淺談燈泡貫流機組潤滑油系統運行與維護

黃勇 邵尤謙

(江西中電投峽江發電有限公司,江西南昌 330038)

淺談燈泡貫流機組潤滑油系統運行與維護

黃勇 邵尤謙

(江西中電投峽江發電有限公司,江西南昌 330038)

隨著我國社會經濟的發展,電力需求越來越大。高水頭水力資源基本開發完畢,為了滿足經濟迅速發展的能源需求,人們轉而開發低水頭水力資源。燈泡貫流式水電站是開發低水頭水力資源最好的方式。峽江水電站位于吉安地區峽江縣境內,是一座燈泡貫流式水電站。潤滑油系統作為機組輔助系統,為機組軸承提供潤滑和冷卻作用,其運行可靠性直接影響到機組的運行安全。因此針對峽江電站軸承潤滑油系統的結構及運行維護要點進行簡要的介紹及分析。

燈泡貫流機組 軸承潤滑油系統 運行維護

1 工程慨況

峽江水利樞紐工程，是鄱陽湖生態經濟區建設的重點水利樞紐工程之一，也是中國目前在建的大型水利樞紐工程項目。

峽江工程共裝9×40MW燈泡貫流水輪發電機組，其中5臺機組為天津阿爾斯通生產，其發電機型號為SFWG40-84/8820，水輪機型號為GZ4BNXJ-WP-780，轉輪直徑為7800mm。天津阿爾斯通生產機組目前在同類型水輪發電機組中其轉輪直徑屬亞洲最大。

2 簡述

潤滑系統主要給發電機組合軸承、水導軸承輸送潤滑油，故又稱軸承供油系統，該系統包括一個軸承潤滑油系統和一個高壓力油系統兩部分。這兩部分運行時共用一個油箱，有兩臺潤滑油泵;兩臺高壓油泵。

軸承供油系統的作用:

(1)在軸承間或滑動部分間形成油膜，以潤滑油內部摩擦代替固體間的干摩擦，從而減少設備的發熱和磨損，延長設備的壽命，保證設備的性能和安全，即潤滑作用;(2)設備轉動部件因摩擦所消耗的機械能轉換為熱能，使其溫度升高，通過熱對流的形式將熱量傳出，在潤滑油冷卻器處將熱量通過熱傳導的形式傳給冷卻水，從而使油和設備(主指推力瓦)的溫度不致升高超過規定值，保證設備的安全運行，即散熱作用。

圖1 峽江6號機組軸承潤滑油系統圖

軸承潤滑系統由軸承低位油箱、軸承高位油箱、兩臺油泵、兩臺油冷卻器、一臺雙油過濾器、發電機主供油閥、測溫測流元件等組成。

與立式機組相比，燈泡貫流機組油系統的潤滑油系統相對復雜得多，其控制方式具有一定的特殊性，筆者主要通過對峽江水電廠天津阿爾斯通生產的6號機組軸承潤滑油系統的結構、運行控制分析，以及調試中故障分析處理，來說明燈泡貫流機組潤滑油系統運行維護特點。

3 峽江6號機組軸承潤滑油系統結構、運行控制分析

峽江軸承潤滑油系統是典型的貫流機組潤滑油系統，主要由軸承低位油箱泵站(含潤滑低壓油泵、高壓頂起油泵)、高位油箱、低位油箱、油過濾器、潤滑油冷卻器、單向閥、溢流閥、截止閥、相關管路、自動化元件組成。圖1為峽江6號機組潤滑油系統圖。

3.1 峽江潤滑油系統結構特點

峽江軸承潤滑油系統有三大結構特點，一是將漏油箱與軸承低位油箱泵站分開獨立設置;二是將油過濾器，機組潤滑油冷卻器、單向閥、安全閥、壓力和液位監視都集中在軸承低位油箱泵站上;三是配置相對應的機組低位油箱泵站集散控制系統(PLC控制方式)，合理配置油系統所需要安裝的壓力、油溫和液位自動化元件，并將各元件接線集中在泵站端子箱中，這樣既方便現場安裝，節省安裝空間和時間，又有利于電站運行和日常維護。

3.2 峽江軸承高位油箱油位及潤滑油泵的運行控制

潤滑油系統設有高位油箱和低位油箱，高位油箱安裝位置根據機組工作水頭及軸承供油油壓確定，峽江電站高位油箱安裝位置比機組中心線高23.3米，以取得轉輪槳葉密封內外壓力均衡的要求，防止河水壓壞槳葉密封進入轉輪體內。潤滑油通過高位油箱存儲一定的油量，然后靠油自身的重力作用自動流入軸承，這樣即可以保證供油可靠性又能穩定油壓。因此對軸承高位油箱油位的控制是確保機組潤滑油系統正常工作的基礎。

電站高位油箱的油位控制，是根據機組運行狀態以及高位油箱油位情況進行自動控制的。(1)機組正常運行狀態:主用軸承油泵保持啟動，確保高位油箱油位在運行油位，當高位油箱油位下降到起備用泵油位時，軸承油控制系統自動啟動備用油泵，保持兩臺油泵同時工作。恢復高位油箱油位至正常運行油位后，備用油泵停止，主用油泵繼續工作，保證機組開機狀態潤滑油供油量正常。(2、機組停機備用狀態:油泵根據高位油箱油位變化情況自動啟停，以補充因閥門關閉不嚴而滲漏的潤滑油，保證高位油箱油位正常。減少因高位油箱油位低而增加的開機等待時間，提升機組開機成功率。高位油箱的事故停機油位必須保證機組在兩臺油泵不能正常啟動時能安全停機，一般要求能供5-10分鐘軸承用油量，保證機組在事故停機過程中不會因潤滑油中斷而燒毀軸瓦。

在高位油箱設有四個油位接點，自上至下分別定義為油位高、

············油位正常、油位低和油位過低信號。油位正常信號內一臺油泵啟動，油位下降到油位低以下且機組運行時啟動備用油泵，當兩臺油泵同時啟動時，油位到達油位高接點位置時，退出備用油泵。當油位降至油位過低接點位置時觸發機組高位油箱低油位事故停機。

高位油箱設有溢油管道，油箱溢流能力要大于機組運行時單臺油泵供油能力與機組軸承總供油能力總量之差;同時溢流能力要等于或小于機組運行時兩臺油泵供油能力與機組軸承總供油能力總量之差且溢流面高于油位正常位置，以保證高位油箱在正常工作時不出現跑油。

3.3 峽江高壓油頂起的控制

高壓油頂起系統，主要是保證在啟動和停機過程中，機組在低轉速區時，能在主軸與軸瓦間建立油膜以保護軸瓦燒毀。峽江電站機組在開機時就啟動高壓油頂起系統，因高壓油頂起油泵在低位油箱處離機組軸承較遠，高壓油頂起系統建壓有一定的延時。為充分發揮高壓油頂起系統的作用，提高機組運行可靠性，在機組開機令發出時就投入高壓油頂起系統，并把監控檢測高壓油頂起油壓是否正常，作為調速器動作的必要條件。調速器動作后當機組轉速上升至90%額定轉速時退出高壓油頂起系統;燈泡貫流式機組額定轉速低，機組啟動和停機的過程短，轉速變化快，因此高壓油頂起系統必須確保可靠。機組停機時分兩種情況，正常停機時在斷路器跳開后立即投入高壓油頂起系統，10S內高壓油頂起正常，調速器動作停機，當機組完全停止并延時40S后退出高壓油頂起。否則退出正常停機過程、退出高壓油頂起，確保無高壓油頂起不正常停機，提高機組安全系數;事故停機時不論任何情況立即投入高壓油頂起系統，直至機組完全停止轉動并延時40S后退出高壓油頂起。

4 機組調試中出現的故障及分析處理

高壓油頂起時，高頂正常信號不穩定。在調試機組高壓油頂起時時，機組無法正常開停機。高壓油泵啟動后，油壓波動較大，造成油管劇裂震動，使得電接點壓力表的高壓油壓閉合接點有頻繁抖動斷開，后建議改用高壓油斷開接點(斷開接點不會因抖動而閉合)，并在控制中加短延時濾波程序，從而保證高壓油頂起時，高油壓信號正常發出。

5 軸承潤滑油系統維護要點

峽江采取的高位油箱通過主供油閥利用油的位能對軸承系統供油。而熱油回流至低位油箱，通過油泵經油冷卻器向高位油箱回油。這種方式供油只通過主供油閥。供油回路簡單，確保供油可靠。高、低位油箱油位開關及各支路的油示流器主供油閥安裝位置顯得尤為重要。高位油箱的低油位報警位置要報警跳閘后，保證能供油5分鐘。因此此油位傳感器位置要嚴格標定，絕不能隨意改動。

高壓油頂起，由于每臺機組軸瓦的間隙不一樣，通過高壓壓力開關的值間接反映機組的頂起量。每次年度檢修應復核每臺機高壓頂起量和高壓壓力開關整定值。根據實際項起量調整壓力開關整定值。

6 結語

通過前面對機組潤滑油系統及高壓油頂起系統的介紹和分析，可以看出機組潤滑油系統的可靠性是保證機組正常運行的關鍵。保證機組的運行安全，必須要提高機組潤滑油系統的控制可靠性。對在機組調試中發現問題的認真分析和處理，對提升機組的運行品質有極大的影響。同時在調試中也能發現潤滑油系統設計中不易考慮到的特殊狀況，對今后潤滑油系統進行技術改造也有相當的指導意義。

[1]游贊培.燈泡貫流式水電站[J].北京:中國水利水電出版社,2009.

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[3]李郁俠.水力發電機組輔助設備[J].北京:中國水利水電出版社, 2013.