水電站發電機組壓油泵頻繁啟動的原因分析及處理

馬榮鋒

摘要：通過分析水電站壓油泵頻繁啟動的現象，通過人員、設備、環境、管理四個方面查找原因，對其進行處理并加強技術管理，達到了良好效果。

關鍵詞：發電機組 、壓油泵、頻繁啟動;原因分析;處理

0 引 言

某水電站裝有2臺單機容量為6MW的燈泡貫流式機組，每臺機組各設一臺微機型雙調調速器。由一個2.5立方的壓油罐提供操作油壓。機組壓油裝置在水電廠是重要的水力機械輔助設備，其主要作用是為水輪機組調速系統提供高壓動力油源。因此油壓的穩定直接影響著機組的安全可靠運行。電站1號機組投產發電至今已有15年，近幾年壓油泵啟動頻繁，有逐年上升的趨勢。現在平均每15分鐘左右啟動一次，嚴重影響機組的穩定運行，且浪費廠用電。因此，找出機組壓油泵頻繁啟動的原因，減少壓油泵啟動次數，對水電廠安全生產有重要的意義。

1 機組壓油泵頻繁啟動情況及其危害

根據機組運行日志分析，1號機組壓油裝置壓油泵每天平均需運行91次，每15分鐘運行一次，每天平均需運行119分鐘。啟動非常頻繁，壓油裝置只能保持正常油壓15分鐘。

由于油泵啟動頻繁致使透平油持續受到油泵高速轉動螺桿傳動間隙的擠壓，最終造成整個油槽油溫不斷上升，最高時達到61℃，加速了透平油的老化及液壓閥活塞腔內密封性能的下降，導致活塞上下腔出現竄壓。啟動頻繁又使得壓油裝置長期疲勞運行，故障率提高，增加了運行及維護人員的勞動強度。

2 原因分析

2.1 人員

2.1.1如果壓油裝置壓力開關或變送器啟停壓力位校驗不準確，使啟停之間壓力過窄，必然會使油泵頻繁啟動。

2.1.2運行人員加減負荷幅度過大，致使機組超調量過大，也會使油泵頻繁啟動。

2.2 設備

2.2.1機組頻繁調整負荷

調速器如果部分參數設置不合理會引起機組頻繁調整負荷，則調速器操作接力器動作導葉，同時聯動操作槳葉，壓力油經過調速器和接力器回到集油槽。機組負荷頻繁調整，油泵啟動頻繁也就屬正常現象。

2.2.2 壓油裝置本身缺陷

在機組停機或負荷沒有變動的情況下，油泵仍頻繁啟動，那么壓油裝置本身存在缺陷也是可能的。如排油閥關閉不嚴、油泵組合閥有缺陷而產生回油現象;或壓油裝置補氣閥、安全閥等處漏氣。

2.2.3 導葉接力器、槳葉接力器及受油器串油

如果導葉接力器、槳葉接力器及受油器這些液壓傳動部件有問題，比如活塞與缸體之間間隙過大、活塞密封圈損壞等使壓力油在開、關腔之間產生串油，或受油器的上下腔“O”型密封圈損壞及上下浮動瓦磨損量過大，使受油器的上腔與下腔產生竄油，這些都會致使機組在運行時出現抽動頻繁及負荷頻繁調整，最終大大增加了機組的耗油量，引起油泵啟動頻繁。

2.2.4 槳葉輪轂漏油

如果槳葉輪轂轉動部分的密封材料破損或老化，引起槳葉輪轂滲油嚴重，也會增加油泵啟動次數。

2.2.5 調速器串油

如果調速器引導閥、中間接力器、主配壓閥這些液壓傳動部件磨損較大，部分參數設置不合理，尤其是液壓傳動部件的活塞與缸體之間間隙太大，就會使壓力油從壓力腔慢慢經過間隙進入回油腔，從回油管回到集油槽。這樣，壓力油槽油壓和油位自然就下降，油泵也必然因此而頻繁啟動。

2.3 環境

2.3.1如果油溫過高就會加速密封材料的老化，使調速系統管路接口滲油、漏油及槳葉受油器等方面的串油加重，最終引起油泵頻繁啟動。

2.3.2 密封材料不合格或過期老化，都會加重調速系統管路接口滲油或漏油及槳葉受油器的串油，這些都會增加油泵啟動的次數。

2.4 管理：

2.4.1 沒有定期的培訓制度，致使相關人員的業務水平較低，造成設備校驗不準確或操作不規范等，最終導致油泵頻繁啟動。

2.4.2 沒有定期的設備維護制度，導致設備的定期維護不到位。如壓油裝置壓力開關、變送器如果長期未校驗就有可能使啟停壓力位變化，最終導致油泵啟動次數的增加。

3 要因確認

某電站1號機組調速器自投產運行至今已15年，由于以前油質精度不夠，致使調速器引導閥、中間接力器、主配壓閥這些液壓傳動部件磨損嚴重，機組檢修時通過密封調速器進出回油管試驗發現油泵啟動間隔時間仍變化不大，可以判斷調速器液壓傳動部件的活塞與缸體之間間隙太大，使壓力油從壓力腔慢慢經過間隙進入回油腔，從回油管回到集油槽。這樣，壓力油罐油壓和油位自然就下降，油泵也必然因此而頻繁啟動，并導致油溫過高，油溫過加劇透平油粘度下降，進一步引起漏油加大，形成惡性循環。

4 問題處理

4.1 設定目標

油泵啟動間隔大約15分鐘，即油壓從停泵壓力（4.0MPa）下降至啟動壓力（3.50MPa）只需15分鐘，比投產時的45分鐘整整縮短了30分鐘。因此為保證機組安全運行及黑啟動的要求，將改進的目標值定為壓油泵啟動次數由91次下降至36次范圍以內（即油泵啟動時間間隔為40分鐘左右）

目標值論證：

4.1.1必要性分析：

4.1.1.1壓油泵的頻繁啟動，使壓油泵及電接點壓力表等電子元器件故障率大幅提高;壓油裝置只能保持正常油壓15分鐘，如果發生故障或事故，將嚴重影響機組的安全穩定運行，特別影響黑啟動的成功。

4.1.1.2 公司大力倡導節約意識，積極開展節能增效主題實踐活動。

4.1.2可行性分析：

4.1.2.1 針對調速系統中磨損較大、技術落后的設備進行技術革新;在調速系統及主閥等處積極推廣使用防腐、耐磨的新一代復合密封材料。

4.1.2.2嚴格執行安全生產現場監督制度，專責現場監督人員對檢修過程中的檢修工藝、質量進行全程監督，把好檢修工藝、質量關。

由于機組投產時油泵的啟動間隔為44分鐘，因此，我們對壓油泵頻繁啟動的原因進行細致的調查，通過認真分析，尋找問題所在，并提出解決方案加以解決。

4.2實施改造過程

確定1號機組調速器本身原因后決定對1號機組調速器進行改造后，對調速器生產廠商進行調查，對兄弟水電廠調速器的運用情況進行調研，最終選用某設備廠家生產的雙微機SWT-2000型雙調調速器。

它的主要特征和優點是：

（1）有效的提高傳統PID控制算法在離散化和數字量化后所發生微死區增大和有效帶寬變窄的問題.

（2）為水輪機水力系統產生水力振蕩提供有效的抑制能力，改善調節品質，兼顧高頻和低頻動態要求。

（3）提高水輪機調速器對于電力系統低頻振蕩的抑制能力。

確定1號機組調速器的型號后，經過招投標等手續簽訂合同后，制定周密技術方案和施工方案書，對1號機調速系統進行改造。

改造后按照水電廠調速器的國家標準對1號機調速系統進行調試，各項指標均達到或超過國標的要求。各參數設置以后規定現場人員嚴禁更改調速器設定參數。

4.3效果檢查

4.3.1從表1統計得出（出自運行日志），1號機組調新調速器在正常運行負載穩定工況下，要62分鐘以上才打油，停機備用狀態下，每天只運行15次以下。大修前每天大約打油90次，運行總時間需180分鐘，現在每天平均打油15次，運行總時間需要32分鐘。以壓油泵額定功率30KW，粗略計算每年大約可節約27400KWh左右，單項節電率達70﹪，對比可以節省大量的廠用電，符合國家節能減排的時代要求。

4.3.2油溫下降至環境溫度的范圍，使透平油使用周期延長，節約用油，減少對環境的污染。

4.3.3壓油裝置保持正常工作油壓的時間達62分鐘以上，這為黑啟動贏得事故處理時間。

5 結束語

通過分析某電站1號機組壓油泵頻繁啟動的原因，找出影響較大因素，對其進行相應技術改造，減少壓油泵啟動次數，達到了預期效果，保證機組安全穩定運行，可以為同類型電站作為參考。

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