錦屏二級水電站主軸密封水切換失敗原因分析

竇學(xué)剛++顧挺

摘 要：錦屏二級水電站水輪機主軸密封水采用多路水源供水，為檢驗各路水源的供水可靠性進行水源切換試驗，但在水路切換過程中發(fā)生主軸密封水中斷故障。通過分析本次試驗失敗的原因提出目前機組主軸密封水供水系統(tǒng)存在的缺點，提出應(yīng)對措施和改造建議。

關(guān)鍵詞：主軸密封水；水電站；技術(shù)供水

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.172

1 機組主軸密封概況

錦屏二級水電站電站總裝機480萬千瓦（8臺x60萬千瓦），多年平均年發(fā)電量242.3億千瓦時，額定水頭288米，最低水頭279.2，最高水頭318.8米。電站機組采用一洞雙機引水型式（兩臺機組共用一條引水隧洞）組成一個水力單元。水輪機主軸工作密封型式為恒壓式自動補償型結(jié)構(gòu)，采用水潤滑和冷卻。

2 主軸密封水切換原因

主軸密封水共三路水源，一路取自蝸殼進口前，經(jīng)減壓和過濾裝置減壓并過濾后供給主軸工作密封，一路取自機組推力冷卻器供水總管水源作為第一備用水源，一路由相鄰機組主軸密封水聯(lián)絡(luò)管供水作為第二備用水源。由于主軸工作密封主用水源從未出現(xiàn)過故障，因此兩路備用水源從未投入運行過。此次切換主要檢驗兩路備用水源是否能夠滿足運行要求。

3 主軸密封水切換流程及故障現(xiàn)象

（1）在#5機、#6機停機狀態(tài)下值班員開啟#5、#6機主軸密封水聯(lián)絡(luò)閥，關(guān)閉#6機主軸密封水蝸殼取水閥，利用#5機主軸密封備用水源向#6機供水。

（2）值班員發(fā)現(xiàn)#6機主軸密封水壓力上升為0.92MPa，流量降低為157L/min?，F(xiàn)場發(fā)現(xiàn)#6機主軸密封水可能堵塞，與切換前相比，壓力偏高，流量偏低。值班員人員立即開啟#6機主軸密封水蝸殼取水閥，關(guān)閉#5、#6機主軸密封水聯(lián)絡(luò)閥。但是#6機主軸密封流量流量仍然偏低，始終無法增加至切換試驗前的流量，流量變化如圖2所示。

4 處理過程

（1）運行人員立即關(guān)閉取自#6機自己蝸殼的主用水源，防止雜質(zhì)繼續(xù)進入主軸密封水路系統(tǒng)和增加清理的難度。

（2）拆除主軸密封供水管路，檢查主軸密封供水管路節(jié)流片、主軸密封浮動環(huán)供水環(huán)管、各個主軸密封供水支管，使用人工清理和檢修氣吹掃將雜質(zhì)清除。

（3）將浮動密封環(huán)整體提起約20mm高度，用檢修氣吹掃主軸密封供水支管與浮動密封環(huán)接頭位置以及檢查浮動密封環(huán)內(nèi)部管路是否堵塞，并且使用內(nèi)窺鏡檢查浮動環(huán)與動環(huán)密封間隙檢查是否有雜質(zhì)。

（4）局部打開主軸密封供水閥，在供水支管與浮動密封環(huán)脫開的情況下沖洗管路，檢查除浮動密封環(huán)內(nèi)部管路以外的其他管路清潔度情況，檢查結(jié)果各支管出水量均勻正常。

5 主軸密封水管堵塞原因分析

（1）此類恒壓式自動補償型結(jié)構(gòu)正常運行時要求必須接通有壓清潔水，且水壓應(yīng)大于被密封水，才能夠在密封面形成潤滑膜、阻止被密封水進入密封面。因為用水量不大，所以此技術(shù)供水的配管直徑不大容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。

（2）特殊的運行方式造成兩路備用水源容易沉積雜質(zhì)。在未進行此次主軸密封水切換前一直使用主用水源進行供水，具有結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高的特點。正因為其高可靠性，自投產(chǎn)發(fā)電以來，未出現(xiàn)過供水中斷的故障，也未進行過相關(guān)的定期工作，造成試驗前未充分重視其中的風(fēng)險。

（3）切換試驗失敗后，當使用#5、#6機聯(lián)絡(luò)供水源供水出現(xiàn)流量降低后，再恢復(fù)到原主用主軸密封水供水時流量無法增加到原來的流量。初步可以判斷有異物進入主軸密封供水管路中造成管路堵塞，無法恢復(fù)原來的流量。

（4）在切換備用水源之前，未進行有效的排污操作?？紤]到第一路備用水源及#5、#6機聯(lián)絡(luò)供水水源都是經(jīng)過相應(yīng)過濾器過濾過的清潔水，所以在投入備用水源時沒有進行有效的排污操作。

（5）由于設(shè)計上的不足，現(xiàn)場#5、#6機聯(lián)絡(luò)供水水源未安裝有排污閥門，即使在試驗前考慮到排污操作也沒有排污口排出管道內(nèi)的雜物和易造成堵塞的物體。

6 相關(guān)建議

（1）建議在圖1所示的聯(lián)絡(luò)管道上適當位置處增加2個排污閥，在切換至聯(lián)絡(luò)水管進行供水之前進行充分的排污操作能夠有效的排出管道內(nèi)的異物雜質(zhì)。

（2）運行方式上可以采用定期切換供水水源的方式，防止某一供水水源長期不用造成管道內(nèi)雜質(zhì)沉積，并且在機組期進行管道的清潔工作。

（3）在未進行足夠的風(fēng)險分析和采取必要的風(fēng)險控制手段措施之前不盲目進行試驗，并且在試驗時可以選擇在機組檢修期間進行，防止機組的非正常退備。

參考文獻：

[1]張冰雪.大渡河安谷水電站1號水輪機主軸密封處理方式新探[J].四川水力發(fā)電，2015（06）.

[2]周慶大.多泥沙水電站水輪機主軸密封[J].中國水電設(shè)備學(xué)術(shù)討論會，2009.

作者簡介：竇學(xué)剛（1984-），男，本科，工程師，從事錦屏水電站運行工作。endprint