§ 64. Аварии оборудования гидрогенераторов.
Примеры из практики
В момент максимума генератор одной из ГЭС был загружен до 6100 квт; температура подпятника установилась равной 72°. Через полтора часа работы температура подпятника резко повысилась до 94° и агрегат был аварийно остановлен, причем в момент остановки генератора температура подпятника возросла до 103°. После остановки подпятник был вскрыт, и было обнаружено наплавление по всей площади баббитового диска подпятника. Наплавление было расчищено, пята подшабрена. На нижнем диске были вырублены дополнительные канавки для улучшения условий смазки, так как основной причиной аварии явилось недостаточное поступление смазки между дисками подпятника.
Произошло резкое повышение температуры подпятника одного из генераторов ГЭС, вследствие чего генератор был остановлен.
При осмотре подпятника было установлено наличие наплавления на всей поверхности нижнего баббитового диска, за исключением полосы шириной 10 см по внутренней окружности (рис. 93).
Рис. 93. Поврежденный нижний диск подпятника
При проверке контрольной линейкой поверхности верхнего вращающегося диска было обнаружено наличие завала по внутренней окружности диска шириной 6 см по всему кругу, а также наличие на поверхности диска кольцевой впадины длиной около полутора сегментов, шириной около 4 см и глубиной 0,05 мм.
После снятия наплавленной части баббита, толщиной около 1 мм, была произведена шабровка диска с двухкратным пробным пуском генератора при нормальных оборотах. После этого были повторены подчистка и шабровка диска, а также установлен горизонтальный щиток в масляной ванне для улучшения циркуляции масла. Наконец, подпятник был окончательно собран и генератор пущен для испытания. Результаты получились неудовлетворительные, так как после 2,5 часов работы генератора на холостом ходу и 1 часа при нагрузке в 1000 квт температура подпятника начала повышаться и достигла 79°. Генератор был остановлен. При осмотре было установлено, что обнаруженные ранее волосяные трещины на поверхности баббитового диска теперь увеличились, местами произошло отслоение и выкрашивание баббита; в канавках диска имелись мелкие раковины и поры; вновь появились накаты.
Основная причина аварии, по-видимому, заключалась в недоброкачественной заливке баббитом нижнего диска подпятника.
В результате опытов, производившихся по торможению агрегата одной из гидроэлектрических станций, произошла авария с чугунным подпятником на 1130 т, повлекшая за собой остановку машины на длительный срок.
История аварии такова. Машина была разгружена и остановлена нормально принятым по инструкции способом, т. е. прерывистым торможением, после того как машина достигла 40 об/мин (нормальное число оборотов — 75 в минуту). Затем машина была вновь пущена с доведением числа ее оборотов только до 50 в минуту, вслед за чем направляющий аппарат был прикрыт. После снижения числа оборотов до 40 в минуту направляющий аппарат был закрыт полностью и произведено торможение без обратной отдачи тормозов, машина сразу же остановилась. С начала пуска до остановки машина вращалась в течение 3 мин. При последующем пуске, через 15 мин. машина тронулась рывком лишь при открытии 50 мм, но число оборотов не увеличивалось, а начало снижаться. Направляющий аппарат был немедленно закрыт, машина сделала около трех оборотов и остановилась без торможения; при остановке был слышен грохочущий шум и появилась вибрация машины.
Для определения характера дефекта после тщательного осмотра агрегата была произведена попытка пустить его. При открытии направляющего аппарата до 50 мм машина тронулась, что сопровождалось грохочущим шумом в подпятнике и вибрацией. После немедленного закрытия направляющего аппарата, машина, сделав около трех оборотов, остановилась без торможения.
После вскрытия подпятника было обнаружено:
а) на буртике сегментного подпятника найдены кусочки спрессовавшейся чугунной металлической стружки; на самой плите имелся осадок металлического порошка;
б) опорная чугунная плита имела задир, причем внутренняя часть кольца плиты имела задир большой глубины при ширине до 300 мм; на этой же задранной поверхности имелись радиальные трещины в количестве 76 шт. длиной до 100 мм и две побежалого цвета полосы: одна шириной 15 мм, другая — 5 мм по длине всей окружности;
в) наружное кольцо плиты имело по всей окружности меньший задир, трещины отсутствовали;
г) сегменты внутреннего кольца имели надиры до 300 мм шириной, в некоторых местах имелись цвета побежалости; 9 сегментов из 16 имели радиальные трещины длиной около 100 мм;
д) сегменты наружного ряда имели надиры, но в меньшей степени, чем сегменты внутреннего ряда.
К первому периоду возникновения аварии надо отнести именно то обстоятельство, что машина не была доведена в первом случае до работы с нормальным числом оборотов (75 об/мин), а только до 50 об/мин. Это обстоятельство не позволило довести толщину масляного клина между трущимися поверхностями подпятника до нормальных размеров, поэтому последовавшее вслед за этим торможение без отдачи тормозов повлекло за собой порчу подпятника.
Дальнейшие попытки пусков только усугубили аварию, вызвавшую необходимость полной замены пяты. Данную аварию следует отнести за счет недостаточной подготовки к проведению опытов.
На одной из гидростанций, в результате ошибочного действия вахтенного персонала пульта, был под нагрузкой выключен разъединитель 10 кв ячейки силового трансформатора генератора № 1, что привело к трехфазному короткому замыканию на землю шин 11 кв. В
следствие этого произошел сброс полной нагрузки на генераторе № 1 и генераторе № 2 (работавшем на ручном регулировании) данной станции и агрегата № 4 на соседней гидростанции, работавшей в параллель на одну систему. В результате этого, агрегаты пошли в разгон. Под воздействием защиты агрегат № 1 остановился нормально и вскоре был подключен в работу. На агрегате № 2 при повышении числа оборотов с нормальных 75 в минуту до 135 сработал центробежный выключатель, что привело к быстрому закрытию направляющего аппарата и гидравлическому удару большой силы во всасывающей трубе. Обратной волной гидравлического удара вращающаяся часть агрегата весом 320 т была подброшена вверх на 36 мм, находясь в то же время на оборотах. Так как в момент закрытия направляющего аппарата сломались две серьги на лопатках, агрегат не удалось быстро остановить при оказавшемся дефектном гидропрессе и только после сброса щитов он остановился через 44 мин. после начала аварии.
Точные причины, вызвавшие гидравлический удар во всасывающей трубе, установить не удалось. Одно из предположений таково: при сбросе нагрузки клапан срыва вакуума не сработал и поэтому в трубе оказалось большое разрежение, повлекшее за собой гидравлический удар.
Вследствие указанной аварии, на турбине и генераторе были следующие повреждения:
по генератору: 1) втулка контактных колец оказалась смещенной с места посадки на 8 мм вверх; 2) на обоих контактных кольцах образовались внизу натиры щетками, попавшими под кольца; 3) щетки сработались под углом 45°, как следствие вращения агрегата в поднятом состоянии;
по турбине: 1) концентрически обломана нижняя вращающаяся часть лабиринта; 2) в верхней крышке центробежного насоса лабиринта появились трещины; 3) фланец соединения двух лап корпуса подшипника с крышкой турбины оказался оборванным.
Для устранения повреждений агрегат на длительное время был выведен в ремонт. На примере данного случая видно, что имело место развитие аварии со значительными осложнениями.
К авариям, явившимся следствием невнимательного отношения персонала к своим обязанностям, следует отнести следующие два характерных случая:
- дежурный персонал на одной из гидростанций ошибочно начал торможение гидравлическим прессом находившегося под нагрузкой агрегата (вместо того чтобы делать подъем ротора на другом агрегате), в результате колодки подгорели;
- на одной из гидростанций агрегат № 4 находился в работе под нагрузкой; в это время резервный агрегат № 2 был пущен для опробования; после опробования агрегат № 2 начали затормаживать, но так как воздушный кран по ошибке находился в неправильном положении, то начал тормозиться работавший агрегат № 4, в результате чего сгорели колодки тормозов.
