王志強，路軍義

（北方國際合作股份有限公司，北京100040）

1 概括

南湃（Nam Phay）水電站位于老撾萬象省北部Phoun區(qū)，壩址位于南俄河（Nam Ngum）支流南湃河（Nam Phay）上游峽谷，南俄河（Nam Ngum）是湄公河的1級支流。水庫正常蓄水位1140 m，設計洪水位1141.7 m，校核洪水位1143.49 m，最低發(fā)電水位1120 m，水庫總庫容2.059億m3，調(diào)節(jié)庫容1.326億m3，電站廠房位于南樂克河右岸。廠內(nèi)安裝2臺沖擊式水輪發(fā)電機組，裝機容量2×43 MW，額定轉(zhuǎn)速600 r/min，額定水頭700 m，單機額定流量7 m3/s。于2017年5月8日并網(wǎng)發(fā)電運行，多年平均發(fā)電量約4.2億kW·h。年利用小時數(shù)4878 h。本電站為引水式電站。

2 問題的出現(xiàn)及原因分析

南湃水電站于2017年4月22日開機，2017年5月8日2臺機組完成72 h試運行進入過渡運行期，在此期間，機組運行正常，各種技術參數(shù)都在設計及廠家規(guī)定范圍之內(nèi)。

在2臺機組分別運行半個月后，電站運行人員發(fā)現(xiàn)2臺機組各部軸承油溫、瓦溫及定子冷風、熱風溫度均呈上漲趨勢，各推力瓦溫度于2017年6月2日接近報警值。通過各項數(shù)據(jù)分析，機組油溫跟隨時間持續(xù)上漲（上導油溫基本每天上漲約0.1℃），瓦溫隨油溫上漲而上漲，同時，定子冷風52℃、熱風64℃、定子鐵心溫度90℃。

一般情況下，引起各部位瓦溫、油溫及定子溫度上漲的因素有如下幾個方面原因：①振動擺度值增加；②油盆油位減少；③冷卻水量或壓力突然變化；④測溫元件故障出現(xiàn)誤報；⑤潤滑油質(zhì)發(fā)生變化；⑥冷卻器的冷卻效果發(fā)生變化。

在排查原因時，首先排除了機組自身結構問題引發(fā)溫度上漲的因素，因為機組在出現(xiàn)問題之前平穩(wěn)運行了半個月，如果機組結構有問題，顯然是不可能平穩(wěn)運行這么長時間的。把溫度升高期間的運行數(shù)據(jù)調(diào)出來分析，瓦溫、油溫上漲時，振動、擺度未發(fā)生明顯變化，各部位油位也無變化，且2臺機組均為同一現(xiàn)象。運行人員對測溫元件進行檢測，結果均為正常。對潤滑油質(zhì)進行檢查，清澈無雜質(zhì)、顏色微黃，經(jīng)專業(yè)人員判斷，油質(zhì)符合要求。技術供水總管壓力0.2 MPa，進水溫度為20℃，總排水管壓力0.05 MPa，出水溫度為22℃，冷卻水量420 m3/h，滿足廠家設計要求。

通過以上幾個方面的排查，初步認為冷卻器進出水溫差太小，帶走的熱量不多，說明冷卻器的散熱效果可能存在問題。

2017年6月9日，為了進一步判定機組運行溫度上漲原因，待機組油溫降至正常溫度后，將機組開機至空轉(zhuǎn)，2 h后各部位運行溫度基本和帶負荷時溫度一致（不帶負荷，定子的溫度是很低的）。基本排除因空氣冷卻器熱風傳熱至上導軸承部位，導致上導油溫升高的因素。機組停機后，隨機拆開一個空冷器頂部堵頭，堵頭處有黃泥（圖1），初步判定：技術供水的水質(zhì)中存在泥沙和浮游物，造成冷卻器堵塞和結垢，以致于冷卻效果持續(xù)下降。

圖1

2017年6月11日，為驗證溫度上漲原因，拆除1個1號機組的空冷器至安裝間進行分解檢查。技術供水管壁上存在大量黃泥（圖2）；在安裝間將空冷器上端蓋拆除后，空冷器上端蓋位置存在大量黃泥，銅管內(nèi)用起子檢查也存在大量的黃泥及水垢（圖3）。同時對技術供水池進行檢查：技術供水池內(nèi)水泵表面存在大量黃泥；水池內(nèi)上平臺有約50 mm厚的淤泥，墻壁淤泥最厚處約10 mm。

圖2

圖3

為慎重起見，又咨詢了就近的中水對外公司運營的南立水電站，他們目前1年需對各部冷卻器拆卸清洗2次。同時，將清洗冷卻器的圖片發(fā)給我們，進行對照后發(fā)現(xiàn)，雙方從冷卻器里清理出的污垢物幾乎一樣（見圖 4、圖 5）。

在尾水岸邊觀察尾水兩側(cè)裸露出來的部分，呈現(xiàn)的顏色和冷卻器清理出的污垢的顏色一致，尾水的顏色也呈醬色。

圖4 南湃冷卻器清理圖片

圖5 南立冷卻器清理圖片

綜上所述，基本可判斷機組各部位溫度上漲原因為：技術供水取至尾水技術供水池，水源來自庫區(qū)，存在泥沙和各種浮游物（殘留在庫區(qū)里的各種植物、樹枝等與水發(fā)生化學反應的分解物），在長期運行中，浮游物在冷卻器內(nèi)慢慢淤積形成水垢或淤泥，造成冷卻器冷卻效果慢慢降低，機組各部位溫度慢慢升高。

3 處理過程及措施

明確各部溫度上升的原因后，電站當即決定對上導冷卻器、下導冷卻器、空氣冷卻器進行拆卸清洗（水導冷卻器由于水導的瓦溫和油溫都不高，暫不考慮拆卸）。

3.1 空冷器處理

拆除上蓋板。先對上蓋板進行編號，然后用橋機將上機架外圍的上蓋板吊裝至發(fā)電機層檢修區(qū)域，并擺放整齊。再次拆除中性點保護罩及引出線保護罩。拆除空冷器測溫元件。拆除空冷器的熱風、冷風等自動化元件，并擺放整齊，做好自動化元件的保護措施。

拆除空冷器。用廠房橋機將空冷器吊裝至安裝間，用叉車將冷卻器轉(zhuǎn)運至廠房外。對空冷器進行分解，將空冷器上、下端蓋拆除，清掃上、下端蓋位置的淤泥，拆除時用鋼號進行標記，用高壓水槍不斷對銅管進行沖洗，沖洗時同時用鋼絲球捆綁在鐵絲上，不停的來回拖動清掃銅管內(nèi)的泥土，銅管里面水質(zhì)流出來成干凈水質(zhì)即可。

空冷器組裝及壓力試驗，上下端蓋面清掃，回裝空冷器的上、下端蓋，回裝完成后按圖紙要求進行壓力試驗。試驗合格后吊裝空冷器，用叉車將空冷器轉(zhuǎn)運至安裝間，用橋機對空冷器進行安裝，回裝中性點保護罩及引出線保護罩，回裝空冷器測溫元件及上蓋板?？绽浒惭b完成。

3.2 上導冷卻器處理

放空上導軸承油槽油。用濾油器通過上導軸承排油管，將上導油槽內(nèi)的透平油排至油罐室檢修油罐。拆除機罩及電氣自動化元件。拆除上導軸承。先對上軸承蓋做好位置標記；然后用橋機將軸承蓋吊裝至發(fā)電機層檢修區(qū)域，并擺放整齊；拆除上導油槽內(nèi)的自動化元件；測量軸瓦調(diào)整楔子板的高度并做好記錄；對上導瓦進行編號，并吊裝至檢修區(qū)域擺放整齊；拆除上導軸承瓦座，拆除油冷卻器。用廠房橋機將油冷卻器吊裝至安裝間，用叉車將冷卻器轉(zhuǎn)運至廠房外。

分解清掃油冷卻器。將冷卻器上、下端蓋拆除，清掃上、下端蓋位置的淤泥，拆除時用鋼號進行標記，用高壓水槍不斷對銅管進行沖洗，沖洗時同時用鋼絲球捆綁在鐵絲上，不停的來回拖動清掃銅管內(nèi)的泥土。銅管里面水質(zhì)流出來成干凈水質(zhì)即可。

油冷卻器組裝及壓力試驗。清掃完成，回裝冷卻器的上、下端蓋，回裝完成后按圖紙要求進行壓力試驗，試驗合格后，清掃上導油盆，用汽油、破布、酒精清掃上導油槽，清掃完成后，用吸塵器、面團等工具對油槽細小的雜物的進行清理?；匮b上導油冷卻器。用橋機吊裝冷卻器，在冷卻器和管路安裝完成后，按圖紙要求再次對冷卻器和連接管路進行整體壓力試驗。合格后按拆除的標記回裝上導軸承及自動化元件，最后回裝機罩及注油。

下導冷卻器處理和上導類似，這兒就不做詳細介紹。

4 處理后的效果

4.1 機組檢修前后各技術參數(shù)對比（表1～7）

表1 上導軸承瓦溫前后對比情況 單位：℃

表2 推力軸承瓦溫檢修前后對比情況 單位：℃

表3 下導軸承瓦溫檢修前后對比情況 單位：℃

表4 機組檢修前后振動擺度對比情況 單位：μm

續(xù)表4

表5 各部軸承油溫檢修前后對比情況 單位：℃

表6 定子空氣冷卻器檢修前后冷、熱風溫度對比情況單位：℃

表7 檢修前后上導瓦間隙對比記錄 單位：mm

5 處理結果

通過對上導冷卻器、下導冷卻器、定子空氣冷卻器管內(nèi)沉淀淤泥清洗后，開機運行觀察，機組運行正常，所有數(shù)據(jù)顯示正常。證明了造成機組各部位溫度上升的原因是技術供水水質(zhì)存在問題。

6 建議

南湃水電站的有效利用庫容為1.326億m3，在電站蓄水前，如果對庫區(qū)的清理不完全，可能導致庫區(qū)水質(zhì)的惡化，同時，在老撾雨季的降雨量達到全年降雨量的80%以上，在此期間，從上游和各支流流進庫區(qū)的各種雜亂物質(zhì)應該也是很多的，注定庫區(qū)的水質(zhì)不會很好。所以，筆者認為該電站采取尾水取水的技術供水方案不是最佳方案，為達到一勞永逸的效果，建議電站的技術供水系統(tǒng)改造為密閉自循環(huán)供水系統(tǒng)。當前，南湃水電站正進行技術供水系統(tǒng)改造的準備工作，具體的改造方案和改造后機組各部位的運行效果會在后續(xù)的文章中給予闡述。