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Solution on Overtemperature ofHigh－temperature Oil of Shoes or Shafts at Combining Bearings ofPumped Storage GeneratorSets 十三陵蓄能電廠（北京昌平102200）　　 摘　要：十三陵蓄能電廠4臺機組自投產(chǎn)以來均存在推力瓦瓦溫高、油溫高問題。推力瓦運行溫度一般為80～85℃，在夏季，因冷卻水和環(huán)境溫度高，運行瓦溫達90～94℃（報警93℃，跳閘95℃）。1998年曾因此被迫申請停機2次、運行中事故跳閘1次。經(jīng)電廠將原裝的管式熱交換器改造為板式熱交換器并增容，徹底解決了此問題。 關(guān)鍵詞：聯(lián)合軸承；熱交換器；瓦溫；油溫 中圖分類號：TK730．3＋22 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003－9171（2000）03－0037－02 1　機組概況及故障情況 1．1　機組概況 十三陵蓄能電廠安裝有4臺美國VOITH公司制造的204 MW混流可逆式抽水蓄能機組，機組參數(shù)見表1。 1.2 故障情況 自1995年12月23日1號機投產(chǎn)后，陸續(xù)投運的4臺機組均不同程度地存在聯(lián)合軸承推力瓦瓦溫和油溫偏高問題，推力瓦運行溫度一般為80～85℃，夏季為90～92℃，Z高曾達94℃，聯(lián)合軸承油溫達74．5℃，而主機合同要求推力軸承和下導(dǎo)軸承瓦溫不高于70℃。推力瓦瓦溫和油溫偏高曾導(dǎo)致數(shù)次被迫停機。即使是冬季冷卻水溫較低時，熱交換器水側(cè)閥門全開，熱交換器出口油溫仍高于設(shè)計值（45℃），嚴(yán)重影響了十三陵蓄能電廠機組進行電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻和緊急事故備用的可靠性。 制造廠家認(rèn)為：此問題與中方提供的透平油空氣釋放值超過合同值3～4 min和測溫探頭位置不當(dāng)有關(guān)。顯然，這不是問題的關(guān)鍵。Z終，制造廠不得不把推力瓦運行溫度提高到85℃。 設(shè)備制造廠家于1998年6月在2號機組上改進了推力軸承的噴油嘴結(jié)構(gòu)，并調(diào)整了油壓，目的是增加油嘴噴油流速，以降低瓦溫，但未取得成功。 2　原因分析 十三陵電廠蓄能機組采用半傘式結(jié)構(gòu)，聯(lián)合軸承坐落在發(fā)電機的下機架上，設(shè)有外循環(huán)油系統(tǒng)，以滿足推力軸承、下導(dǎo)軸承潤滑、冷卻用油。 推力軸承共有8塊推力瓦，成傘形均勻分布，每塊推力瓦重約250 kg。其支撐結(jié)構(gòu)為彈性墊支撐方式。 從結(jié)構(gòu)上看,推力軸承的油循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計基本合理,能滿足油槽內(nèi)各部件潤滑、冷卻的需求。對此，十三陵蓄能電廠于1998年8月成立了攻關(guān)小組，開始對4臺機組聯(lián)合軸承油循環(huán)系統(tǒng)的運行參數(shù)分別進行測試、計算及相關(guān)的改造工作。 （1）機組聯(lián)合軸承油循環(huán)系統(tǒng)運行參數(shù)實測 實測數(shù)據(jù)見表2。 （2）熱交換器原始設(shè)計參數(shù) 每臺機組聯(lián)合軸承油循環(huán)系統(tǒng)安裝有2臺美國REXROTH公司生產(chǎn)的管式熱交換器，并聯(lián)運行。熱交換器設(shè)計條件見表3。 （3）聯(lián)合軸承系統(tǒng)的實際熱負(fù)荷估算熱交換器實際熱負(fù)荷計算公式為： Q＝GpCp（T1－T2） 式中Q--熱負(fù)荷，kJ／s； G--流量，m3／s； p--密度，kg／m3 Cp--油的比熱，kJ／（kg℃）。 根據(jù)VOITH公司提供的原設(shè)計參數(shù)條件，估算出實際油的熱負(fù)荷計算公式為： Q＝G油×1 811．6×（T1－T2） 實際水的熱負(fù)荷計算公式為： Q＝G水×4 180×（T2－T1） 根據(jù)4臺機組實測數(shù)據(jù)推算出聯(lián)合軸承系統(tǒng)的實際熱負(fù)荷見表2。 理論上講，考慮到熱交換器表面散熱的存在，熱交換器水側(cè)和油側(cè)熱負(fù)荷應(yīng)近似相等。而從表4可以看出，兩者相差很大，說明油、水流量及進出口溫度的實測誤差較大。但從油側(cè)熱負(fù)荷看基本接近原設(shè)計容量。 從上述實測數(shù)據(jù)與設(shè)計值比較可見：油側(cè)熱負(fù)荷基本相同，但油、水兩者的傳熱溫差實測值遠大于設(shè)計值，這足以說明熱交換器傳熱面積不足或傳熱效率低下，對機組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行極為不利，必需對熱交換器容量不足進行改造。 3　技術(shù)改造方案 為了得到實際需要的、足夠的熱交換器傳熱面積，在4臺機組中選取3號機油側(cè)實測熱負(fù)荷值乘以1．5倍的系數(shù)作為估算熱負(fù)荷，即約1 250 kW。 根據(jù)調(diào)研結(jié)果，目前國內(nèi)的外資廠和合資廠生產(chǎn)的板式熱交換器均能滿足我廠對熱交換器熱負(fù)荷、工作壓力、油、水側(cè)進出口溫度和布置現(xiàn)場及管路改動小的要求，是目前的Z佳方案。 改造后系統(tǒng)布置在現(xiàn)有熱交換器處，只是在熱交換器內(nèi)放置一過濾器，以防水中雜物堵塞。另外在油側(cè)和水側(cè)各加一個排空閥以利維護檢修。　　改造后的熱交換器增大了傳熱面積50％，確保機組在30℃的冷卻水條件下運行中冷油溫度不高于38℃，熱油溫度在55℃左右，以使運行中推力軸承的瓦溫恒定在一較合適的溫度。此外，加裝了熱交換器的冷卻旁路閥，以便在冷卻水溫低時調(diào)整油溫。 4　結(jié)語 目前，十三陵蓄能電廠已完成4臺機組的聯(lián)合軸承熱交換器的改造，將原裝的設(shè)計容量為875kW的管式熱交換器全部更換為容量1 250 kW、國內(nèi)水電廠很少使用的板式熱交換器。經(jīng)半年多的運行證明，改造取得了圓滿成功，熱交換器出口油溫基本保持在26～30℃，推力瓦溫度為71～75℃，達到機組投產(chǎn)以來的Z低溫度。 總之，十三陵蓄能電廠機組的聯(lián)合軸承熱交換器改造，徹底消除了隨機組原裝熱交換器容量不足造成推力瓦瓦溫、油溫高，機組不能安全渡過夏季的重大設(shè)備事故隱患，對提高十三陵蓄能電廠機組運行的安全性、可靠性和整個電廠經(jīng)濟效益具有顯著的效果。