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锦屏二级水电站主轴密封水切换失败原因分析

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窦学刚 顾挺

(雅砻江流域水电开发有限公司)

  摘 要:锦屏二级水电站水轮机主轴密封水采用多路水源供水,为检验各路水源的供水可靠性進行水源切换试验,但在水路切换过程中发生主轴密封水中断故障。通过分析本次试验失败的原因提出目前机组主轴密封水供水系统存在的缺点,提出应对措施和改造建议。

  关键词:主轴密封水;水电站;技术供水

  1 机组主轴密封概况

  锦屏二级水电站电站总装机480万千瓦(8台x60万千瓦),多年平均年发电量242.3亿千瓦时,额定水头288米,最低水头279.2,最高水头318.8米。电站机组采用一洞双机引水型式(两台机组共用一条引水隧洞)组成一个水力单元。水轮机主轴工作密封型式为恒压式自动补偿型结构,采用水润滑和冷却。

  2 主轴密封水切换原因

  主轴密封水共三路水源,一路取自蜗壳进口前,经减压和过滤装置减压并过滤后供给主轴工作密封,一路取自机组推力冷却器供水总管水源作为第一备用水源,一路由相邻机组主轴密封水联络管供水作为第二备用水源。由于主轴工作密封主用水源从未出现过故障,因此两路备用水源从未投入运行过。此次切换主要检验两路备用水源是否能够满足运行要求。


  3 主轴密封水切换流程及故障现象

  (1)在#5机、#6机停机状态下值班员开启#5、#6机主轴密封水联络阀,关闭#6机主轴密封水蜗壳取水阀,利用#5机主轴密封备用水源向#6机供水。

  (2)值班员发现#6机主轴密封水压力上升为0.92MPa,流量降低为157L/min。现场发现#6机主轴密封水可能堵塞,与切换前相比,压力偏高,流量偏低。值班员人员立即开启#6机主轴密封水蜗壳取水阀,关闭#5、#6机主轴密封水联络阀。但是#6机主轴密封流量流量仍然偏低,始终无法增加至切换试验前的流量,流量变化如图2所示。


  4 处理过程

  (1)运行人员立即关闭取自#6机自己蜗壳的主用水源,防止杂质继续进入主轴密封水路系统和增加清理的难度。

  (2)拆除主轴密封供水管路,检查主轴密封供水管路节流片、主轴密封浮动环供水环管、各个主轴密封供水支管,使用人工清理和检修气吹扫将杂质清除。

  (3)将浮动密封环整体提起约20mm高度,用检修气吹扫主轴密封供水支管与浮动密封环接头位置以及检查浮动密封环内部管路是否堵塞,并且使用内窥镜检查浮动环与动环密封间隙检查是否有杂质。

  (4)局部打开主轴密封供水阀,在供水支管与浮动密封环脱开的情况下冲洗管路,检查除浮动密封环内部管路以外的其他管路清洁度情况,检查结果各支管出水量均匀正常。

  5 主轴密封水管堵塞原因分析

  (1)此类恒压式自动补偿型结构正常运行时要求必须接通有压清洁水,且水压应大于被密封水,才能够在密封面形成润滑膜、阻止被密封水进入密封面。因为用水量不大,所以此技术供水的配管直径不大容易发生堵塞现象。

  (2)特殊的运行方式造成两路备用水源容易沉积杂质。在未进行此次主轴密封水切换前一直使用主用水源进行供水,具有结构简单,可靠性高的特点。正因为其高可靠性,自投产发电以来,未出现过供水中断的故障,也未进行过相关的定期工作,造成试验前未充分重视其中的风险。

  (3)切换试验失败后,当使用#5、#6机联络供水源供水出现流量降低后,再恢复到原主用主轴密封水供水时流量无法增加到原来的流量。初步可以判断有异物进入主轴密封供水管路中造成管路堵塞,无法恢复原来的流量。

  (4)在切换备用水源之前,未进行有效的排污操作。考虑到第一路备用水源及#5、#6机联络供水水源都是经过相应过滤器过滤过的清洁水,所以在投入备用水源时没有进行有效的排污操作。

  (5)由于设计上的不足,现场#5、#6机联络供水水源未安装有排污阀门,即使在试验前考虑到排污操作也没有排污口排出管道内的杂物和易造成堵塞的物体。

  6 相关建议

  (1)建议在图1所示的联络管道上适当位置处增加2个排污阀,在切换至联络水管进行供水之前进行充分的排污操作能够有效的排出管道内的异物杂质。

  (2)运行方式上可以采用定期切换供水水源的方式,防止某一供水水源长期不用造成管道内杂质沉积,并且在机组期进行管道的清洁工作。

  (3)在未进行足够的风险分析和采取必要的风险控制手段措施之前不盲目进行试验,并且在试验时可以选择在机组检修期间进行,防止机组的非正常退备。

  参考文献:

  [1]张冰雪.大渡河安谷水电站1号水轮机主轴密封处理方式新探[J].四川水力发电,2015(06).

  [2]周庆大.多泥沙水电站水轮机主轴密封[J].中国水电设备学术讨论会,2009.

来源:《山东工业技术》2017年16期