC A机B机故障切换的问题，对桨叶主配压阀关闭腔侧限位螺母易偏移的问题进行了处理。

4.4 运维整改措施

（1）针对两次烧瓦事故按照“四不放过原则”对相关管理负责人、值长等进行了严重警告、调离岗位的处罚，并在电站运维部开展了多次事故教育总结会议。

（2）要求运维公司配置满足安全运行要求的运维人员，针对运维人员数量不足且都过于年轻，加强运行人员培训，提高技能水平，水力机械和电气各系统的熟悉程度，临场综合分析判断能力，处置事故的能力。

（3）认真梳理管理制度及操作规程，严格执行“两票三制”制度，建立设备负责人制度，确保现场操作的规范性、可靠性。

5 结语

水电站半年内连续两次烧瓦事件，反映出从设计、厂家、安装、验收、运行整个生产链上存在的诸多问题。发电公司积极处理事故，按照电力生产“四不放过”原则不规避问题、不掩盖事故，对事故处罚到人、缺陷处理到位，并结合事故反映出的问题开展了全流域梯级电站的定值册、流程、缺陷的梳理和立项工作，保障了当年的年度发电目标顺利完成。