立式混流水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器壓油泵頻繁打油分析及處理

楊康 張靖明 王瑾

摘要：本文主要是以中小型立式混流水輪發(fā)電機(jī)組為例，全面對調(diào)速器壓油泵打油頻繁進(jìn)行的原因進(jìn)行了分析，并且對處理方法等內(nèi)容進(jìn)行解說。對于機(jī)組的安全運(yùn)行，節(jié)能降耗具有一定的學(xué)習(xí)參考以及借鑒價(jià)值。

關(guān)鍵詞：中小型立式混流水輪發(fā)電機(jī)組、調(diào)速器系統(tǒng)、頻繁打油、節(jié)能增效

1、引言

華安水力發(fā)電廠二廠裝設(shè)有兩臺立式混流水輪發(fā)電機(jī)組，于2013年投產(chǎn)運(yùn)行，總裝機(jī)容量為2×40MW。水輪機(jī)型號：HLX75E-LJ-309，發(fā)電機(jī)型號：SF40—30/6100。投產(chǎn)幾年后，經(jīng)運(yùn)行人員反映，二廠5號機(jī)組調(diào)速器壓油泵打油間隔變短。由原來的半個(gè)多小時(shí)變成十分鐘，打油間隔時(shí)間縮短三分之二。這是一個(gè)非常大的安全隱患，影響了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2、調(diào)速器壓油泵打油頻繁的原因分析

2.1壓油泵打油頻繁的危害

華安水力發(fā)電廠二廠單臺機(jī)組調(diào)速器系統(tǒng)有兩臺油泵。一臺投入，一臺備用，并定期進(jìn)行倒換。調(diào)速器壓油泵打油頻繁問題在水電站中是相對比較常見的故障類型之一，有較大的安全威脅。

壓油泵打油頻繁主要危害有：

（1）調(diào)速器壓油泵頻繁打油會使油處于一個(gè)快速的循環(huán)過程，導(dǎo)致油溫偏高，并且溫度降不下來。高油溫以及快速的油循環(huán)會加速透平油的乳化，使油產(chǎn)生變質(zhì)，同時(shí)會破壞壓油泵、組合閥、接力器等設(shè)備的密封件的密封效果，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致壓力油泄漏引起機(jī)組事故低油壓。

（2）調(diào)速器壓油泵頻繁打油會縮短油泵以及電機(jī)的使用壽命。發(fā)熱嚴(yán)重時(shí)，可能造成油泵損壞和電機(jī)損壞。

（3）調(diào)速器壓油泵頻繁打油會增加很大一部分廠用電的消耗，浪費(fèi)了電能。

（4）壓力油在循環(huán)過程中，會與空氣中的水混合，水分會腐蝕接力器活塞、管路、主配壓閥等設(shè)備，相對縮短了調(diào)速系統(tǒng)各零部件的使用壽命。

調(diào)速器壓油泵打油頻繁造成的這些危害不僅增加了檢修維護(hù)的成本而且增加了大量的設(shè)備維護(hù)工作量，同時(shí)它也是一個(gè)較大的安全隱患。

2.2初步分析壓油泵打油頻繁原因

針對調(diào)速器壓油泵打油頻繁問題，查閱調(diào)速器系統(tǒng)圖、詢問廠家以及結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析。立式混流水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器系統(tǒng)壓力油主要路線是：壓油罐—主配—事故配—接力器。

在水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，從五個(gè)角度進(jìn)行分析：

（1）機(jī)組在運(yùn)行中波動(dòng)較大，需要壓力油頻繁參與調(diào)節(jié)，使壓力油的壓力下降速度過快，導(dǎo)致壓油泵頻繁打油。經(jīng)觀察，機(jī)組在穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行或停機(jī)狀態(tài)下打油依然頻繁，所以排除壓力油參與調(diào)節(jié)機(jī)組穩(wěn)定而導(dǎo)致頻繁打油。

（2）調(diào)速系統(tǒng)的某部位發(fā)生了漏氣導(dǎo)致打油頻繁。通過觀察調(diào)速器壓油罐的油位可以發(fā)現(xiàn)，壓油罐油標(biāo)顯示的油位是處于一個(gè)正常值的高度。如果是漏氣引起的壓力降低，則會出現(xiàn)調(diào)速器壓油罐的油位偏高，而非處于一個(gè)正常油位，所以壓油罐漏氣可以排除。

（3）調(diào)速器壓油罐的壓力定值的的改變也有可能導(dǎo)致油泵打油頻繁。當(dāng)壓力定值區(qū)間變小，打油的頻率會加快。經(jīng)過二次人員的核對，定值未更改，排除由于定值區(qū)間的改變引起打油頻繁問題。

（4）油泵效率偏低以及電機(jī)故障的猜想可以直接排除。因?yàn)橛捅么蛴托势筒粫淖兇蛴偷拈g隔時(shí)間，改變的是打油時(shí)長。

（5）現(xiàn)在只剩下一種可能，那就是漏油引起的打油頻繁現(xiàn)象。對所有管路、連接法蘭等位置進(jìn)行檢查后，未發(fā)現(xiàn)有漏油點(diǎn)，所以可以排除外漏的可能性。

2.3進(jìn)一步檢查原因并制定處理方案

調(diào)速器壓油泵頻繁打油排除外因引起的，那只剩下內(nèi)部漏油。

（1）先對調(diào)速器壓油罐的密封性進(jìn)行試驗(yàn)。在機(jī)組停機(jī)狀態(tài)下，手動(dòng)將油壓打到合適范圍內(nèi)，關(guān)閉調(diào)速器主油閥以及接力器鎖錠進(jìn)油閥。記錄此時(shí)的壓力油罐的壓力值。每隔10分鐘進(jìn)行壓力值的記錄。經(jīng)過分析壓油罐密封性試驗(yàn)的數(shù)據(jù)可得：壓力油罐密封性良好，不存在壓油罐漏油現(xiàn)象發(fā)生。

（2）調(diào)速器主配壓閥可能出現(xiàn)問題。可能是主配壓閥的閥芯和閥套有缺陷，或者是存在鐵屑或其他臟污影響了主配壓閥的正常工作。（主配壓閥結(jié)構(gòu)圖如下圖所示）

對調(diào)速器的主配壓閥進(jìn)行分解，對主配的閥套以及閥芯進(jìn)行清洗檢查。發(fā)現(xiàn)閥芯和閥套未出現(xiàn)損壞。將調(diào)速器用油更換或過濾，并清掃油槽并更換調(diào)速器油過濾器濾芯，然后對調(diào)速器壓油罐進(jìn)行建壓。隨后進(jìn)行觀察，看油泵打油間隔時(shí)間是否有變長。觀察油泵啟停時(shí)間曲線發(fā)現(xiàn)，油泵的打油時(shí)間間隔雖有少許的延長，但這不是要因。

（3）上述這些都不是要因的情況下，那就只有可能是調(diào)接力器存在缺陷。接力器存在故障只有兩種情況：①接力器內(nèi)部腔體和活塞有損壞，密封性變差，從而導(dǎo)致開腔側(cè)與關(guān)腔側(cè)串油，形成回路，通過油管流入油槽內(nèi)。②接力器活塞密封圈破損，從而導(dǎo)致密封性能嚴(yán)重下降，壓力油進(jìn)入接力器一側(cè)的腔體后立即從另一側(cè)腔體流出，壓力油無法在單側(cè)腔體內(nèi)保持壓力，所以需要持續(xù)通過壓油罐進(jìn)行補(bǔ)充壓力油，從而導(dǎo)致壓油罐壓力下降速度過快，為了補(bǔ)充壓油罐壓力，所以調(diào)速器壓油泵啟動(dòng)頻繁。

經(jīng)過接力器的解體檢查，發(fā)現(xiàn)接力器活塞密的橡膠封圈硬化老化嚴(yán)重，不能起到密封的作用，需聯(lián)系生產(chǎn)廠家進(jìn)行供貨，對舊橡膠密封圈進(jìn)行更換處理。（帶鎖錠側(cè)接力器如下圖所示）

3、更換接力器活塞密封圈后的效果

按此方法處理后，機(jī)組接力器使用至今已有九個(gè)月時(shí)間，目前壓油泵打油頻繁現(xiàn)象已得到了解決，未檢修前，油泵打油間隔時(shí)間是十分鐘，更換完接力器活塞密封圈后，油泵打油間隔時(shí)長將近30分鐘。

此次更換的密封圈為新型材料（接力器活塞密封圈如下圖所示），使用壽命理論

上達(dá)到十年以上，解決了對調(diào)速器壓油泵、油泵電機(jī)以及接力器頻繁檢修維護(hù)工作。有效減少了檢修維護(hù)人員的工作量和維護(hù)成本，消除了的安全隱患的同時(shí)大大提高了設(shè)備的可靠性，提高了電站的安全文明穩(wěn)定生產(chǎn)水平。

4、結(jié)束語

調(diào)速器壓油泵隨著使用年限的增加，打油間隔時(shí)長縮短現(xiàn)象在立式水輪發(fā)電機(jī)組中時(shí)有發(fā)生。隨著企業(yè)對安全文明生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的提高，機(jī)組以及輔助設(shè)備的較大缺陷都是不允許存在的，所以需要及時(shí)有效的進(jìn)行消缺處理，這是檢修維護(hù)人員的任務(wù)，也是保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提條件。希望華安水力發(fā)電廠二廠調(diào)速器壓油泵頻繁打油缺陷處理的過程和總結(jié)為同類型的機(jī)組缺陷消除起到了引導(dǎo)和啟發(fā)的作用，具有很強(qiáng)的參考借鑒價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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