安康水力发电厂3号机组泄水锥脱落原因分析

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1、第16卷(2014年第2期)电力安全技术安康水力发电厂3号机组泄水锥脱落原因分析凰少兵(安康水力发电厂，陕西安康725000)[摘要]通过对3号机组水导摆度数值的分析，提出泄水锥脱落是造成机组各部摆度、振动增大的主要原因，并通过机组在线监测系统数据分析，推断出泄水锥脱落的具体时间，指出泄水锥脱落是由于设计缺陷、安装质量问题、运行方式不合理、监测手段不完善、检修人员经验不足、分析处理问题能力不强等几方面原因导致的，并提出了针对性的防范措施。[关键词]水导摆度；泄水锥；在线监测系统；防范措施安康水电厂

2、机组为}昆流式，总装机容量为Y向801lum。随即监视3号机水导瓦温为43℃。4×200MW+1×5．25MW，转轮型号为HL220-因当时机组在汛期满大负荷运行，所以没有立即停LJ550。1990年12月首台机组发电，1992年l2机检查，而是注意监视3号机组水导瓦温不超过规月全部机组投产发电，主要担负着系统的调峰、调定，水导摆度不超过900wm。2011-11-04，3号频和事故备用任务。机组小修，经调整水导瓦间隙及机组中心轴线后测为了掌握机组的实时状态信息及推行状态检量水导摆度：X向320m

3、，Y向340m。水导摆修，3号机组于2008年安装了l台机组状态监测度与之前相比明显降低。2012-07-02，又发现3系统PSTA2003。状态监测系统投运后，对机组振号机水导摆度增大：X向480ITI，Y向535m。动摆度等内容的监测取得了较理想的效果。通过分2013年3月份，在3号机大修时打开蜗壳及尾水析状态监测系统提供的数据，可推断出3号机组于管人孔门检查，发现3号机泄水锥脱落，至此3号2012年3月发生了泄水锥脱落故障。机水导摆度增大的原因才得以弄清。1泄水锥脱落过程2在线监测系统数据分

4、析201卜08—05，运行人员发现3号机组在线稳2010--2012年导轴承摆度和顶盖水平振动的定性监测系统3号机水导摆度增大：X向547wm，变化趋势如表1所示。表12010—2O12年导轴承摆度和顶盖水平振动的变化趋势一一电力安全技术第16卷(2014年第2期)Y_2．1数据特征能存在一定的间隙，从而使螺钉承受附加弯曲应力，对表1和水导摆度波形、频谱和轨迹图中导轴由于强度不够，最终导致螺栓断裂。承摆度变化趋势，水导摆度的波形、频谱和轨迹，3。2安装质量问题以及相关的数据进行分析，可以得出以下几

5、点特征螺栓在拧紧后未采取加装锁定、点焊等止退措判断。施，同时转轮上冠与泄水锥接合面未采用连续焊缝。(1)将3号机目前状态检测数据与2009年机当水力压力脉动加剧产生共振时，引起泄水锥固定组大修后150MW工况下水导摆度(X向200m，螺栓松动；螺栓松动后转轮上冠与泄水锥仅靠它们Y向210iLtm)数据(现场百分表测量)相比较，发之间的间断焊缝连接，且焊缝本身存在局部应力，现机组水导摆度在相同工况下有增加的趋势，Y向经过一段时间运行后致使问断焊缝开裂；在间断焊摆度值已超过标准允许最大值。其他各测点摆

6、度、缝开裂后泄水锥因水力振动产生交变应力，螺钉发振动、温度正常。生疲劳破环而断裂，最终导致泄水锥脱落。(2)20120302，3号机组带200MW负荷时，3．3运行方式不合理顶盖水平振动突然增大许多，同时水导摆度相位、安康水电站机组主要承担系统调峰、调频及事顶盖水平振动相位发生突变。故备用任务，机组开、停机频繁且经常在振动区内(3)3号机组在空载、开机或停机时，水导摆度、运行(1～4号机组振动区负荷为0～100MW，低上导摆度明显增大，而摆度振动的主要成分均为一水头情况下为120～150MW)。在

7、此种运行工况下，倍频，说明存在水力不平衡的情况。由于转轮出口处的旋转水流及漩涡脱落和气蚀等影(4)水导摆度较大且继续不断变大，而瓦温基响，在尾水管内会引起水压脉动。尤其是在尾水管本不变，可以断定水导抗重螺栓在松动，轴瓦问隙内出现大涡带后，涡带以接近固定的频率在管内转在不断变大。动，引起水流低频压力脉动，从而引起尾水管壁、2．2数据分析结论转轮、导水机构、蜗壳的振动，机组水导轴承、顶(1)3号机泄水锥脱落的时间应该在2012—03—盖摆度增大。当其频率与发电机或电力系统的白振02开机过程中机组带满负

8、荷运行期间，强大的水频率接近时，发生共振，最终导致泄水锥固定螺栓流将脱落的泄水锥冲入尾水渠内，尾水管里衬并没松动、焊口开裂。．有因为冲撞破坏(事后检查尾水管并没有损伤)。3．4监测手段不完善(2)泄水锥脱落后，顶盖水平振动的一倍频幅安康水电站状态在线监测系统PSTA2003在值及其相位发生突变。水导摆度持续增大且其相位泄水锥脱落后，机组水导摆度增大的情况下，没有突变，相位变化量大于100。。发告警信号。(3)机组在开机启动时，随着转速的升高，水3．5检修人员经验不足，分析处理问题能