摘要：某水力發(fā)電廠機(jī)變技術(shù)供水系統(tǒng)主要為上導(dǎo)軸承、下導(dǎo)軸承、水導(dǎo)軸承、推力軸承冷卻器以及發(fā)電機(jī)空冷器、主變冷卻器、主軸密封水、大軸補(bǔ)氣潤(rùn)滑水等供水。一旦供水中斷，輕則造成機(jī)組超溫跳閘，重則造成機(jī)械設(shè)備不可逆轉(zhuǎn)的損傷，因此機(jī)變技術(shù)供水系統(tǒng)對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)組的重要性不言而喻。某水力發(fā)電廠自投產(chǎn)發(fā)電以來，機(jī)變技術(shù)供水濾水器普遍存在頻繁的堵塞問題，對(duì)機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了*大困擾。該文擬對(duì)該機(jī)變技術(shù)供水系統(tǒng)堵塞及處理措施進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，分析故障成因，并提供工程解決措施。這不僅對(duì)水電站類似故障處理提供了實(shí)踐案例，也對(duì)水電站技術(shù)供水系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、檢修維護(hù)提供非常有價(jià)值的參考意見。
1 某站技術(shù)供水系統(tǒng)簡(jiǎn)介
某電站由一庫兩級(jí)電站組成，上游電站為高壩地下式結(jié)構(gòu)，安裝有 6 臺(tái)單機(jī)容量 600 MW 機(jī)組，機(jī)組額定水頭200 m ；其下游電站為低壩引水式，安裝有 8 臺(tái)單機(jī)容量600 MW 的機(jī)組，機(jī)組額定水頭 288 m。
兩站技術(shù)供水系統(tǒng)均采用磁翻板液位計(jì)單元供水方式，水源取自尾水管，濾水方式采用濾芯過濾式濾水器。上游電站機(jī)組技術(shù)供水由 2 臺(tái)臥式離心泵組成 ；主變技術(shù)供水由 2 臺(tái)立式離心泵組成。下游電站技術(shù)供水由 2 臺(tái)臥式離心泵組成，一臺(tái)工作一臺(tái)備用，提供機(jī)組和主變技術(shù)供水 ；2 臺(tái)主變空載冷卻磁翻板液位計(jì)，提供主變空載運(yùn)行時(shí)供水 ；同一水力單元機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)有聯(lián)絡(luò)閥，可以互為備用。每臺(tái)機(jī)組在技術(shù)供磁翻板液位計(jì)出口各設(shè) 1 臺(tái)主用濾水器。
2 技術(shù)供水堵塞情況
電站運(yùn)行初期，兩站部分機(jī)組均導(dǎo)致不同程度技術(shù)供水流量下降，水導(dǎo)軸承溫度、發(fā)電機(jī)定子溫度、主變溫度持續(xù)上升等問題。其中的下游電站問題較嚴(yán)重，雖經(jīng)采取加大技術(shù)供水流量等措施后，溫度上升仍然無法緩解，zui后被迫停機(jī)進(jìn)行處理。象下游電站 #2 機(jī)組投運(yùn)初期水導(dǎo)軸瓦瓦溫初始溫度為 18.5 ℃，經(jīng)過 14 h 運(yùn)行后，#6 軸瓦溫度升至 64.2 ℃（報(bào)警定值 65 ℃，停機(jī)定值 70 ℃），油溫升高至 43.7 ℃。同時(shí)發(fā)現(xiàn)推力外循環(huán)、主變、發(fā)電機(jī)定子溫度均在持續(xù)上升中，且沒有穩(wěn)定的趨勢(shì)。zui后被迫停機(jī)進(jìn)行檢查處理。
在打開該機(jī)濾水器，水導(dǎo)冷卻器上端密封蓋板，主變冷卻器濾水器等位置后，發(fā)現(xiàn)大量泥沙、焊渣、雜草、編織袋等異物已嚴(yán)重堵塞相應(yīng)濾芯。至此，機(jī)組運(yùn)行過程溫度升高的直接原因已經(jīng)被找到。
后續(xù)經(jīng)過多次清理，焊渣、雜草、編織袋等異物逐步減少，但下游電站技術(shù)供水濾水器的泥沙和雜物堵塞情況始終未見明顯改善。特別是汛期堵塞尤為嚴(yán)重。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2015 年 6 月至 8 月 60 天內(nèi)，共進(jìn)行技術(shù)供水濾水器清洗 68 臺(tái)次。嚴(yán)重時(shí)，剛清理完畢幾小時(shí)后又被迫再次清洗，為保證機(jī)組運(yùn)行安全并在 #1 技術(shù)供磁翻板液位計(jì)出口重新加裝 1 臺(tái)備用濾水器，這不僅給機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來隱患，也*大地增加了現(xiàn)場(chǎng)工作量。
3 堵塞原因分析
通過現(xiàn)場(chǎng)檢查，導(dǎo)致該廠技術(shù)供水濾水器以及各部設(shè)備堵塞的異物，zui明顯的來源有以下 3 點(diǎn) ：
一是電站水庫蓄水初期，庫區(qū)植被被水淹沒后腐爛，隨發(fā)電引水系統(tǒng)流動(dòng)，zui后被技術(shù)供水系統(tǒng)吸入。
二是電站建設(shè)階段，庫區(qū)兩岸建有大量的加工及生活設(shè)施，廢棄物收集處理不徹底，庫岸廢棄物在蓄水后進(jìn)入水庫，zui后被技術(shù)供水系統(tǒng)吸入。
三是機(jī)電設(shè)備安裝過程不規(guī)范，管路清掃檢查、沖洗不徹底，導(dǎo)致焊渣、焊條、金屬碎屑、建筑材料等異物遺留在管路中，zui后隨技術(shù)供水堵塞相關(guān)設(shè)備。
除以上異物原因外，長(zhǎng)期困擾該電站維護(hù)人員的是泥沙堵塞問題卻難以找到原因。由于該電站所在的河流為輕度泥沙含量河流，其上下游已投運(yùn)的多座電站，在相同的技術(shù)供水取水方式下，并未出現(xiàn)如此嚴(yán)重的泥沙堵塞問題。經(jīng)過對(duì)不同電站技術(shù)供水系統(tǒng)細(xì)部結(jié)構(gòu)的對(duì)比分析，終于發(fā)現(xiàn)問題的原因可能出現(xiàn)在技術(shù)供水取水口位置設(shè)置上。
該站技術(shù)供水取水口設(shè)置在尾水管的軸管部位，而其他電站技術(shù)供水取水口都設(shè)置在尾水管的擴(kuò)散段部位。經(jīng)過進(jìn)一步分析和模擬實(shí)驗(yàn)，確定機(jī)組尾水管軸管部位，水流流速較高、流態(tài)紊亂，水中的懸移質(zhì)物質(zhì)來不及沉降，zui后被積水供水系統(tǒng)吸入，從而堵塞積水供水濾水器等部件。雖然該電站所在河道水質(zhì)較好，但是由于技術(shù)供水的流量大，短時(shí)間內(nèi)還是容易聚集足夠多的泥沙造成堵塞。
4 處理方案及效果評(píng)估
針對(duì)以上分析結(jié)果，該電站及時(shí)采取了以下工程措施。
（1）在上游電站壩前，盡快完善了攔漂措施的建設(shè)，修建了一道可隨庫水位變化而自動(dòng)升降的攔漂埂，以阻擋庫區(qū)漂浮物靠近電站進(jìn)水口位置。對(duì)攔漂埂外側(cè)的漂浮物，及時(shí)采用清漂船進(jìn)行打撈清理（這也是目前大型水電站zui常見的一種漂浮物攔截及處理方式）。
（2）利用停機(jī)檢修的時(shí)機(jī)，對(duì)技術(shù)供水相關(guān)的管路和濾水設(shè)備進(jìn)行徹底清理，清除內(nèi)部異物。
（3）對(duì)下游電站技術(shù)供水取水口進(jìn)行調(diào)整，將技術(shù)供水取水管向尾水管擴(kuò)散段側(cè)面下游方向延伸 33 m，將取水口升高 3 m，并在取水口加裝過濾網(wǎng)，以過濾較大的砂石、木塊等，減少對(duì)磁翻板液位計(jì)、濾水器等的沖擊磨損和堵塞。改造前后的技術(shù)供水取水口示意圖如圖 1 所示。

經(jīng)過以上工程和實(shí)行技術(shù)措施后，該電站技術(shù)供水系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性得到了根本改善。經(jīng)過近 4 年的運(yùn)行檢驗(yàn)，主濾水器及各部件濾水器的清洗頻次降到每年一次。證明以上措施是有效且可靠的。
5 工程建議
該電站投運(yùn)初期，因技術(shù)供水問題而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)被迫頻繁提及處理，*大地影響了機(jī)組運(yùn)行的可靠性。由于停機(jī)導(dǎo)致的發(fā)電損失以及異常處理、設(shè)備改造付出的人工成本都是一筆不小的數(shù)目。為避免后續(xù)水電站出現(xiàn)類似問題，特作如下工程建議 ：
（1）技術(shù)供水方式的確定應(yīng)根據(jù)電站運(yùn)行水頭以及水源情況進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，對(duì)于發(fā)電水頭在 20 m~80 m 的水電站，宜優(yōu)先采用自留式技術(shù)供水方式。直接從水庫或上游取水，機(jī)電設(shè)備少，維護(hù)工作量小，可靠性較高。在水頭低于 12 m 或高于 80 m 的水電站才采用磁翻板液位計(jì)取水式技術(shù)供水。
（2）高度重視庫區(qū)漂浮物對(duì)機(jī)組技術(shù)供水的影響。水庫蓄水前應(yīng)對(duì)庫岸盡可能地進(jìn)行清理，并采取攔漂工程措施，以減小漂浮物的影響。
（3）加強(qiáng)工程建設(shè)過程的質(zhì)量控制。所有的機(jī)電設(shè)備、管路不是簡(jiǎn)單拼裝起來就能穩(wěn)定運(yùn)行，就能見效益，一定要做好過程控制、質(zhì)量控制。尤其是隱蔽過程的處理，細(xì)節(jié)的處理-象該文所述的管路清掃、清洗，直接關(guān)系機(jī)組運(yùn)行的安全和穩(wěn)定。
（4）加強(qiáng)工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的繼承和借鑒，該文所述的泥沙堵塞問題，在過去的工程實(shí)踐中肯定有過很多成功和失敗的先例。只要稍微注意是完全可以避免的。