直崗拉卡電站1號機組調速器系統油溫過高分析及處理

杜禮斌

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發有限公司，青海 尖扎 811999）

直崗拉卡電站1號機組調速器系統油溫過高分析及處理

杜禮斌

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發有限公司，青海 尖扎 811999）

摘要：詳細介紹直崗拉卡水電站1號機調速器系統油溫過高故障的分析與處理過程，并歸納總結了解決此類故障的方法。

關鍵詞：水電站；調速器；油溫過高；感壓閥；原因分析；處理建議

1概述

直崗拉卡水電站位于青海省尖扎縣的黃河干流上，上距李家峽水電站7km，下游為康揚水電站，是黃河上游梯級開發的中型水電站之一。距青海省西寧市公路里程109km。直崗拉卡水電站工程的主要任務是發電。水庫正常蓄水位2050m，總庫容1540萬m3，電站額定水頭12.5m，總裝機容量190MW，安裝5臺單機容量為38MW的燈泡貫流式水輪發電機組，多年平均發電量7.619億kW·h，年利用小時數4010h。

2設備概述

電站初期采用的調速器為天津阿爾斯通水電設備制造廠生產的NEYRPIC1500型雙調節微機調速器；主要由微機控制部分與機械液壓部分組成。調速器液壓部分主要由調速器油箱、壓力油罐及輔助部件組成，包括2臺螺桿泵組和空載系統、導葉控制系統、槳葉控制系統、壓力油罐控制系統及自動控制元件等。經過幾年的運行，調速器有很多缺陷，后經公司決定，對調速器進行了改造，改造后為長江三峽能事達電氣公司生產的調速器，主要內容為調速器電調部分，調速器主配壓閥，分段關閉裝置，事故配壓閥，保留原有的油壓裝置。

用來向調速器系統供油的2臺螺桿泵組為一主用一備用，在機組運行期間連續運行，靠空載系統（由感壓閥30A及空載閥40A組成）來控制電機泵組的運行狀態，使其負載或空載運行，空載閥40A處于關閉位置，油泵打油給壓力油罐補油，建壓;當系統壓力達到6.3MPa時，感壓閥30A反向動作導致空載閥40A打開，油泵泵出的油經空載閥40A的排油管排至調速器油箱（見圖1）。

圖1機組調速器空載系統運行狀態示意（左：泵組空載，右：泵組負載）

3故障現象

自改造以來，調速器運行正常，無重大缺陷，2014年4月，運行過程中發現電站1號機組調速器油箱油溫偏高，為保證機組安全穩定運行，人為采取了限制機組出力、停機降溫等非常措施，但機組運行時調速器系統油溫還是時常處于49℃，現場以手觸摸油箱外壁，明顯感覺比其他機組油箱溫度高;用紅外測溫儀測量，油溫比其他正常機組偏高8℃～10℃，槳葉操作油管路的溫度也比較高，且管路發出規律的“哧哧”聲。另外，與槳葉操作油管相連的受油器本體溫度也較高，外壁實測溫度在46℃以上。這些現象表明，1號機組調速器系統存在油溫偏高故障。調速器系統管路、油罐等部分壓力顯示正常，檢查油泵和調速器系統其他部分，未見異常。

4故障原因分析

（1）機組運行工況不良及頻繁調節導槳葉控制系統，導致調速系統管路充油頻繁，油與管路內壁及油內部分子摩擦，使油溫升高。

（2）調速器油箱內部管路接頭處有漏油，相關電磁閥、液壓操作系統內部有串油等，使油泵頻繁啟動，油泵泵油時間增長，油箱油溫升高。

（3）空載系統中感壓閥的整定值發生偏移（如內部彈簧剛度減弱)，會導致空載系統控制電機泵組長時間運行在空載狀態，即調速器壓力油只在油箱內部循環，油箱油溫升高。

（4）油系統有雜質，造成調速器系統閥組發生卡阻。如空載閥發生卡阻，閥組無法關閉或者關閉不嚴，電機泵組泵油效果不良，使系統壓力不足以讓油泵停止運行，這樣也會造成調速器壓力油只在調速器油箱內部循環，油箱油溫升高。

（5）油泵出口安全閥動作值變低、感壓閥動作值變高，導致油泵不能向壓力油罐補油，雖然油泵處于打油狀態，但壓力油卻通過安全閥溢流回調速器油箱，導致調速器油箱油溫升高。

（6）當油溫升高到一定程度，會使油質劣化，粘度降低，系統的漏油、串油量增大，使油泵起動次數進一步增加，泵組運行時間進一步增長，溫度繼續升高，形成惡性循環。

5故障處理

（1）拆出空載閥組，試驗感壓閥和空載閥的動作可靠性、校驗整定值。試驗表明，閥組動作正常，但試驗過程中發現感壓閥整定值發生偏移，其動作區間差值只有0.16MPa，這是不正常的。如前所述，空載系統控制電機泵組負載或空載運行，當系統壓力在6.1～6.3MPa時泵組負載打油，而閥組整定值區間變小，勢必會造成泵組頻繁啟動，空載時間增長，使系統油溫升高。

（2）在機組運行時，打開調速器油箱蓋查看泵出口安全閥排油口，未見有油流出，表明安全閥工作正常。查看油箱內各油管路接頭等連接部位，亦未見有破裂及往外漏、冒油等故障現象。相關閥組動作試驗正常，同時，進行了閥組清洗，確保其動作可靠、準確。

（3）拆解機組受油器時發現，用于隔開槳葉操作油路管腔的浮動瓦內環壁有磨損現象，某些部位的劃痕深度達到0.13mm，擋油環的O型密封圈亦有磨損;用塞尺實測，間隙大致在0.2～0.36mm之間，超過了安裝控制允許值，兩個管腔串油在所難免。

綜上所述，確認引起電站1號機組調速器系統油溫高的原因是感壓閥整定值區間偏移變小和槳葉操作油管路兩個管腔串油。機組運行過程中，油泵空載時間增長和頻繁啟動，油流長時間在油泵、空載閥和調速器油箱間不斷循環，持續受油泵擠壓，系統油溫勢必升高;而兩個管腔之間串油，致使槳葉操作系統頻繁調節，調速系統管路充油頻繁，油與管路內壁及油內部分子長時間摩擦，系統油溫升高。

針對上述結果，先是校正感壓閥整定值，調整感壓閥彈簧壓緊程度，使其動作區間值為0.2MPa，并清洗閥組。然后，將調速器系統油完全過濾，保證油質干凈不含雜質。最后盤車檢查，確保受油器導向頭擺度符合規程要求;更換新的浮動瓦及擋油環的O型密封圈，控制安裝間隙在允許范圍內，處理完畢后，調速器系統充油，手動啟動調速器油泵和循環油系統，保證閥組動作可靠無抽動抖動現象，操作油路內無空氣。開機試運行48h，機組運行正常，油溫降至正常范圍。

6調速器感壓閥建議改造為組合閥

針對此種形式的調速器及油壓裝置，主要出現的問題為，油泵電機為不間斷運行，油泵空載時間增長和頻繁啟動，油流長時間在油泵、空載閥和調速器油箱間不斷循環，持續受油泵擠壓，系統油溫勢必升高；而兩個管腔之間串油，致使槳葉操作系統頻繁調節，調速系統管路充油頻繁，油與管路內壁及油內部分子長時間摩擦，系統油溫升高。感壓閥及空載閥等因油質不合格等發生的卡阻現象，閥組無法關閉或者關閉不嚴，電機泵組泵油效果不良，使系統壓力不足以讓油泵停止運行，這樣也會造成調速器壓力油只在調速器油箱內部循環，油箱油溫升高。

組合閥是一種具有卸荷、安全、止回等功能的液壓裝置，被廣泛地應用在供油裝置的油泵出口，它的性能好壞直接影響到整個油壓裝置的性能，是供油裝置中重要的液壓元件。組合閥不僅能解決油壓裝置中安全閥動作不穩定、噪聲大、油泵啟動沖擊大及滲漏點多的問題，而且集成化程度高、體積小、結構緊湊、密封性好、過流能力大、使用壽命長。組合閥中先導控制部分，有兩種先導閥方式，安全閥采用機械式先導閥，以保證油壓裝置系統可靠、穩定和安全運行。旁通閥（卸荷閥）采用電磁鐵型先導閥，較為先進的電磁閥先導控制方式，可構成油泵在啟動時，靠電磁鐵的通斷使主閥卸荷，達到空載啟泵，有效的保護電機泵組及整個油源系統的安全。

根據組合閥的功能，完全滿足調速器油壓裝置的要求，建議有條件的使用單位將調速器油壓裝置出口的感壓閥、卸載閥、安全閥，更換為現在各電廠應用成熟的組合閥。

7結語

調速器系統運行是否正常是機組可靠、穩定運行的重要決定性因素之一。油溫高會導致油劣化、粘滯性減小、膠質密封件老化等問題，也會影響液壓操作系統的可靠性和穩定性。因此，當發現系統油溫高時應及時處理。針對油系統溫度高的可能原因，可以通過“望、聞、問、切”等方法來查找，“看”管路及閥組有無滲漏；“聽”系統中各部分的工作聲音是否正常；“問”運行人員有什么異常情況和故障表現;通過“摸”來檢查個部件的溫度和振動情況。

調速器系統作為機組的重要控制系統，應該多巡視、多聽，精心維護，以此來保證機組的穩定持續運行和備用率。

參考文獻：

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[6]GB/T9652.2-1997水輪機調速器與油壓裝置試驗驗收規程[S].

中圖分類號：TK730.4+1

文獻標識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）12-0050-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.12.018

收稿日期：2014-07-31

作者簡介：杜禮斌（1983-），男，助理工程師，從事水電站機械安裝、檢修技術管理工作。