水汽對制動系統(tǒng)影響分析及處理

侯繼超　劉江　劉艷康

摘? 要：新安江水力發(fā)電廠共有九臺懸吊式水輪發(fā)電機(jī)組，裝機(jī)容量850MW，發(fā)電機(jī)部分主要由轉(zhuǎn)子、定子、上機(jī)架、推力軸承、上導(dǎo)軸承、制動系統(tǒng)及其他附屬設(shè)備組成。轉(zhuǎn)子制動環(huán)底部有8只偏心式制動器（風(fēng)閘），當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的18%時，用0.5～0.7MPa的風(fēng)壓頂起制動器摩擦制動環(huán)板制動，在機(jī)組停穩(wěn)后制動大約2～3min后自動撤閘，為下次開機(jī)做好準(zhǔn)備。當(dāng)檢修時用油壓頂起轉(zhuǎn)子進(jìn)行推力軸承部分檢修。制動用風(fēng)中水汽含量較高，對制動系統(tǒng)功能有極大影響。

關(guān)鍵詞：制動系統(tǒng)? 風(fēng)閘? 水汽

中圖分類號：U47 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）09（b）-0028-02

1? 新安江電廠制動系統(tǒng)主要組成及作用

新安江電廠機(jī)械制動系統(tǒng)包括：制動器（風(fēng)閘）、油氣管路、閥門、手動和自動控制元件（電磁空氣閥）、低壓機(jī)、制動儲氣罐。制動器（風(fēng)閘）為天津ZD280—O型偏心式風(fēng)閘，帶彈簧復(fù)位功能。制動系統(tǒng)的主要作用是：（1）水輪機(jī)在停機(jī)后，導(dǎo)水葉全關(guān)，機(jī)組轉(zhuǎn)速下降，為避免機(jī)組在停機(jī)過程中長時間低轉(zhuǎn)速運行，破壞推力油膜而導(dǎo)致推力瓦溫升高燒瓦，風(fēng)閘頂起投入制動。（2）在機(jī)組大小修工作中，用高壓油泵頂起轉(zhuǎn)子，方便抽取推力瓦檢查與檢修。（3）大修時頂起轉(zhuǎn)子，脫開水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)大軸連接止口。

2? 新安江電廠制動系統(tǒng)存在的問題

新安江電廠已有60余年歷史，制動系統(tǒng)環(huán)管均為埋入墻體內(nèi)部鐵管。各臺機(jī)組A、B修周期為10年、5年，間隔時間較長。受限于實際環(huán)境，在機(jī)組A、B修時只能將風(fēng)閘吊出檢修，無法對制動管路進(jìn)行更換及處理。但隨著機(jī)組的長期運行，制動管路內(nèi)部存在大量銹蝕，混合透平油形成油污，堵塞制動管路及風(fēng)閘進(jìn)氣孔，在日常機(jī)組停機(jī)時，低壓氣又?jǐn)y帶制動環(huán)管內(nèi)部油污進(jìn)入風(fēng)閘缸體，造成風(fēng)閘加閘、撤閘時發(fā)卡。根據(jù)統(tǒng)計，單臺機(jī)組8只風(fēng)閘在一年內(nèi)均會出現(xiàn)1～5次發(fā)卡現(xiàn)象，由于機(jī)組停機(jī)一般在晚上，而風(fēng)閘發(fā)卡只能采用人工使用撬棒強(qiáng)行撬下的方法處理，耗費大量時間與精力，嚴(yán)重影響機(jī)組安全運行。

3? 制動系統(tǒng)油污形成原因

在機(jī)組A、B修時拆開風(fēng)閘及制動管路連接，在風(fēng)閘缸體內(nèi)部及管路內(nèi)部發(fā)現(xiàn)大量油污，分析為水、透平油、鐵屑混合。

（1）水汽產(chǎn)生原因：新安江電廠地處江南，每年梅雨季節(jié)持續(xù)較長，廠房內(nèi)部空氣濕度較大。低壓機(jī)壓縮空氣時，水汽壓縮冷凝集聚在制動氣罐內(nèi)（經(jīng)檢測，低壓氣內(nèi)水汽含量達(dá)到60%），機(jī)組停機(jī)加閘時，氣流裹挾水汽進(jìn)入制動管路及風(fēng)閘內(nèi)部。

（2）透平油殘留：在機(jī)組大小修工作中，需用高壓油泵頂起轉(zhuǎn)子，方便推力瓦抽瓦檢修。在轉(zhuǎn)子頂完之后，制動系統(tǒng)管路內(nèi)部透平油靠自流排出至油箱中，由于鐵管路內(nèi)部凹凸不平且油流的粘滯在管路內(nèi)壁上，制動系統(tǒng)內(nèi)部透平油很難排干凈。

（3）制動環(huán)管銹蝕：制動環(huán)管為埋入式鐵管，已有60余年歷史，制動用風(fēng)中的水汽與鐵管發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成鐵銹，殘存在制動系統(tǒng)管路內(nèi)部，機(jī)組加閘時順著氣流進(jìn)入風(fēng)閘內(nèi)部。

（4）制動管路內(nèi)部雜質(zhì)混合：制動系統(tǒng)管路內(nèi)部鐵銹混合透平油形成大量油污，極易進(jìn)入風(fēng)閘缸體內(nèi)部并堵塞制動管路及風(fēng)閘進(jìn)氣孔，造成氣流流通不暢，進(jìn)而導(dǎo)致風(fēng)閘在停機(jī)扯閘時發(fā)卡。

4? 消除制動系統(tǒng)內(nèi)部水汽方法

（1）在制動用風(fēng)儲氣罐底部加裝貝克歐BEKOMAT型冷凝自動排水器（見圖1） ，對制動儲氣罐內(nèi)部集聚的冷凝水進(jìn)行實時排水。

（2）在制動用風(fēng)自動加閘電磁閥與風(fēng)閘前部氣管之間加裝氣源三聯(lián)件（見圖2），氣源三聯(lián)件通過內(nèi)部濾網(wǎng)過濾氣流中的水汽，存儲在底部儲水罐內(nèi)并自動排水。經(jīng)檢測，氣流通過氣源三聯(lián)件后水汽含量從60%降為0。

（3）在機(jī)組檢修時，用高壓油泵頂起轉(zhuǎn)子后，對制動系統(tǒng)進(jìn)行多次吹掃，將管路內(nèi)部透平油吹掃干凈。

5? 結(jié)語

在2018年初1號機(jī)組大修時，通過在制動儲氣罐上貝克歐BEKOMAT型冷凝自動排水器、制動管路上加裝氣源三聯(lián)件（氣水分離器）、對制動管路進(jìn)行透平油吹掃后，制動系統(tǒng)管路內(nèi)部內(nèi)無水汽和透平油殘留，不再形成油污。1號機(jī)組制動系統(tǒng)風(fēng)閘發(fā)卡次數(shù)平均為4次/年，改造后經(jīng)過1年多運行，風(fēng)閘沒有再出現(xiàn)過發(fā)卡現(xiàn)象。

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