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山东省临清市库存积压轴承回收公司

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抽水蓄能机组联合轴承瓦温油温高的处理

字体大小: - - zhuyuelei   发表于 10-02-20 09:54     阅读(403)   评论(0)     分类:
十三陵蓄能电厂(北京昌平102200)  

摘 要:十三陵蓄能电厂4台机组自投产以来均存在推力瓦瓦温高、油温高问题。推力瓦运行温度一般为80~85℃,在夏季,因冷却水和环境温度高,运行瓦温达90~94℃(报警93℃,跳闸95℃)。1998年曾因此被迫申请停机2次、运行中事故跳闸1次。经电厂将原装的管式热交换器改造为板式热交换器并增容,彻底解决了此问题。

关键词:联合轴承;热交换器;瓦温;油温

中图分类号:TK730.3+22

文献标识码:A

文章编号:1003-9171(2000)03-0037-02

1 机组概况及故障情况

1.1 机组概况

十三陵蓄能电厂安装有4台美国VOITH公司制造的204 MW混流可逆式抽水蓄能机组,机组参数见表1。



1.2 故障情况

自1995年12月23日1号机投产后,陆续投运的4台机组均不同程度地存在联合轴承推力瓦瓦温和油温偏高问题,推力瓦运行温度一般为80~85℃,夏季为90~92℃,最高曾达94℃,联合轴承油温达74.5℃,而主机合同要求推力轴承和下导轴承瓦温不高于70℃。推力瓦瓦温和油温偏高曾导致数次被迫停机。即使是冬季冷却水温较低时,热交换器水侧阀门全开,热交换器出口油温仍高于设计值(45℃),严重影响了十三陵蓄能电厂机组进行电网调峰、调频和紧急事故备用的可靠性。

制造厂家认为:此问题与中方提供的透平油空气释放值超过合同值3~4 min和测温探头位置不当有关。显然,这不是问题的关键。最终,制造厂不得不把推力瓦运行温度提高到85℃。

设备制造厂家于1998年6月在2号机组上改进了推力轴承的喷油嘴结构,并调整了油压,目的是增加油嘴喷油流速,以降低瓦温,但未取得成功。

2 原因分析

十三陵电厂蓄能机组采用半伞式结构,联合轴承坐落在发电机的下机架上,设有外循环油系统,以满足推力轴承、下导轴承润滑、冷却用油。

推力轴承共有8块推力瓦,成伞形均匀分布,每块推力瓦重约250 kg。其支撑结构为弹性垫支撑方式。

从结构上看,推力轴承的油循环系统设计基本合理,能满足油槽内各部件润滑、冷却的需求。对此,十三陵蓄能电厂于1998年8月成立了攻关小组,开始对4台机组联合轴承油循环系统的运行参数分别进行测试、计算及相关的改造工作。

(1)机组联合轴承油循环系统运行参数实测

实测数据见表2。





(2)热交换器原始设计参数

每台机组联合轴承油循环系统安装有2台美国REXROTH公司生产的管式热交换器,并联运行。热交换器设计条件见表3。

(3)联合轴承系统的实际热负荷估算热交换器实际热负荷计算公式为:

Q=GpCp(T1-T2)

式中Q--热负荷,kJ/s;

G--流量,m3/s;

p--密度,kg/m3

Cp--油的比热,kJ/(kg℃)。

根据VOITH公司提供的原设计参数条件,估算出实际油的热负荷计算公式为:

Q=G油×1 811.6×(T1-T2)

实际水的热负荷计算公式为:

Q=G水×4 180×(T2-T1)

根据4台机组实测数据推算出联合轴承系统的实际热负荷见表2。



理论上讲,考虑到热交换器表面散热的存在,热交换器水侧和油侧热负荷应近似相等。而从表4可以看出,两者相差很大,说明油、水流量及进出口温度的实测误差较大。但从油侧热负荷看基本接近原设计容量。

从上述实测数据与设计值比较可见:油侧热负荷基本相同,但油、水两者的传热温差实测值远大于设计值,这足以说明热交换器传热面积不足或传热效率低下,对机组安全、稳定、经济运行极为不利,必需对热交换器容量不足进行改造。

3 技术改造方案

为了得到实际需要的、足够的热交换器传热面积,在4台机组中选取3号机油侧实测热负荷值乘以1.5倍的系数作为估算热负荷,即约1 250 kW。

根据调研结果,目前国内的外资厂和合资厂生产的板式热交换器均能满足我厂对热交换器热负荷、工作压力、油、水侧进出口温度和布置现场及管路改动小的要求,是目前的最佳方案。

改造后系统布置在现有热交换器处,只是在热交换器内放置一过滤器,以防水中杂物堵塞。另外在油侧和水侧各加一个排空阀以利维护检修。  改造后的热交换器增大了传热面积50%,确保机组在30℃的冷却水条件下运行中冷油温度不高于38℃,热油温度在55℃左右,以使运行中推力轴承的瓦温恒定在一较合适的温度。此外,加装了热交换器的冷却旁路阀,以便在冷却水温低时调整油温。

4 结语

目前,十三陵蓄能电厂已完成4台机组的联合轴承热交换器的改造,将原装的设计容量为875kW的管式热交换器全部更换为容量1 250 kW、国内水电厂很少使用的板式热交换器。经半年多的运行证明,改造取得了圆满成功,热交换器出口油温基本保持在26~30℃,推力瓦温度为71~75℃,达到机组投产以来的最低温度。

总之,十三陵蓄能电厂机组的联合轴承热交换器改造,彻底消除了随机组原装热交换器容量不足造成推力瓦瓦温、油温高,机组不能安全渡过夏季的重大设备事故隐患,对提高十三陵蓄能电厂机组运行的安全性、可靠性和整个电厂经济效益具有显著的效果。

( 中国水利水电设备(产品)网 作者:池建军 )

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