貫流式水輪發(fā)電機組自動化系統(tǒng)的改進(jìn)

吳迪

(哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司,黑龍江哈爾濱 150040)

貫流式水輪發(fā)電機組自動化系統(tǒng)的改進(jìn)

吳迪

(哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司,黑龍江哈爾濱 150040)

我國電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展比較迅速,發(fā)電機組是整個電力生產(chǎn)中的重要組成,而貫流式水輪發(fā)電機組是一種比較常規(guī)的發(fā)電機組形式,這個機組中涉及到較多的自動化系統(tǒng),不過這些自動化系統(tǒng)有的存在一些問題需要改進(jìn)。本研究綜述了貫流式水輪發(fā)電機組自動化系統(tǒng)的組成、自動化系統(tǒng)中存在的問題分析、自動化系統(tǒng)的改進(jìn)策略及要求等內(nèi)容。

貫流式水輪發(fā)電機組 自動化系統(tǒng) 問題 改進(jìn) 策略

1 貫流式水輪發(fā)電機組自動化系統(tǒng)的組成

貫流式水輪發(fā)電機組的引水部件、排水部件以及轉(zhuǎn)輪在一條軸線上,水流平直通過水輪機,而且貫流式水輪發(fā)電機分為全貫流和半貫流,并且在我國電力生產(chǎn)過程中,全貫流式水輪機的應(yīng)用較少,而半貫流水輪機應(yīng)用的比較多。貫流式水輪發(fā)電機沒有蝸殼,它與臥軸式軸流式水輪機結(jié)構(gòu)基本相似,只是在引水室和導(dǎo)水機構(gòu)方面存在一定的差異,貫流式水輪發(fā)電機采用的是圓錐形導(dǎo)水機構(gòu)。

在電力生產(chǎn)過程中機組運行主要通過一些自動控制系統(tǒng)來完成,這些自動控制系統(tǒng)主要會涉及到水輪機、發(fā)動機、高壓油裝置及配套的調(diào)速器、軸承潤滑油裝置以及其它自動化元件。這些裝置與發(fā)電站的其它相關(guān)設(shè)備配套使用來實現(xiàn)高效率發(fā)電。貫流式水輪發(fā)電機組的自動化主要體現(xiàn)在當(dāng)機組發(fā)生故障時,自動化設(shè)備可以發(fā)出報警信號,并且可以實現(xiàn)機組自動停止運行,這樣可以很好地確保機組運行安全。

2 自動化系統(tǒng)介紹及其存在的問題分析

2.1 軸承潤滑油系統(tǒng)

軸承潤滑油系統(tǒng)是貫流式水輪發(fā)電機組自動化控制系統(tǒng)的重要組成部分,這個系統(tǒng)的自動化控制主要包含:第一,高位油及軸承油泵的控制。報警點是高位油箱設(shè)置的關(guān)鍵,一般情況下需要設(shè)置四個報警點,即油位上限、油位下限、油位正常以及油位過低。報警點的設(shè)置給系統(tǒng)控制創(chuàng)造了條件,不同油位狀況可以啟動不同的運行狀態(tài),這使得油位控制實現(xiàn)自動化成為可能。第二,潤滑油流量監(jiān)控。由于貫流式水輪發(fā)電機組結(jié)構(gòu)的特殊性,要求必須有一個完善的潤滑油控制系統(tǒng)。將潤滑油計量表安裝在軸承的出口處,這樣才能更加準(zhǔn)確地顯示潤滑油的使用情況。

2.2 高壓油頂起控制系統(tǒng)

高壓油頂起控制系統(tǒng)也是貫流式水輪發(fā)電機組運行控制系統(tǒng)中重要組成部分,它的作用是在機組啟動和停止時發(fā)揮建立保護(hù)油膜。貫流式水輪發(fā)電機組運行特點是額定轉(zhuǎn)速低、轉(zhuǎn)動慣量小,這使得機組啟動和停止時間短,對于機組啟動和停止具有一定的挑戰(zhàn)性,而且會影響機組的運行壽命,同時對機組運行可靠性也產(chǎn)生了很大的影響。高壓油頂起系統(tǒng)就是針對這個情況而發(fā)揮作用的,只是高壓油控制系統(tǒng)離機組軸承距離較遠(yuǎn),在運行時存在一定的延時現(xiàn)象,這對于它本身發(fā)揮作用來說是不利的。所以需要對這個系統(tǒng)作出改進(jìn),可以適當(dāng)?shù)奶岣吒邏河偷膲毫Α?/p>

高壓油控制系統(tǒng)主要涉及兩方面:一是高壓油頂起系統(tǒng)的壓力監(jiān)控,傳統(tǒng)設(shè)計是依據(jù)機制靜止時候的頂起壓力進(jìn)行的,這種設(shè)計導(dǎo)致了壓力設(shè)計過小,所以需要結(jié)合機制運行時的頂起壓力進(jìn)行設(shè)計;二是高壓油泵的控制,高壓油泵的安裝需要安裝備用裝置,但傳統(tǒng)的機組運行過程中缺少有效的備用裝置。

2.3 冷卻水控制系統(tǒng)和重錘關(guān)閉系統(tǒng)

冷卻水控制系統(tǒng)是貫流式水輪發(fā)電機組中的非常關(guān)鍵的控制系統(tǒng),機組的冷卻主要是通過與發(fā)電機的油冷卻器和空氣冷卻器進(jìn)行熱交換來實現(xiàn)的。但是這需要保證系統(tǒng)中冷卻水的平衡,所以需要有設(shè)置充足的循環(huán)水泵。不過現(xiàn)行的系統(tǒng)運行中還是存在冷卻水供應(yīng)不足的現(xiàn)象,這影響了機組的運行效率和安全。

重錘關(guān)閉系統(tǒng)也是一個尤為重要的控制系統(tǒng),主要是防止機組出現(xiàn)飛逸的情況,由重錘卸壓閥組合導(dǎo)葉重錘共同組成的。目前,通常存在的問題是設(shè)計人員在重錘關(guān)閉系統(tǒng)設(shè)計時經(jīng)常會忽略卸壓閥組動作信號的檢測,導(dǎo)致在實際運行過程中出現(xiàn)動作時,運行管理人員不能明確是否是重錘動作,這在很大程度上影響著機組運行管理人員的工作效率以及機組的運行安全。

2.4 機組冷卻風(fēng)機、加熱器以及除濕器的控制

機組冷卻風(fēng)機、加熱器以及除濕器的控制是貫流式水輪發(fā)電機組自動化控制中的重要環(huán)節(jié),機組加熱器的設(shè)置是為了防止機組軸承潤滑油溫度低,潤滑油溫度低會影響潤滑油的作用效果。除濕器是保證機組能夠在干燥的環(huán)境中正常運行;冷卻風(fēng)機發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用,它是保證機組壽命的重要裝置。

3 自動化系統(tǒng)的改進(jìn)策略及要求

對于油系統(tǒng)的改進(jìn)主要從機組油系統(tǒng)油質(zhì)、油系統(tǒng)油位監(jiān)控、潤滑油泵控制以及高壓油頂起控制等方面入手。油質(zhì)對于系統(tǒng)安全有很大的影響,如果油質(zhì)不良將可能導(dǎo)致機組燒瓦,而且導(dǎo)致油質(zhì)變壞的因素有很多,比如說主軸密封性不好,濕空氣或者其它物質(zhì)很可能進(jìn)入油內(nèi),同時還會出現(xiàn)冷卻水管破裂的現(xiàn)象,這時冷卻水就會進(jìn)入油內(nèi)。因此,要從這些導(dǎo)致油質(zhì)問題的源頭入手,做好主軸密封性管理,采取有效措施避免濕空氣和其它污染物進(jìn)入油內(nèi),同時選取質(zhì)量好的冷卻水管,防止水管破裂;進(jìn)行油位監(jiān)控時可以設(shè)置有效的報警點,即油位上限、油位下限、油位正常以及油位過低。采取油位系統(tǒng)的實時監(jiān)控,更好地控制油位;在潤滑油控制系統(tǒng)中,潤滑油通常采用大循環(huán)方式,所以對潤滑油泵有很高的要求,需要設(shè)置備用潤滑油泵,保證當(dāng)潤滑油泵出現(xiàn)故障時,機組還可以繼續(xù)運行;高壓油頂起油泵控制的重要性對于保證發(fā)動機組運行壽命的意義重大,貫流式水輪發(fā)電機組的開機和停止過程短,必須要利用高壓油頂起控制來保證機組的運行安全和使用壽命。高壓油頂起油泵安裝時,要考慮到油泵安裝的位置,安裝在泵出口水導(dǎo)和發(fā)導(dǎo)水平段油管路上,設(shè)置兩組,更好地保障機組的運行安全和效率。

4 結(jié)語

貫流式水輪發(fā)電機組是我國電力生產(chǎn)中的一種常用的、效率較高的發(fā)電設(shè)備,雖然貫流式水輪發(fā)電機組自動化控制系統(tǒng)在運行中存在一定的問題,但是通過科學(xué)、合理的改進(jìn),這種發(fā)電方式的效率一定會有所提高,而且運行安全也會有保障。在改進(jìn)過程中要仔細(xì)研究貫流式水輪發(fā)電機組的特性,更好地達(dá)到機組改進(jìn)目的。

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