水輪發電機調速器油泵頻繁啟動的原因分析及處理

白志軍

摘要：水輪發電機調速器壓油泵頻繁啟動打壓，提高了廠用電率，使得油泵使用壽命也大為減少，甚至于導致壓油泵電機發熱，油循環加快，油溫升高而損壞壓油泵及破壞壓油系統密封，嚴重影響機組的正常穩定運行。

關鍵詞：壓油泵；頻繁啟動；油壓裝置

1.引言

某廠共裝有五臺大型水輪發電機組，總裝機容量135萬千瓦，在西北電網中主要承擔著發電、調峰、調頻、調壓的任務，是西北電網的主力發電廠之一。其中5號水輪機采用的是由法國阿爾斯通公司制造的型號為HL228-LJ-588，調速器壓油泵型號為LY-10立式螺桿泵，額定油壓為2.5MPa，共設置2臺，定期自動切換互為備用，其主要技術數據如下：

主要技術數據：

2.現象及危害

在近期的運行過程中發現壓油裝置油壓下降比較快，油泵啟動頻繁，特別是機組在停機備用的情況下，此現象依舊存在，較其余4臺機組，壓油泵啟動打壓次數明顯升高，且油泵每啟動一次后，調速器壓力油罐油面比以前有所上升，值班人員每班需向壓力油罐補氣一次或數次來確保正常的油氣比。其危害較多。①加大運行人員工作量，且有不安全因素，如深夜值班人員因疲勞等因素忘了補氣，那么油面將逐漸升高，使得集油槽油位降低，當低于壓力油泵進油管時，油泵啟動時將燒壞油泵乃致燒壞油泵電機，而使得油壓低于正常工作油壓或事故油壓引起停機事故。②補氣時補進的空氣帶有水分，在壓力油罐高壓下空氣中的水分變成液態水，久而久之，則透平油中混有大量水分，影響調速器的使用壽命。③由于油壓下降比較快，而導致電接點壓力表和油泵動作頻繁，加大其損耗。④油泵頻繁打油，造成油溫偏高，油液變質嚴重，油泵壽命縮短， 嚴重影響電站的安全、經濟運行。

3.對上述現象的初步分析

調速器壓油裝置壓力油一路經過調速器導葉控制主配—事故配壓閥—分段關閉閥—導葉接力器開關腔；另一路經過槳葉主配—機組受油器—操作油管—導葉接力器開關腔。同時過速裝置和接力器鎖錠控制用油通過較小管路引用壓力油。壓油泵頻繁啟動是因為壓油槽內壓力油參與了頻繁調節、泄漏或壓力油直接經過回油管重新回到了回油箱。而以上現象在機組保持穩定轉速或停機備用時照樣出現，所以排除是由于壓力油參與了頻繁調節，油泵啟停頻繁肯定是由于系統漏油量大或漏氣引起，為徹底查找原因，首先我們必須先從容易檢查處理的因素入手，從設備外部到內部逐一檢查，查找原因以徹底根治。

3.1首先檢查壓油裝置高壓管路、法蘭及外接壓力表，鎖錠操作油管，過速裝置油管有無滲油、漏油現象。切換調速器壓油泵，觀察壓油泵打油情況，聽泵運轉聲音是否正常，確定壓油泵是否存在效率低問題；觀察集油箱油流情況，判斷是否存在壓油槽排油閥和壓油泵出口油管排油閥關閉不嚴情況，否則更換閥門。

3.2主配壓閥。主配壓閥是調速器機械液壓系統的功率級液壓放大器，它將電液轉換器液壓控制信號放大，以達到控制接力器開啟或關閉的目的，由于主配壓閥閥芯與閥套之間采用間隙密封方式，由于加工精度差異、裝配質量、各地區溫度差異等影響因素，其密封間隙并不嚴格一致，密封間隙過大會導致主配壓閥壓力油腔向控制油腔泄油速度加快，壓力油損失速度隨之加快，為保持油罐壓力，油泵頻繁啟泵。

3.3自動補氣裝置失靈自動補氣裝置的控制邏輯可以簡單歸納為油罐油位高+壓力低，則補氣閥打開對油罐補氣；油罐油位低+壓力高，則停補氣。在無負荷調節任務的工況下，造成“壓力低”的原因除漏油外最常見的就是漏氣，包括補氣閥漏氣、壓力罐供氣管路接頭漏氣、壓力表漏氣等。如果自動補氣裝置在滿足補氣條件后還未動作補氣，那么由于漏氣導致的壓力罐壓力降低則會通過響應的油量來補充，這樣會使壓力罐油氣比例遭到破壞，蓄能能力降低，在消耗等量油品的情況下壓力下降更快，導致油泵啟動頻繁。自動補氣裝置失靈，有可能是控制信號未正確傳送，如壓力或油位開關損壞或調整不到位；也有可能是補氣裝置自身原因，如補氣閥閥芯卡澀等。

4.處理措施與建議

針對油壓裝置頻繁啟泵問題的處理，應該根據問題類型、部位，采用標本兼治的方法對癥下藥，才能使問題得到長期有效解決。

4.1針對主配壓閥的處理措施對于主配壓閥原因引起的油泵頻繁啟動，首先要正確判斷問題所在。一般來說，在機組停機狀態或無負荷調節任務穩定運行的狀態下，油泵的頻繁啟動多是由用油設備的“跑、竄、滴、漏”引起的。具體到主配壓閥，間隙密封過大則是主要原因。最后將主配壓閥發回廠家重新加工閥芯與閥套間隙密封后，問題得到解決。

4.2在運行中如果發現壓力油罐內的油氣比例失衡，而且油泵又可以正常啟動，則可以判斷為自動補氣裝置失靈。自動補氣失靈的原因有很多種，處理過程中應首先確認控制自動補氣的信號到位且送達無誤，然后可以用鐵質工器具貼近補氣電磁閥，試驗其是否有磁性以判斷其是否帶電，如果帶電但未動作則基本可以斷定為補氣閥的閥芯卡澀，需要拆卸處理。

總之，壓油泵頻繁啟動，是混流式機組運行的較大隱患，其嚴重程度影響到機組出力和運行利用小時，甚至于危及發電機機組的安全運行。及早發現故障，分析故障，正確判斷和確定故障的具體部位，是提高機組效率和預防機組事故發生的有效措施，同時也為機組檢修提供依據。

參考文獻 ：

[1]吳應文.水輪機微機調速器控制原理調試及故障處理[A].湖北省水利發電工程學會，2007：41.