水輪發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置油溫過高探究

吳迪

摘 要：在經(jīng)濟(jì)與科技力量的支持下，水輪發(fā)電機(jī)技術(shù)有了重大突破，其系統(tǒng)內(nèi)部的油壓裝置也有了很大程度上的發(fā)展。但在實際運行中，油溫過高現(xiàn)象對系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性有重要的影響。文章對調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置溫度過高現(xiàn)象進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并提出了相關(guān)的解決辦法。

關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機(jī)；調(diào)速系統(tǒng)；油壓裝置；油溫過高

發(fā)電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)是水輪發(fā)電系統(tǒng)中的重要組成部分，調(diào)速系統(tǒng)主要通過合理調(diào)節(jié)設(shè)備的運行速度，使設(shè)備內(nèi)部的油溫處于穩(wěn)定狀態(tài)，防止油溫過高引起安全事故，造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。水輪發(fā)電機(jī)的工作原理是通過控制設(shè)備內(nèi)部油溫，將產(chǎn)生的壓力通過管道傳送到油罐中，通過調(diào)速器控制設(shè)備的運行速度，保證設(shè)備運行的穩(wěn)定性和安全性。水輪發(fā)電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)能夠保證水輪發(fā)電機(jī)運行的安全穩(wěn)定，保證電力系統(tǒng)的正常運行。

1 水輪發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置工作原理

水輪發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置的作用是為調(diào)速系統(tǒng)提供高壓力油操作動力，以實現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組的開停機(jī)、頻率和負(fù)荷調(diào)節(jié)。水輪發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置壓力油的工作過程如下：儲存在集油箱常壓狀態(tài)下的透平油通過壓油泵增壓，被輸送到壓力油罐。壓力油罐的高壓透平油經(jīng)過調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速器，被分配到如同油壓千斤頂一樣的接力器，使相關(guān)的接力器做功，做功后的透平油從高壓逐漸變成常壓而回到集油箱，回到集油箱的透平油又被壓油泵增壓，準(zhǔn)備完成下一次的做功，如此往復(fù)循環(huán)。

2 調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置油溫過高現(xiàn)象

水輪發(fā)電機(jī)油溫過高是較為常見的現(xiàn)象，如果在運行過程中油溫過高，水輪發(fā)電機(jī)不能正常運行，并且很容易產(chǎn)生漏油、爆炸等嚴(yán)重事故，給電力企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重威脅工作人員的生命安全。因此，必須加強(qiáng)對油壓裝置中油溫過高現(xiàn)象的及時控制和處理，采取有效的措施，降低安全隱患，保證電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和人員安全。

2.1 油溫過高原因分析

導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)油壓裝置油溫過高的因素較多，與設(shè)備所處環(huán)境有直接的聯(lián)系，如果設(shè)備周圍空氣流動性差，使得設(shè)備的散熱性能降低。同時油溫與季節(jié)也有一定的聯(lián)系，夏季氣溫高，使得油溫也相對較高，并且散熱性差，秋冬季節(jié)，氣溫較低，使得空氣的流動性較好，油溫的熱量能夠較好的傳遞，降低了環(huán)境對油溫的影響。另外，造成油溫過高的因素還包括以下幾個方面：（1）抽油產(chǎn)生的壓力是導(dǎo)致油溫升高的主要原因。抽油時，由于流動壓力產(chǎn)生一定的摩擦，使得裝置內(nèi)部的油溫升高。設(shè)備在運行過程中，一些元器件之間的摩擦次數(shù)較多，也會導(dǎo)致油溫升高。過渡的摩擦升溫，不僅能夠?qū)е掠蜏剡^高，引起嚴(yán)重的安全事故，也在一定程度上降低了水輪發(fā)電機(jī)設(shè)備的使用壽命，使元器件老化速度加快。因此，在設(shè)備采購時，必須加強(qiáng)對設(shè)備質(zhì)量的嚴(yán)格把關(guān)，選擇耐磨性好、安全性能高的產(chǎn)品，同時，加強(qiáng)對設(shè)備內(nèi)部各個元器件的檢查和維護(hù)，降低摩擦產(chǎn)生的不良影響，發(fā)現(xiàn)油溫升高，必須采取有效的措施，降低油溫，保證設(shè)備安全運行。（2）影響水輪發(fā)電機(jī)油溫變化的重要因素還包括設(shè)備內(nèi)部裝油設(shè)備出現(xiàn)故障，由于裝油設(shè)備與齒輪反復(fù)摩擦，形成較強(qiáng)的作用力，產(chǎn)生一定的熱量，通過裝油設(shè)備傳遞給油箱，造成內(nèi)部油溫升高過熱，從而影響水輪發(fā)電機(jī)的正常運行。（3）接力器也是影響水輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部油溫過高的因素。由于系統(tǒng)運行時，接力器與自身轉(zhuǎn)葉存在嚴(yán)重的摩擦，使得轉(zhuǎn)葉產(chǎn)生大量的熱量，而使系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)境升溫，通過熱傳遞，導(dǎo)致油溫升高，影響水輪發(fā)電機(jī)的正常運行，并埋下安全隱患。針對這類現(xiàn)象，可以通過在轉(zhuǎn)葉與接力器連接位置涂抹潤滑劑等物質(zhì)，降低兩者產(chǎn)生的摩擦作用，從而減少熱量的產(chǎn)生，同時，加強(qiáng)對接力器的日常維護(hù)，保證接力器的正常運行，降低其對油溫產(chǎn)生的影響。

2.2 油溫過高的危害

油溫過高有下列五種危害：（1）水輪發(fā)電機(jī)油壓裝置的油溫過高，會直接影響各個元器件的正常使用，降低設(shè)備的使用壽命。同時，也會影響油箱密封材料的使用，使油箱密封不牢固，出現(xiàn)漏油、滲油的現(xiàn)象，影響設(shè)備的正常使用，降低水輪發(fā)電機(jī)運行的安全性和穩(wěn)定性。因此，必須加強(qiáng)對油溫的控制，防止油溫過高產(chǎn)生的重大經(jīng)濟(jì)損失，保證電力企業(yè)的健康發(fā)展。（2）使油壓裝置安全閥提早動作，延長壓油泵抽油時間。（3）使各機(jī)構(gòu)活動部件的竄油量增大，增加耗油量。（4）運行中，油泵大幅度起動或起動次數(shù)過多，都會直接影響油溫，導(dǎo)致油溫升高，增加了漏油、滲油現(xiàn)象的嚴(yán)重性，很可能會形成油溫不斷升高，并且伴隨漏油現(xiàn)象，這會直接影響油泵的安全性，大大縮短油泵使用年限，也會造成嚴(yán)重的安全事故。（5）油溫過高還會促使壓油罐產(chǎn)生裂紋，危及運行安全。

2.3 油溫過高原因查找

（1）利用紅外線感應(yīng)測溫儀對比機(jī)組運行狀態(tài)和停機(jī)備用狀態(tài)集油箱透平油的溫度變化，判斷熱量來源三種途徑究竟哪一種占主要地位。（2）停機(jī)備用狀態(tài)，觀察壓油泵啟動時間間隔和抽油時間，判斷調(diào)速系統(tǒng)耗油量和壓油泵效率。（3）停機(jī)備用狀態(tài)利用紅外線感應(yīng)測溫儀測量槳葉、導(dǎo)葉接力器進(jìn)油和回油管路的溫度差，區(qū)分槳葉、導(dǎo)葉接力器漏油、竄油。（4）停機(jī)狀態(tài)依次關(guān)閉壓力油罐各供油閥門，觀察壓力油罐的油壓力下降情況，區(qū)分各機(jī)構(gòu)的漏油、竄油，從而確定故障位置。

2.4 降低油溫對策

水輪發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)部油溫過高，會嚴(yán)重影響設(shè)備運行效率，降低供電質(zhì)量，并引發(fā)重大的安全事故，必須加強(qiáng)對影響油溫因素的分析研究，采取科學(xué)有效的方法減少對水輪發(fā)電機(jī)油溫的影響。（1）縮短壓油泵抽油時間。油泵抽油時間越長，對于油溫的影響就越大。導(dǎo)致抽油時間長短的主要因素包括油泵質(zhì)量差，導(dǎo)致工作效率低；油泵的流量較小，與設(shè)備所需油量不符。針對上述問題，可以通過更換大流量的油泵，提高油泵質(zhì)量，并注意合理調(diào)節(jié)安全閥，保證安全閥在油泵工作時，不會產(chǎn)生漏油、滲油的情況，降低安全閥產(chǎn)生的壓力對油溫的影響。（2）在機(jī)組備用狀態(tài)下，延長壓油泵起動時間間隔。水輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部油泵的頻繁起動或大幅度起動時，會產(chǎn)生大量的熱量，這時，可以通過更換活塞滑動密封環(huán)，降低油泵起動所產(chǎn)生的摩擦，降低熱量的產(chǎn)生，降低對油箱密封材料的影響，減少漏油、滲油的現(xiàn)象。同時，可以更換密封材料，采用耐高溫和耐磨性質(zhì)較好的材料，降低高溫對密封材料的侵蝕，防止安全隱患的產(chǎn)生，從而保證水輪發(fā)電機(jī)高效運行。（3）采用強(qiáng)迫降溫。強(qiáng)迫降溫是降低油壓裝置油溫過高最為直接也是最有效的方式，通過在油箱內(nèi)部安裝冷卻系統(tǒng)，或在回油管處安裝冷卻器，利用冷水對油箱內(nèi)部進(jìn)行降溫，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部元器件的配置要求，選擇最為適合的冷卻方式。

某軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組水電站，采取了更換新壓油泵，提高壓油泵工作效率，抽透平油時間從每次5min降低到每次1min。同時，更換受油器的止漏浮動銅瓦以及采用耐高溫、耐磨的耐油橡膠材料密封，減少受油器及其它機(jī)構(gòu)竄油、漏油，降低了油耗，使壓油泵在機(jī)組備用狀態(tài)下的抽油時間間隔從原來的7min延長到30min。

3 結(jié)束語

水輪發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)發(fā)電的重要設(shè)備，其中調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)部油溫過高是影響水輪發(fā)電機(jī)正常運行的關(guān)鍵。必須加強(qiáng)對油壓裝置油溫過高因素的分析研究，制定科學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)急預(yù)案，在油溫過高時，能夠第一時間降低油溫，減少油溫對水輪發(fā)電機(jī)的影響，從而保證電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量，提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)

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