《水轮机及辅助设备项目九水轮机运行故障ppt课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水轮机及辅助设备项目九水轮机运行故障ppt课件.pptx（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、项目九 分析处理水轮机运行故障 1 项目九 分析处理水轮机运行故障 2 1 分析处理水轮机机械故障教学情境的创建 任务9 1 分析处理水轮机机械故障 表9 1分析处理水轮机机械故障教学情境的创建 3 1 分析处理水轮机出力不足故障教学情景的创建 任务9 2 分析处理水轮机出力不足故障 表9 2水轮机出力不足教学情境的创建 4 9 1 1混流式水轮机常见故障原因及处理措施 9 1水轮机故障诊断相关知识 5 9 2 1蓬辣滩水电站水轮机桨叶不能打开故障分析处理 9 2机械现象故障分析处理 2 蓬辣滩水电站水轮机桨叶不能打开故障现象 1 基本情况蓬辣滩水电站位于广东省大埔县境内 电站安装4台灯泡贯流
2、转桨式水轮发电机组 装机容量4 11MW 水轮机型号为GZ K239323 WP 440A 调速器为BWST 100步进式可编程双微机调速器 与之配套的油压装置型号为HTZ 6 0 4B 调速系统额定工作油压3 92MPa 1号机组于2002年5月投产 6 2 蓬辣滩水电站水轮机桨叶不能打开故障现象 2 故障现象2002年10月20日 投产不久的1号机组在正常运行中 出现了水轮机桨叶可关闭但不能打开的故障 具体情况如下 故障发生前 1号机组在系统中并列运行 水轮机导叶开度和转轮桨叶开度分别为75 80 当班人员奉调度令 对1号机组执行负荷调整操作时 无论是自动还是手动操作调速器开启桨叶 桨叶不
3、但不能开启 反而关闭 在桨叶全关闭后 桨叶转角 0 再也不能打开 在执行桨叶关闭操作时 桨叶的关闭动作正常 且随动性很好 单独操作导水叶的启闭时 却未发现任何异常情况 且导叶随动于调速器的情况良好 7 2 蓬辣滩水电站水轮机桨叶不能打开故障现象 2 故障排查首先对调速器进行解体检查 主要针对桨叶主配压阀及其步进式电液转换器 未发现异常情况 故障现象依然存在 因此可排除调速器故障的可能 在对桨叶 0 单独进行开启试验时 桨叶虽然不能打开 但主配压阀有明显的油流声音 且受油器开 关两侧油压指示仪表示值正常 随后在转轮室用5t手拉葫芦把桨叶朝开启方向拉拽至15 的开度后再进行桨叶开启试验 此时桨叶开
4、启操作又恢复正常 8 2 蓬辣滩水电站水轮机桨叶不能打开故障现象 2 故障排查 当时由于这一故障已消失 没有进行全面分析便继续开机运行 至2003年1月初 这一故障又重复发生了多台次 其中1号机组发生了3次 2号机组发生了1次 此时3号 4号机组尚未投运 说明上述处理方法没有根本解决问题 在每次故障发生后按上述方法处理 所需工时较长 弃水损失大 给电站造成重大经济损失 特别是该故障越来越频繁 严重影响到水电站的正常生产 必须尽快查明真正原因并消除缺陷 9 故障分析 1 相关设备的结构及其工作原理蓬辣滩水电站水轮机为灯泡贯流转桨式 转轮直径4 4m 主要由转轮体 转轮接力器 操作架 滑键 斜连杆
5、机构 桨叶 4个 及其枢轴密封 泄水锥等组成 转轮接力器活塞直径920mm 在接力器活塞杆内部有油分配管 在高压油的交替作用下 活塞可作前后相对移动 最大行程 从全关到全开 208 3mm 活塞的移动 使操作架 斜连杆作平面运动 从而带动桨叶转动 桨叶转角 0 35 桨叶正常工作油压3 92MPa 设计动作油压0 5MPa 10 故障分析 2 故障分析根据计算 在工作油压P 3 92MPa时 作用于接力器活塞某一腔的压力为2322 6kN 如此巨大的作用力都未能打开桨叶 而仅用一个5t葫芦却能把桨叶打开 仅凭这一点 就可排除转轮操作机构摩擦力过大 接力器活塞拉缸 桨叶卡死等可能 在排除这些因素
6、之后 故障的焦点是 在操作调速器打开桨叶时 压力油虽然经主配压阀进入了受油器 但有没有进入接力器活塞开启腔 11 故障分析 当压力油从配油管经浮动瓦 受油轴 转换套后 进入过渡操作油管中间腔 再从操作油管中间腔进入转轮活塞的开启腔 此间有许多法兰密封面 如果说在这些密封面中 因密封圈损坏造成开 关腔窜油 那么必有两种结果 其一是如果窜油严重的话 无论进行开 关操作都会失效 其二是故障必然永久存在 不因桨叶的转角变化而出现和消失 12 故障分析 在受油器转换套的一端装有一个轴套 该轴套的材料为ZcuSn5Pb5Zn5 其作用是限制过渡操作油管的回转中心 并阻断操作油管开 关腔的通道 假设轴套与过
7、渡操作油管的配合间隙过大 必然使窜油增大 其结果仍如前所述 但是 若该轴套在开机前已脱离转换套 此时进行开机操作 来自主配压阀的压力油本应全部进入操作油管中腔 却因轴套脱落 使操作油管中 外两腔短路 压力油经短路进入操作油管外腔再返回调速器回油腔 在此情况下 桨叶肯定不能打开 其故障原因就此便可认定 13 故障分析 查阅厂家有关设计图纸 发现该轴套与转换套的设计公差与配合为145H7 k6 过渡配合 其配合间隙为0 028 0 037mm 采用冷套工艺安装 无定位螺钉 轴套内径135mm 外径145mm 长72mm 经计算 在额定油压下进行开机操作时 轴套所受正轴向压力 假设主轴的顺水流方向为
8、正向 逆水流方向为反向 为Fk 8 01kN 在这一轴向力作用下 轴套有可能脱离转换套并落在过渡操作油管上面 造成桨叶接力器开 关腔短路 这时如果进行桨叶开启操作 压力油除进入接力器开启腔外 还通过短路点进入桨叶关闭腔 接力器开关两腔等压 桨叶必定无法开启 14 2 故障处理 根据分析情况 拆出1号机组受油器 对其转换套进行检查 发现该轴套果然已脱离了转换套 于是重新安装转换套 并在轴套与转换套的配合面上增加4个M8轴向骑缝定位螺钉 同时 对2号机组及安装中的3号 4号机组也采用同样的方法进行了处理 从根本上消除了转轮桨叶不能打开的故障 取得了良好的经济效益 15 9 2 2水府庙水电站4号机
9、7号导叶损坏故障分析处理 1 水府庙水电站4号机7号导叶损坏 16 9 2 2水府庙水电站4号机7号导叶损坏故障分析处理 2 事故原因分析 17 9 2 2水府庙水电站4号机7号导叶损坏故障分析处理 2 事故原因分析 18 9 2 2水府庙水电站4号机7号导叶损坏故障分析处理 3 事故处理过程 19 9 2 3金沙峡水电站2 水轮发电机组振动故障分析处理 1 基本情况金沙峡水电站工程地处青海省大通河甘青交界段 为低坝径流引水式水电站 海拔高度2200m 该水电站设计水头72 5m 设计引用流量116m3 s 电站总装机容量为3 20MW 10MW 机型为立轴混流式 2 发电机 大机 型号为SF
10、20 20 4250 额定转速为300rpm 转子总重量为78T 直径为 3618mm 磁轭 制动环及风扇支架均为组焊结构 20 9 2 3金沙峡水电站2 水轮发电机组振动故障分析处理 在机组并网运行了二十多天后 现场安装人员在巡检时发现机组振动值比试运行时明显增大 通过测量 发电机上机架的振幅达1 04mm 并随着转速的升高而增大 遂决定停机检查 发现发电机上盖板与上机架之间的联接螺栓均有松动和剪断的情况发生 分别对发电机上 下导轴承进行解体检查 下导轴承未发现异常情况 但上导轴承的导瓦支架与上机架之间的定位销及紧固螺栓部分松动 并且有两支螺栓剪断 21 9 2 3金沙峡水电站2 水轮发电机
11、组振动故障分析处理 1 故障分析 22 9 2 3金沙峡水电站2 水轮发电机组振动故障分析处理 1 故障分析二 23 9 2 3金沙峡水电站2 水轮发电机组振动故障分析处理 首先将机组转速升至100 额定转速 将仪器的振动和转速传感器架设在规定的部位 上机架的上 下边各架一支振动传感器 发电机轴头部位架设一个光电转速测头 开启仪器电源测量并自动记录 然后停机 在转子上加配一定质量的基准配重块 本次选配35kg配重块 并以此配重块为起始点 逆时针方向对风扇叶片编号 本机组叶片为40片 两风扇叶夹角为9 然后重新启动机组 将转速升至100 额定转速 300rpm 2 故障处理 24 9 2 3金沙
12、峡水电站2 水轮发电机组振动故障分析处理 根据仪器显示结果 考虑到所测得的质量不平衡较大 对仪器输入取掉基准配重命令后 仪器的计算结果为120 方向配重65kg 根据计算结果配重 机组振动未消除 如此改变基准配重位置反复多次 根据仪器计算结果配重 均未能消除机组振动 此时专家组大部分成员开始考虑振动的原因可能没有找准 要求进行流道检查及轴线检查 2 故障处理 25 9 2 3金沙峡水电站2 水轮发电机组振动故障分析处理 进行流道检查工作量非常大 首先要进行尾水封水及蜗壳排水 考虑到尾水出口可能有杂物 闸门密封不严 排水难度大 流道检查有困难 进行轴线检查同样要进行流道排水 上 下 水导轴承排油
13、及解体 工作量非常大 耗工耗时 影响发电 在各方意见分歧较大的情况下 其中一位技术人员一直坚持认为机组振动与流道存在杂物与否及轴线摆度偏差无关 有以上的原因分析为证 同时磁轭 制动环及风扇支架均为组焊件 存在质量不平衡的可能性大 并且机组在升速过程中 随着转速升高振动在加剧 直接证明转动部分质量不平衡是引起机组振动的原因 2 故障处理 26 9 2 3金沙峡水电站2 水轮发电机组振动故障分析处理 根据该电站4 小机的动平衡试验情况 仪器在问是否取掉基础配重时 由于当时基准配重较小为17kg 输入了否命令 结果一次配重成功 可能2 机组质量偏差较大 会直接影响仪器测试的准确性 基于这种认识 测试
14、小组用上述方法再做最后一次测试 结果一次性配重成功 机组振动值满足标准要求 运行正常 2 故障处理 27 9 3水轮机出力不足典型故障分析 1 福建永安上坂水电站出力不足故障情况1 上坂水电站基本情况上坂水电站位于福建永安县小陶镇上坂村上游1 5km处 距离永安城关51km 是沙溪支流文川溪梯级电站中装机容量最大 具有调节库容的龙头电站 9 3 1上坂水电站水轮机出力不足原因分析及解决办法 28 9 3 1上坂水电站水轮机出力不足原因分析及解决办法 电站装机容量2 5000kW 电站大坝为砌石双曲拱坝 坝高51米 坝顶弧长142米 水库正常蓄水位305 0米 死水位280 0米 设计洪水位30
15、5 43米 校核洪水位305 85米 堰顶高程300 8米 调洪库容229万立方米 电站引水系统布设在右岸 为遂洞有压引水 主洞总长为240 33米 直径3 7米 支洞长44 52米 直径2米 29 9 3 1上坂水电站水轮机出力不足原因分析及解决办法 引水遂洞出口装设两台蝴蝶阀 电站采用立式水轮发电机组 水轮机型号HL 250 LJ 140 设计水头39 1米 最小水头25米 设计流量14 78m3 s 发电机型号SF5000 16 3250 额定电压6300V 额定电流573A 额定转速375rpm 励磁方式可控硅微机励磁 电站出口电压110kV 1994年7月25日1号机组投产发电 同年
16、9月25日二号机组投产发电 30 9 3 1上坂水电站水轮机出力不足原因分析及解决办法 针对上坂水电站水轮机出力不足现象 可以初步判断引起上述现象的原因有二个方面 一是水轮机转轮的过流表面刚度 强度不足 造成转轮抗空蚀和抗磨能力不足 使得水轮机在运行时转轮叶片的表面出现空蚀磨损现象 造成水轮机转轮效率下降 二是引水道之中存在堵塞物 如树木 淤泥等 减小了流道的过水断面 使得流量不足 上述两种原因是造成水轮机出力不足的主要因素 2 原因分析 31 9 3 1上坂水电站水轮机出力不足原因分析及解决办法 1 针对引水道之中存在堵塞物的问题由于上坂水库电站位于河道的中间 河道两边树木繁茂 不可避免的有许多树枝和树叶落到水库之中 而这些树枝和树叶会顺着水流流道进入引水道入口处 在入口处拦污栅前形成堵塞现象 这样在入口处拦污栅前形成水头落差 无形之间降低了水轮机的工作水头 同时也有一些石头 淤泥之类的会在水流流道中淤积 也会造成流道过水面积的减少 所以需要对拦污栅前以及水流流道中的淤泥物进行清理 以保证水流流动顺畅 3 存在问题的解决办法 32 9 3 1上坂水电站水轮机出力不足原因分析及解决办法
