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

        2015-05-30 21:47:02吳迪
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年2期
        關(guān)鍵詞:水輪發(fā)電機

        吳迪

        摘 要:在經(jīng)濟與科技力量的支持下,水輪發(fā)電機技術(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;調(diào)速系統(tǒng);油壓裝置;油溫過高

        發(fā)電機的調(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)濟損失和人員傷亡。水輪發(fā)電機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)電機的調(diào)速系統(tǒng)能夠保證水輪發(fā)電機運行的安全穩(wěn)定,保證電力系統(tǒng)的正常運行。

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

        水輪發(fā)電機調(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)電機組的開停機、頻率和負(fù)荷調(diào)節(jié)。水輪發(fā)電機調(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)濟損失,嚴(yán)重威脅工作人員的生命安全。因此,必須加強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,加強對設(shè)備內(nèi)部各個元器件的檢查和維護,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)電機的正常運行。(3)接力器也是影響水輪發(fā)電機系統(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,加強對接力器的日常維護,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)電機運行的安全性和穩(wěn)定性。因此,必須加強對油溫的控制,防止油溫過高產(chǎn)生的重大經(jīng)濟損失,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)測溫儀對比機組運行狀態(tài)和停機備用狀態(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)在機組備用狀態(tài)下,延長壓油泵起動時間間隔。水輪發(fā)電機系統(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)電機高效運行。(3)采用強迫降溫。強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構(gòu)竄油、漏油,降低了油耗,使壓油泵在機組備用狀態(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)電機正常運行的關(guān)鍵。必須加強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)濟效益和社會效益。

        參考文獻

        [1]劉淑芬,張新華,徐威.水輪機調(diào)速仿真系統(tǒng)[J].水電自動化與大壩監(jiān)測,2011.

        [2]馮敏.談?wù)駝訉C組轉(zhuǎn)輪運行的影響[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2014.

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