立式混流水輪發電機組調速器壓油泵頻繁打油分析及處理

楊康 張靖明 王瑾

摘要：本文主要是以中小型立式混流水輪發電機組為例，全面對調速器壓油泵打油頻繁進行的原因進行了分析，并且對處理方法等內容進行解說。對于機組的安全運行，節能降耗具有一定的學習參考以及借鑒價值。

關鍵詞：中小型立式混流水輪發電機組、調速器系統、頻繁打油、節能增效

1、引言

華安水力發電廠二廠裝設有兩臺立式混流水輪發電機組，于2013年投產運行，總裝機容量為2×40MW。水輪機型號：HLX75E-LJ-309，發電機型號：SF40—30/6100。投產幾年后，經運行人員反映，二廠5號機組調速器壓油泵打油間隔變短。由原來的半個多小時變成十分鐘，打油間隔時間縮短三分之二。這是一個非常大的安全隱患，影響了機組的安全穩定運行。

2、調速器壓油泵打油頻繁的原因分析

2.1壓油泵打油頻繁的危害

華安水力發電廠二廠單臺機組調速器系統有兩臺油泵。一臺投入，一臺備用，并定期進行倒換。調速器壓油泵打油頻繁問題在水電站中是相對比較常見的故障類型之一，有較大的安全威脅。

壓油泵打油頻繁主要危害有：

（1）調速器壓油泵頻繁打油會使油處于一個快速的循環過程，導致油溫偏高，并且溫度降不下來。高油溫以及快速的油循環會加速透平油的乳化，使油產生變質，同時會破壞壓油泵、組合閥、接力器等設備的密封件的密封效果，嚴重時會導致壓力油泄漏引起機組事故低油壓。

（2）調速器壓油泵頻繁打油會縮短油泵以及電機的使用壽命。發熱嚴重時，可能造成油泵損壞和電機損壞。

（3）調速器壓油泵頻繁打油會增加很大一部分廠用電的消耗，浪費了電能。

（4）壓力油在循環過程中，會與空氣中的水混合，水分會腐蝕接力器活塞、管路、主配壓閥等設備，相對縮短了調速系統各零部件的使用壽命。

調速器壓油泵打油頻繁造成的這些危害不僅增加了檢修維護的成本而且增加了大量的設備維護工作量，同時它也是一個較大的安全隱患。

2.2初步分析壓油泵打油頻繁原因

針對調速器壓油泵打油頻繁問題，查閱調速器系統圖、詢問廠家以及結合自身的工作經驗進行分析。立式混流水輪發電機組調速器系統壓力油主要路線是：壓油罐—主配—事故配—接力器。

在水輪機調速系統中，從五個角度進行分析：

（1）機組在運行中波動較大，需要壓力油頻繁參與調節，使壓力油的壓力下降速度過快，導致壓油泵頻繁打油。經觀察，機組在穩定狀態下運行或停機狀態下打油依然頻繁，所以排除壓力油參與調節機組穩定而導致頻繁打油。

（2）調速系統的某部位發生了漏氣導致打油頻繁。通過觀察調速器壓油罐的油位可以發現，壓油罐油標顯示的油位是處于一個正常值的高度。如果是漏氣引起的壓力降低，則會出現調速器壓油罐的油位偏高，而非處于一個正常油位，所以壓油罐漏氣可以排除。

（3）調速器壓油罐的壓力定值的的改變也有可能導致油泵打油頻繁。當壓力定值區間變小，打油的頻率會加快。經過二次人員的核對，定值未更改，排除由于定值區間的改變引起打油頻繁問題。

（4）油泵效率偏低以及電機故障的猜想可以直接排除。因為油泵打油效率偏低不會改變打油的間隔時間，改變的是打油時長。

（5）現在只剩下一種可能，那就是漏油引起的打油頻繁現象。對所有管路、連接法蘭等位置進行檢查后，未發現有漏油點，所以可以排除外漏的可能性。

2.3進一步檢查原因并制定處理方案

調速器壓油泵頻繁打油排除外因引起的，那只剩下內部漏油。

（1）先對調速器壓油罐的密封性進行試驗。在機組停機狀態下，手動將油壓打到合適范圍內，關閉調速器主油閥以及接力器鎖錠進油閥。記錄此時的壓力油罐的壓力值。每隔10分鐘進行壓力值的記錄。經過分析壓油罐密封性試驗的數據可得：壓力油罐密封性良好，不存在壓油罐漏油現象發生。

（2）調速器主配壓閥可能出現問題?？赡苁侵髋鋲洪y的閥芯和閥套有缺陷，或者是存在鐵屑或其他臟污影響了主配壓閥的正常工作。（主配壓閥結構圖如下圖所示）

對調速器的主配壓閥進行分解，對主配的閥套以及閥芯進行清洗檢查。發現閥芯和閥套未出現損壞。將調速器用油更換或過濾，并清掃油槽并更換調速器油過濾器濾芯，然后對調速器壓油罐進行建壓。隨后進行觀察，看油泵打油間隔時間是否有變長。觀察油泵啟停時間曲線發現，油泵的打油時間間隔雖有少許的延長，但這不是要因。

（3）上述這些都不是要因的情況下，那就只有可能是調接力器存在缺陷。接力器存在故障只有兩種情況：①接力器內部腔體和活塞有損壞，密封性變差，從而導致開腔側與關腔側串油，形成回路，通過油管流入油槽內。②接力器活塞密封圈破損，從而導致密封性能嚴重下降，壓力油進入接力器一側的腔體后立即從另一側腔體流出，壓力油無法在單側腔體內保持壓力，所以需要持續通過壓油罐進行補充壓力油，從而導致壓油罐壓力下降速度過快，為了補充壓油罐壓力，所以調速器壓油泵啟動頻繁。

經過接力器的解體檢查，發現接力器活塞密的橡膠封圈硬化老化嚴重，不能起到密封的作用，需聯系生產廠家進行供貨，對舊橡膠密封圈進行更換處理。（帶鎖錠側接力器如下圖所示）

3、更換接力器活塞密封圈后的效果

按此方法處理后，機組接力器使用至今已有九個月時間，目前壓油泵打油頻繁現象已得到了解決，未檢修前，油泵打油間隔時間是十分鐘，更換完接力器活塞密封圈后，油泵打油間隔時長將近30分鐘。

此次更換的密封圈為新型材料（接力器活塞密封圈如下圖所示），使用壽命理論

上達到十年以上，解決了對調速器壓油泵、油泵電機以及接力器頻繁檢修維護工作。有效減少了檢修維護人員的工作量和維護成本，消除了的安全隱患的同時大大提高了設備的可靠性，提高了電站的安全文明穩定生產水平。

4、結束語

調速器壓油泵隨著使用年限的增加，打油間隔時長縮短現象在立式水輪發電機組中時有發生。隨著企業對安全文明生產標準的提高，機組以及輔助設備的較大缺陷都是不允許存在的，所以需要及時有效的進行消缺處理，這是檢修維護人員的任務，也是保證機組安全穩定運行的前提條件。希望華安水力發電廠二廠調速器壓油泵頻繁打油缺陷處理的過程和總結為同類型的機組缺陷消除起到了引導和啟發的作用，具有很強的參考借鑒價值。

參考文獻：

【1】劉云.《水輪發電機故障處理與檢修》，中國水利水電出版社

【2】陳偉.水輪機調速器油泵啟、停頻繁的處理措施

【3】《接力器帶鎖錠側圖紙》，南平電機廠