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        水電站中壓空壓機(jī)潤(rùn)滑油乳化現(xiàn)象分析與處理

        2020-03-14 09:57:18妍,陳
        水電站機(jī)電技術(shù) 2020年2期
        關(guān)鍵詞:周寧曲軸箱中壓

        熊 妍,陳 明

        (1.華電福新周寧抽水蓄能有限公司,福建 寧德352100;2. 華電寧德電力開發(fā)有限公司,福建 寧德352100)

        0 引言

        壓縮空氣系統(tǒng)是水電站的重要輔助設(shè)備之一[1]。周寧電站位于福建省寧德市周寧縣境內(nèi),是穆陽溪流域梯級(jí)開發(fā)的第二級(jí)電站,安裝有兩臺(tái)容量125 MW、額定水頭400 m 的水輪發(fā)電機(jī)組,多年平均發(fā)電量6.58×109kW·h。電站現(xiàn)裝設(shè)有兩臺(tái)德國(guó)J.A.Becker&S?hne 公司生產(chǎn)的SV1101/64 型中壓空壓機(jī),W 型三缸,最大排氣壓力可達(dá)6.4 MPa;同時(shí)還設(shè)置有一個(gè)容積為4 m3的中壓儲(chǔ)氣罐,為機(jī)組調(diào)速器及主閥的油壓裝置提供中壓氣源,建壓儲(chǔ)能。該電站2 號(hào)中壓空壓機(jī)大修后頻繁發(fā)生曲軸箱潤(rùn)滑油乳化現(xiàn)象,乳化后的潤(rùn)滑油油色乳白、油質(zhì)呈冰激凌狀。潤(rùn)滑油品質(zhì)的下降給空壓機(jī)及電站的安全運(yùn)行帶來了嚴(yán)重的影響。本文對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行了描述,認(rèn)真分析造成該現(xiàn)象的原因,記錄該現(xiàn)象的處理過程。

        1 乳化機(jī)理研究

        油的乳化是指油在使用一段時(shí)間后,由于油中混入不相溶的液體而形成白色乳濁液的現(xiàn)象。油的乳化需要具備3 個(gè)條件:

        (1)具有互不相溶或不完全相溶的2 種液體。

        (2)具有乳化劑的存在。

        (3)具有形成乳化液的能量,如強(qiáng)烈的攪拌、循環(huán)、流動(dòng)等[2]。

        對(duì)于空壓機(jī)來說,曲軸箱潤(rùn)滑油乳化主要是潤(rùn)滑油里混入了水分;曲軸箱使用的潤(rùn)滑油中存在的添加劑,對(duì)潤(rùn)滑油和水都具有一定的親和能力,是不可避免的乳化劑;空壓機(jī)運(yùn)行時(shí),在曲軸攪拌作用下潤(rùn)滑油與水分充分混合,潤(rùn)滑油溫度上升,油水分界面張力降低,潤(rùn)滑油和水分就會(huì)離散成許多微?;ハ喾稚⑷雽?duì)方,此時(shí)如果潤(rùn)滑油和水分中含有親油基和親水基物質(zhì)則會(huì)加速潤(rùn)滑油乳化[3]。

        綜合以上乳化機(jī)理研究,空壓機(jī)曲軸箱潤(rùn)滑油乳化的3 個(gè)必備條件中,條件(2)和條件(3)是必然存在的,只有條件(1)是可控條件??諌簷C(jī)曲軸箱潤(rùn)滑油乳化最直接的原因是曲軸箱潤(rùn)滑油中混入了水分,尋找水分來源就成為解決潤(rùn)滑油乳化的突破口;防止水分進(jìn)入潤(rùn)滑油中,便可防止?jié)櫥腿榛?/p>

        2 乳化原因分析

        周寧電站2 號(hào)中壓空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示??諝饨?jīng)進(jìn)氣消聲過濾器進(jìn)入一級(jí)氣缸;一級(jí)氣缸壓縮后的壓縮空氣由一級(jí)冷卻器冷卻進(jìn)入一級(jí)氣缸出口氣水分離器,冷卻后產(chǎn)生的冷凝液由一級(jí)卸載閥經(jīng)排污管泄放排出,壓縮空氣則進(jìn)入二級(jí)氣缸;二級(jí)氣缸壓縮后的壓縮空氣由二級(jí)冷卻器冷卻進(jìn)入二級(jí)氣缸出口氣水分離器,冷卻后產(chǎn)生的冷凝液由二級(jí)卸載閥經(jīng)排污管泄放排出,壓縮空氣則進(jìn)入三級(jí)氣缸;三級(jí)氣缸壓縮后的壓縮空氣由三級(jí)冷卻器冷卻進(jìn)入三級(jí)氣缸出口氣水分離器,冷卻后產(chǎn)生的冷凝液由三級(jí)卸載閥經(jīng)排污管泄放排出,壓縮空氣則經(jīng)過出氣管進(jìn)入中壓儲(chǔ)氣罐。

        圖1 周寧電站2 號(hào)空壓機(jī)結(jié)構(gòu)圖a

        圖2 周寧電站2 號(hào)空壓機(jī)結(jié)構(gòu)圖b

        根據(jù)前文分析,空壓機(jī)曲軸箱潤(rùn)滑油乳化是液態(tài)水進(jìn)入曲軸箱而導(dǎo)致的,因此,導(dǎo)致空壓機(jī)曲軸箱潤(rùn)滑油乳化的原因可能有:

        (1)排污管堵塞,導(dǎo)致冷卻后產(chǎn)生的冷凝液無法排出。

        (2)某級(jí)氣缸出口氣水分離器故障,導(dǎo)致冷卻后產(chǎn)生的冷凝液無法排出。

        (3)某級(jí)氣缸出口卸載閥故障,導(dǎo)致冷卻后產(chǎn)生的冷凝液無法排出。

        (4)某級(jí)氣缸活塞環(huán)存在問題,導(dǎo)致密封不嚴(yán)實(shí),壓縮氣體中的水分在氣壓的作用下漏入曲軸箱。

        3 乳化現(xiàn)象處理

        3.1 電站維護(hù)人員檢查處理

        乳化現(xiàn)象的處理采用由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的排除原則,維護(hù)人員先后對(duì)下列部件進(jìn)行了檢查。

        (1)檢查排污管

        維護(hù)人員將周寧電站2 號(hào)中壓空壓機(jī)排污管拆卸下來進(jìn)行檢查。經(jīng)過檢查與試驗(yàn),排污管通暢無堵塞,狀態(tài)正常,說明此次曲軸箱潤(rùn)滑油乳化不是由于排污管的堵塞造成的。

        (2)檢查氣水分離器

        周寧電站2 號(hào)中壓空壓機(jī)共有三級(jí)氣水分離器。維護(hù)人員依次將一級(jí)氣水分離器、二級(jí)氣水分離器、三級(jí)氣水分離器拆卸下來進(jìn)行檢查。經(jīng)過檢查、清洗及擦拭,各級(jí)氣水分離器狀態(tài)正常,說明此次曲軸箱潤(rùn)滑油乳化不是由于某級(jí)氣水分離器的故障造成的。

        (3)檢查卸載閥

        周寧電站2 號(hào)中壓空壓機(jī)共有三級(jí)卸載閥。維護(hù)人員依次將一級(jí)卸載閥、二級(jí)卸載閥、三級(jí)卸載閥拆卸下來進(jìn)行檢查。經(jīng)過檢查與試驗(yàn),各級(jí)卸載閥動(dòng)作正常、無卡澀,油壓表指示正常,說明此次曲軸箱潤(rùn)滑油乳化不是由于某級(jí)卸載閥的故障造成的。

        至此,前文分析的可能造成空壓機(jī)曲軸箱潤(rùn)滑油乳化的4 個(gè)原因中已經(jīng)排除了前3 個(gè),極有可能是最后一個(gè)原因?qū)е碌那S箱潤(rùn)滑油乳化。由于檢查各級(jí)氣缸活塞環(huán)需要進(jìn)行空壓機(jī)氣缸解體,要由空壓機(jī)生產(chǎn)廠家的專業(yè)人員進(jìn)行,電站維護(hù)人員第一時(shí)間通知了生產(chǎn)廠家。

        3.2 空壓機(jī)生產(chǎn)廠家專業(yè)人員檢查處理

        周寧電站2 號(hào)中壓空壓機(jī)活塞及連桿組件示意圖如圖3 所示。經(jīng)空壓機(jī)生產(chǎn)廠家專業(yè)人員的檢查,發(fā)現(xiàn)一級(jí)氣缸中,一級(jí)活塞的第二道活塞環(huán)(圖3 中件5)與第三道活塞環(huán)(圖3 中件6)順序裝反。由于這兩道活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)是有略微差異的,裝反后造成活塞環(huán)與一級(jí)氣缸壁密封不嚴(yán),壓縮氣體中的水分在氣壓的作用下透過密封間隙進(jìn)入曲軸箱與潤(rùn)滑油混雜,導(dǎo)致潤(rùn)滑油出現(xiàn)乳化。

        活塞環(huán)順序裝反,極有可能是在上一次大修中,由于空壓機(jī)生產(chǎn)廠家技術(shù)人員的粗心大意而造成的失誤。將兩道活塞環(huán)的順序?qū)φ{(diào)回來,換入新的潤(rùn)滑油,經(jīng)過一段時(shí)間的觀察,2 號(hào)中壓空壓機(jī)運(yùn)行正常,潤(rùn)滑油油色、油質(zhì)正常,乳化現(xiàn)象排除。

        圖3 周寧電站2 號(hào)中壓空壓機(jī)活塞及連桿組件示意圖

        4 結(jié)語

        本文對(duì)周寧電站2 號(hào)中壓空壓機(jī)曲軸箱潤(rùn)滑油乳化現(xiàn)象進(jìn)行了描述,認(rèn)真分析造成該現(xiàn)象的原因,記錄該現(xiàn)象的處理過程,為今后處理類似問題積累了經(jīng)驗(yàn),對(duì)其他空壓機(jī)曲軸箱潤(rùn)滑油乳化現(xiàn)象的分析和處理具有一定的借鑒。

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