壓油罐油溫偏高的危害分析及應對策略

【摘要】水電站調速系統壓油裝置壓油罐溫度偏高機組運行過程壓油泵頻繁打壓和調速系統頻繁調整引起。文章結合調速系統的基本組成通過分析影響因素，提高維護水平和工藝，提高水電站的經濟運行效益。

【關鍵詞】調速系統；壓油裝置；溫度

水輪發電機調速系統油壓裝置的作用是為調速系統提供高壓力油操作動力，以實現水輪發電機組的開停機、頻率和負荷調節。水輪發電機調速系統油壓裝置壓力油的工作過程如下：儲存在集油箱常壓狀態下的透平油通過壓油泵增壓，被輸送到壓力油罐（油1/3、氣2/3）。壓力油罐的高壓透平油經過調速系統的調速器，被分配到如同油壓千斤頂一樣的接力器，使相關的接力器做功調節導葉開度，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至壓油罐，準備完成下一次的做功，如此往復循環。

1、調速系統油壓裝置油溫過高現象

龍羊峽水電站是混流半傘式機組，在室溫條件下，油壓裝置的油溫高容易導致調速系統發生故障，表現為：壓油泵安全閥提前動作導致壓油泵長時間打壓，發電機與水輪機連接法蘭處甩油，調速油管路連接法蘭處滲漏油、調速器壓油罐調節油面閥門處滴油以及接力器端蓋漏油等等。

2、油溫過高原因分析

對于混流半傘式水輪發電機組，調速系統管路可以起到一定的散熱作用，調速系統管路的散熱效果與環境溫度有關，環境溫度高調速系統管路的散熱效果就會大大降低，油壓裝置油溫的熱量來源有以下途徑。

2.1 熱量產生于壓油泵的抽油打壓過程

這主要是由于壓油泵打壓抽油過程中機械摩擦產生熱，通過熱傳遞使透平油溫度升高。與壓油泵打壓時間長短和打壓頻次有關，打壓抽油時間越長，產生的熱量越多，產生的熱量越多油溫就越高。而壓油泵的打壓抽油時間又與壓油泵的效率以及各機構的漏油、竄油量有關，壓油泵的效率越低，打壓抽油時間就越長，同時漏油、竄油量大，油泵起動的越頻繁，累加起來的打壓抽油時間就越多。

2.2 熱量來自于導葉接力器的回油

由于導葉接力器的操作油在頻率變化時一次調頻動作負荷調整，操作又在油管路內流動把接力器摩擦產生的熱量帶回到集油箱，也是集油箱的油溫升高。

2.3 熱量來自漏油箱回油

機組再開停機頻繁、接力器的漏油都會使漏油箱的油位上升，漏油泵打壓時間長短有關，打壓抽油時間越長，產生的熱量越多，產生的熱量越多油溫就越高，同時漏油泵起動的越頻繁累加起來的打壓時間就越多。

2.4 水輪發電在發電過程中，調速器的一次調頻頻繁動作（電網系統風電比例上升）以及調速器主配壓閥活塞竄油造成壓油罐油面及壓力下降過快，使壓油泵頻繁打壓抽油。

2.5 油泵在打壓過程中卸載閥關不嚴漏油過大，或者卸載閥不關閉造成壓油泵長時間打壓摩擦產生熱量，傳遞給透平油。

2.6 安全閥定值發生變化，打壓過程中開啟，壓油泵長時間打壓摩擦產生熱量，傳遞給透平油。

3、油溫過高的危害

油溫過高有下列五種危害：

1）、使調速系統各機構的橡膠密封件加速老化，導致密封失效，造成竄油、漏油，形成故障。2）、是壓油裝置安全閥提早動作，延長油泵打壓抽油時間。3）、使各機構活動部件的竄油量增大，增加耗油量。4）、漏油、竄油使得壓油泵頻繁起動，導致油溫升高，油溫升高又使有的粘滯性減小，漏油、竄油量增大，油泵啟動次數進一步增加，油溫繼續上升，形成惡性循環，縮短油泵的使用壽命。5）、油溫過高還會使壓油罐產生裂紋危機安全運行。

4、油溫過高原因查找

油溫過高的原因查找方法多種多樣，可以因地制宜。1）、停機備用狀態，觀察壓油泵起動時間間隔和打壓抽油時間，判斷調速系統耗油量和壓油泵效率。2）、停機備用狀態利用紅外線感應測溫儀測量導葉接力器進油和回油管路的溫度差，區分導葉接力器漏油和竄油量。3）、停機狀態下依次關閉壓力油罐各供油閥門，觀察壓力油罐的油壓力下降情況，區分各機構的漏油、竄油，從而確定故障位置。4）、利用紅外感應測溫儀對比機組運行狀態和停機備用狀態集油箱和壓油罐的溫度變化，判斷熱量來源三種途徑究竟哪一種占主要地位。

5、降低油溫的對策

油溫過高可以采取以下幾種對策：1）、提高壓油泵檢修維護工藝，縮短壓油泵打壓抽油時間。打壓抽油時間長，一方面可能是由于油泵效率低，一方面可能是油泵流量小，那么可以采取換壓油泵電機或選用更大流量的油泵，確保油泵在自動起動和停止的壓力范圍內短時間打壓完成。2）、可以在壓油泵回路中加入打壓超時信號在監控報警系統中，提醒運行人員及時檢查，解決油泵打壓過程卸載閥關不嚴、安全閥動作漏油不容易被發現的問題。3）、在機組備用狀態下，延長壓油泵起動時間間隔。消除各機構的竄油、漏油，減少耗油的方法，可以更換活塞滑動密封環，也可以在各機構的密封件采用耐高溫、耐磨的橡膠密封材料，最大限度的減少間隙竄油。減少了耗油，也就減少了單位時間內的壓力降低，從而延長油泵起動的時間。4）、采取強迫降溫。這是最有效的降溫方式，它可以采取集油箱安裝冷卻水降溫，也可以采取回油管安裝冷卻器水冷降溫，具體采用哪一種將根據實際情況而定。（不過強迫降溫水冷方式實施難度較大，以及考慮冷卻水管漏水，投資較大。）

結束語

水電站調速系統油壓裝置組成基本相似相同，只要牢固掌握油壓裝置工作原理及閥件結構，加入相關異常報警信息，提醒運行維護人員及時處理，就能夠為機組安全穩定運行打下良好基礎。

參考文獻：

[1]龍羊峽水電站水輪發電機運行技術標準

[2]文興全.水電廠調速器壓油裝置油泵頻繁啟動的原因分析及處理[J].機電信息，2009