卧式水轮机组运行中温度异常情况分析与处理

卧式水轮机组运行中温度异常情况分析与处理

杨晓芬1郑东2罗静3

江苏省洋河滩闸管理所  江苏 宿迁 223800

摘要：卧式水轮机组是水力发电系统中重要的组成部分，其稳定运行对于整个电力系统的安全至关重要，直接关系到整个水电站的安全运行和经济效益。然而，在机组运行过程中，机组温度异常是常见的问题之一。本文旨在对卧式水轮机组运行中的温度异常情况进行分析，并提出相应的处理策略和方法，以供业内人士参考和借鉴。

关键词：卧式水轮机组；温度异常；处理

引言：卧式水轮发电机作为水力发电站的核心设备，其稳定运行对于整个电力系统的可靠性和经济效益至关重要。温度异常是运行中常见的问题之一，不仅影响机组的正常运行，还可能导致设备损坏和安全事故。因此，对卧式水轮机运行中的温度异常情况进行准确分析并采取有效的处理措施，是确保机组安全、稳定运行的关键。

一、温度异常的表现及危害

1.表现：温度异常通常表现为轴承温度过高、润滑油温升过快、冷却水温差增大等。

2.危害：温度异常不仅加速设备磨损，降低使用寿命，还可能导致设备损坏，甚至引发火灾等安全事故。

二、温度异常的原因分析

1.冷却系统失效：冷却系统是水轮机组中用于降低机组温度的关键部分。如果冷却系统出现故障，如冷却水流量不足、冷却水管路堵塞等，都会导致机组温度升高。

3.润滑系统问题：润滑系统对于保证水轮机组各部件的正常运转至关重要。如果润滑系统出现故障，如润滑油不足、润滑油污染等，会导致机组部件摩擦增大，进而产生过多的热量。

4.负载过大：当水轮机组承受的负载超过其设计能力时，机组各部件的运转会变得更加频繁和剧烈，从而产生更多的热量。

5.环境因素：环境温度过高或通风不良等因素也可能导致水轮机组温度升高。

6.设备制造或安装缺陷：如轴承装配不当、部件加工精度不足等。

7.轴承温度过高：轴承设计或安装不当，导致摩擦力增大，产生过多热量。润滑油脂选型不当，润滑效果不佳，增加轴承摩擦。轴承冷却系统失效，如冷却水流量不足、水管堵塞等。轴承负荷过大或不平衡，导致轴承工作异常。

三、温度异常的诊断方法

1.温度监测：利用温度传感器实时监测各关键部位的温度。

2.振动分析：通过振动信号判断轴承等旋转部件的运行状态。

3.声音诊断：通过听音棒或声级计等工具，检测设备运行时的声响。

4.外观检查：定期对设备进行目视检查，查找异常磨损或泄漏迹象。

四、温度异常的处理措施

1.冷却系统检查与修复：

检查冷却水流量和压力是否正常，确保冷却水能够充分流经机组各部位。

检查冷却水管路是否堵塞或泄漏，如有堵塞应进行清理，如有泄漏应进行修复。

检查冷却水泵、散热器等部件的工作状态是否正常，如有异常应及时更换或维修。

2.润滑系统检查与更换：

检查润滑油的质量和数量是否满足要求，如不足应及时补充，如污染应更换新油。

检查润滑系统的管路和接头是否完好，如有泄漏应及时修复。

定期对润滑系统进行清洗和更换，确保润滑油的清洁度和润滑效果。

3.负载调整与优化：

根据机组的设计能力和实际运行情况，合理调整负载，避免机组长时间超负荷运行。

优化机组的运行策略，提高机组的运行效率，减少不必要的能量损耗和热量产生。

4.改善运行环境：

提高机房的通风条件，确保机组有足够的散热空间。

定期对机房进行清洁和维护，保持机房环境的整洁和卫生。

5.修复或更换问题部件：对于装配不当或加工精度不足的部件，应进行修复或更换。

6.轴承温度过高的处理措施：检查轴承设计和安装是否符合要求，必要时进行调整或更换。选择合适的润滑油脂，确保润滑效果良好。检查轴承冷却系统，确保冷却水流量充足、水管畅通。调整轴承负荷，确保其在正常范围内工作。

五、温度异常的预防和处理措施

1.加强日常巡检：定期检查冷却系统、润滑系统和设备的运行状态。

2.定期维护和检修：按照维护手册对设备进行定期维护和检修。

3.优化运行参数：根据设备的实际运行情况，合理设置运行参数。

4.提高操作人员素质：加强操作人员的培训，提高其对温度异常的识别和处理能力。

针对卧式水轮机组温度异常问题，应采取以下处理策略：

及时检测与监控：建立完善的温度监测系统，对机组各部位的温度进行实时监测和记录。一旦发现温度异常，应立即进行故障排查和处理。

排查故障原因：根据温度异常的具体表现，结合机组运行情况和历史数据，对可能的故障原因进行逐一排查。

针对性处理：根据排查结果，采取针对性的处理措施，如修复冷却系统、更换润滑油、调整负载等。

六、案例分析

以某水电站卧式水轮机温度异常为例，通过对比分析处理前后的温度数据，总结处理措施的有效性和经验教训。

例：

某水电站自安装以来，其中1#、2#、3#在轮发电机组经过长时间运行，存在许多的问题：机组导瓦温度偏高，曾引起保护动机组跳闸；机组同轴度偏差较大，导致机组的运行工况恶化；运行时机组摆度、震动、噪音等主要运行参数偏高，这些因素严重影响机组的安全运行。

解决方案：测量并调整轴瓦间隙、水泵叶片与叶轮室径向间隙，空气间隙；对轴瓦进行刮瓦挑花水泵轴除锈上漆；对定、转子进行清洗喷漆烘干；水泵叶轮叶片叶片、叶轮室汽蚀检查维修；检查处理水泵轴轴颈、水泵橡皮轴承磨损；架设求心架调机组同心并验收调整水平，磁场中心校核；调整电机摆度；调整水泵摆度；调整机组整体摆度等。

在按照实施方案进行常规处理后，1#、2#机组经试运行工况良好，但3#机组试运行后仍然存在轴瓦温度偏高的情况。在滑动轴承中，引起巴氏合金轴瓦瓦温过高的因素有很多，主要有六方面因素：1）工作荷载不得超过轴承设计荷载；2）滑动轴承瓦面各区要求受力均匀；3）润滑油粘度、油质等符合运行要求；4）瓦面和镜板、轴径之间保证形成厚度均匀的油膜；5）油冷却器工作正常，能够及时带走轴瓦运行过程中产生的热量；6）其他一些设备设计、制造和安装方面的缺陷也会影响轴瓦的正常运行。在现场维修中专家和技术人员逐一查找原因和解决方案，基本排除了前五个因素，但是无法判断设备设计、制造方面缺陷。同年8月，3台机组同时进行试运行，1#、2#机组运行正常，在观察3#机组轴承箱内部时发现甩油相对于1号2号机组偏小，轴承箱的上下部温度差较大，后停机打开轴承箱，通过仔细检查发现3号机组的甩油槽偏浅，初步判定这可能是导致甩油量的不足引起轴承箱内部热循环不畅通，从而导致轴瓦温度的过高的原因。通过与厂家技术人员共同研究，决定在现有设备的基础上对甩油槽进行加深和扩宽处理，处理后再开机试运行，机组的运行温度比较以前下降了十几摄氏度，经试运行工况良好，彻底解决了3号机组运行过程中长期瓦温偏高的顽疾。

七、总结与展望

通过上文的详细分析和阐述，我们可以知道，卧式水轮机组温度异常是一个需要重视的问题。通过及时检测与监控、排查故障原因、采取针对性处理措施以及改善运行环境等综合措施，可以有效地降低温度异常的发生率，提高水轮机组的运行效率和可靠性。同时，也需要加强机组的日常维护和保养工作，确保机组长期处于良好的运行状态。且总结卧式水轮机温度异常的原因、诊断方法和处理措施，强调预防和日常维护的重要性。展望未来，随着监测技术的发展，可以更精确地预测和处理温度异常问题。

参考文献：

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