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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。 關鍵詞：聯合軸承；熱交換器；瓦溫；油溫 中圖分類號：TK730．3＋22 文獻標識碼：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，機組參數見表1。 1.2 故障情況 自1995年12月23日1號機投產后，陸續投運的4臺機組均不同程度地存在聯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℃，聯合軸承油溫達74．5℃，而主機合同要求推力軸承和下導軸承瓦溫不高于70℃。推力瓦瓦溫和油溫偏高曾導致數次被迫停機。即使是冬季冷卻水溫較低時，熱交換器水側閥門全開，熱交換器出口油溫仍高于設計值（45℃），嚴重影響了十三陵蓄能電廠機組進行電網調峰、調頻和緊急事故備用的可靠性。 制造廠家認為：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有關。顯然，這不是問題的關鍵。Z終，制造廠不得不把推力瓦運行溫度提高到85℃。 設備制造廠家于1998年6月在2號機組上改進了推力軸承的噴油嘴結構，并調整了油壓，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構，聯合軸承坐落在發電機的下機架上，設有外循環油系統，以滿足推力軸承、下導軸承潤滑、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。其支撐結構為彈性墊支撐方式。 從結構上看,推力軸承的油循環系統設計基本合理,能滿足油槽內各部件潤滑、冷卻的需求。對此，十三陵蓄能電廠于1998年8月成立了攻關小組，開始對4臺機組聯合軸承油循環系統的運行參數分別進行測試、計算及相關的改造工作。 （1）機組聯合軸承油循環系統運行參數實測 實測數據見表2。 （2）熱交換器原始設計參數 每臺機組聯合軸承油循環系統安裝有2臺美國REXROTH公司生產的管式熱交換器，并聯運行。熱交換器設計條件見表3。 （3）聯合軸承系統的實際熱負荷估算熱交換器實際熱負荷計算公式為： Q＝GpCp（T1－T2） 式中Q--熱負荷，kJ／s； G--流量，m3／s； p--密度，kg／m3 Cp--油的比熱，kJ／（kg℃）。 根據VOITH公司提供的原設計參數條件，估算出實際油的熱負荷計算公式為： Q＝G油×1 811．6×（T1－T2） 實際水的熱負荷計算公式為： Q＝G水×4 180×（T2－T1） 根據4臺機組實測數據推算出聯合軸承系統的實際熱負荷見表2。 理論上講，考慮到熱交換器表面散熱的存在，熱交換器水側和油側熱負荷應近似相等。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。但從油側熱負荷看基本接近原設計容量。 從上述實測數據與設計值比較可見：油側熱負荷基本相同，但油、水兩者的傳熱溫差實測值遠大于設計值，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、穩定、經濟運行極為不利，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號機油側實測熱負荷值乘以1．5倍的系數作為估算熱負荷，即約1 250 kW。 根據調研結果，目前國內的外資廠和合資廠生產的板式熱交換器均能滿足我廠對熱交換器熱負荷、工作壓力、油、水側進出口溫度和布置現場及管路改動小的要求，是目前的Z佳方案。 改造后系統布置在現有熱交換器處，只是在熱交換器內放置一過濾器，以防水中雜物堵塞。另外在油側和水側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整油溫。 4　結語 目前，十三陵蓄能電廠已完成4臺機組的聯合軸承熱交換器的改造，將原裝的設計容量為875kW的管式熱交換器全部更換為容量1 250 kW、國內水電廠很少使用的板式熱交換器。經半年多的運行證明，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℃，達到機組投產以來的Z低溫度。 總之，十三陵蓄能電廠機組的聯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濟效益具有顯著的效果。