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水輪發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置油溫過高探究

2015-05-30 21:47:02吳迪
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年2期
關(guān)鍵詞:水輪發(fā)電機(jī)

吳迪

摘 要:在經(jīng)濟(jì)與科技力量的支持下,水輪發(fā)電機(jī)技術(shù)有了重大突破,其系統(tǒng)內(nèi)部的油壓裝置也有了很大程度上的發(fā)展。但在實(shí)際運(yùn)行中,油溫過高現(xiàn)象對(duì)系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性有重要的影響。文章對(duì)調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置溫度過高現(xiàn)象進(jìn)行了詳細(xì)的分析,并提出了相關(guān)的解決辦法。

關(guān)鍵詞:水輪發(fā)電機(jī);調(diào)速系統(tǒng);油壓裝置;油溫過高

發(fā)電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)是水輪發(fā)電系統(tǒng)中的重要組成部分,調(diào)速系統(tǒng)主要通過合理調(diào)節(jié)設(shè)備的運(yùn)行速度,使設(shè)備內(nèi)部的油溫處于穩(wěn)定狀態(tài),防止油溫過高引起安全事故,造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。水輪發(fā)電機(jī)的工作原理是通過控制設(shè)備內(nèi)部油溫,將產(chǎn)生的壓力通過管道傳送到油罐中,通過調(diào)速器控制設(shè)備的運(yùn)行速度,保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。水輪發(fā)電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)能夠保證水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全穩(wěn)定,保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1 水輪發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置工作原理

水輪發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置的作用是為調(diào)速系統(tǒng)提供高壓力油操作動(dòng)力,以實(shí)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組的開停機(jī)、頻率和負(fù)荷調(diào)節(jié)。水輪發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置壓力油的工作過程如下:儲(chǔ)存在集油箱常壓狀態(tài)下的透平油通過壓油泵增壓,被輸送到壓力油罐。壓力油罐的高壓透平油經(jīng)過調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速器,被分配到如同油壓千斤頂一樣的接力器,使相關(guān)的接力器做功,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,準(zhǔn)備完成下一次的做功,如此往復(fù)循環(huán)。

2 調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置油溫過高現(xiàn)象

水輪發(fā)電機(jī)油溫過高是較為常見的現(xiàn)象,如果在運(yùn)行過程中油溫過高,水輪發(fā)電機(jī)不能正常運(yùn)行,并且很容易產(chǎn)生漏油、爆炸等嚴(yán)重事故,給電力企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,嚴(yán)重威脅工作人員的生命安全。因此,必須加強(qiáng)對(duì)油壓裝置中油溫過高現(xiàn)象的及時(shí)控制和處理,采取有效的措施,降低安全隱患,保證電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和人員安全。

2.1 油溫過高原因分析

導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)油壓裝置油溫過高的因素較多,與設(shè)備所處環(huán)境有直接的聯(lián)系,如果設(shè)備周圍空氣流動(dòng)性差,使得設(shè)備的散熱性能降低。同時(shí)油溫與季節(jié)也有一定的聯(lián)系,夏季氣溫高,使得油溫也相對(duì)較高,并且散熱性差,秋冬季節(jié),氣溫較低,使得空氣的流動(dòng)性較好,油溫的熱量能夠較好的傳遞,降低了環(huán)境對(duì)油溫的影響。另外,造成油溫過高的因素還包括以下幾個(gè)方面:(1)抽油產(chǎn)生的壓力是導(dǎo)致油溫升高的主要原因。抽油時(shí),由于流動(dòng)壓力產(chǎn)生一定的摩擦,使得裝置內(nèi)部的油溫升高。設(shè)備在運(yùn)行過程中,一些元器件之間的摩擦次數(shù)較多,也會(huì)導(dǎo)致油溫升高。過渡的摩擦升溫,不僅能夠?qū)е掠蜏剡^高,引起嚴(yán)重的安全事故,也在一定程度上降低了水輪發(fā)電機(jī)設(shè)備的使用壽命,使元器件老化速度加快。因此,在設(shè)備采購時(shí),必須加強(qiáng)對(duì)設(shè)備質(zhì)量的嚴(yán)格把關(guān),選擇耐磨性好、安全性能高的產(chǎn)品,同時(shí),加強(qiáng)對(duì)設(shè)備內(nèi)部各個(gè)元器件的檢查和維護(hù),降低摩擦產(chǎn)生的不良影響,發(fā)現(xiàn)油溫升高,必須采取有效的措施,降低油溫,保證設(shè)備安全運(yùn)行。(2)影響水輪發(fā)電機(jī)油溫變化的重要因素還包括設(shè)備內(nèi)部裝油設(shè)備出現(xiàn)故障,由于裝油設(shè)備與齒輪反復(fù)摩擦,形成較強(qiáng)的作用力,產(chǎn)生一定的熱量,通過裝油設(shè)備傳遞給油箱,造成內(nèi)部油溫升高過熱,從而影響水輪發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。(3)接力器也是影響水輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部油溫過高的因素。由于系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),接力器與自身轉(zhuǎn)葉存在嚴(yán)重的摩擦,使得轉(zhuǎn)葉產(chǎn)生大量的熱量,而使系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)境升溫,通過熱傳遞,導(dǎo)致油溫升高,影響水輪發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行,并埋下安全隱患。針對(duì)這類現(xiàn)象,可以通過在轉(zhuǎn)葉與接力器連接位置涂抹潤(rùn)滑劑等物質(zhì),降低兩者產(chǎn)生的摩擦作用,從而減少熱量的產(chǎn)生,同時(shí),加強(qiáng)對(duì)接力器的日常維護(hù),保證接力器的正常運(yùn)行,降低其對(duì)油溫產(chǎn)生的影響。

2.2 油溫過高的危害

油溫過高有下列五種危害:(1)水輪發(fā)電機(jī)油壓裝置的油溫過高,會(huì)直接影響各個(gè)元器件的正常使用,降低設(shè)備的使用壽命。同時(shí),也會(huì)影響油箱密封材料的使用,使油箱密封不牢固,出現(xiàn)漏油、滲油的現(xiàn)象,影響設(shè)備的正常使用,降低水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。因此,必須加強(qiáng)對(duì)油溫的控制,防止油溫過高產(chǎn)生的重大經(jīng)濟(jì)損失,保證電力企業(yè)的健康發(fā)展。(2)使油壓裝置安全閥提早動(dòng)作,延長(zhǎng)壓油泵抽油時(shí)間。(3)使各機(jī)構(gòu)活動(dòng)部件的竄油量增大,增加耗油量。(4)運(yùn)行中,油泵大幅度起動(dòng)或起動(dòng)次數(shù)過多,都會(huì)直接影響油溫,導(dǎo)致油溫升高,增加了漏油、滲油現(xiàn)象的嚴(yán)重性,很可能會(huì)形成油溫不斷升高,并且伴隨漏油現(xiàn)象,這會(huì)直接影響油泵的安全性,大大縮短油泵使用年限,也會(huì)造成嚴(yán)重的安全事故。(5)油溫過高還會(huì)促使壓油罐產(chǎn)生裂紋,危及運(yùn)行安全。

2.3 油溫過高原因查找

(1)利用紅外線感應(yīng)測(cè)溫儀對(duì)比機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)和停機(jī)備用狀態(tài)集油箱透平油的溫度變化,判斷熱量來源三種途徑究竟哪一種占主要地位。(2)停機(jī)備用狀態(tài),觀察壓油泵啟動(dòng)時(shí)間間隔和抽油時(shí)間,判斷調(diào)速系統(tǒng)耗油量和壓油泵效率。(3)停機(jī)備用狀態(tài)利用紅外線感應(yīng)測(cè)溫儀測(cè)量槳葉、導(dǎo)葉接力器進(jìn)油和回油管路的溫度差,區(qū)分槳葉、導(dǎo)葉接力器漏油、竄油。(4)停機(jī)狀態(tài)依次關(guān)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(qū)分各機(jī)構(gòu)的漏油、竄油,從而確定故障位置。

2.4 降低油溫對(duì)策

水輪發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)部油溫過高,會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備運(yùn)行效率,降低供電質(zhì)量,并引發(fā)重大的安全事故,必須加強(qiáng)對(duì)影響油溫因素的分析研究,采取科學(xué)有效的方法減少對(duì)水輪發(fā)電機(jī)油溫的影響。(1)縮短壓油泵抽油時(shí)間。油泵抽油時(shí)間越長(zhǎng),對(duì)于油溫的影響就越大。導(dǎo)致抽油時(shí)間長(zhǎng)短的主要因素包括油泵質(zhì)量差,導(dǎo)致工作效率低;油泵的流量較小,與設(shè)備所需油量不符。針對(duì)上述問題,可以通過更換大流量的油泵,提高油泵質(zhì)量,并注意合理調(diào)節(jié)安全閥,保證安全閥在油泵工作時(shí),不會(huì)產(chǎn)生漏油、滲油的情況,降低安全閥產(chǎn)生的壓力對(duì)油溫的影響。(2)在機(jī)組備用狀態(tài)下,延長(zhǎng)壓油泵起動(dòng)時(shí)間間隔。水輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部油泵的頻繁起動(dòng)或大幅度起動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,這時(shí),可以通過更換活塞滑動(dòng)密封環(huán),降低油泵起動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦,降低熱量的產(chǎn)生,降低對(duì)油箱密封材料的影響,減少漏油、滲油的現(xiàn)象。同時(shí),可以更換密封材料,采用耐高溫和耐磨性質(zhì)較好的材料,降低高溫對(duì)密封材料的侵蝕,防止安全隱患的產(chǎn)生,從而保證水輪發(fā)電機(jī)高效運(yùn)行。(3)采用強(qiáng)迫降溫。強(qiáng)迫降溫是降低油壓裝置油溫過高最為直接也是最有效的方式,通過在油箱內(nèi)部安裝冷卻系統(tǒng),或在回油管處安裝冷卻器,利用冷水對(duì)油箱內(nèi)部進(jìn)行降溫,根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部元器件的配置要求,選擇最為適合的冷卻方式。

某軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組水電站,采取了更換新壓油泵,提高壓油泵工作效率,抽透平油時(shí)間從每次5min降低到每次1min。同時(shí),更換受油器的止漏浮動(dòng)銅瓦以及采用耐高溫、耐磨的耐油橡膠材料密封,減少受油器及其它機(jī)構(gòu)竄油、漏油,降低了油耗,使壓油泵在機(jī)組備用狀態(tài)下的抽油時(shí)間間隔從原來的7min延長(zhǎng)到30min。

3 結(jié)束語

水輪發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)發(fā)電的重要設(shè)備,其中調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)部油溫過高是影響水輪發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。必須加強(qiáng)對(duì)油壓裝置油溫過高因素的分析研究,制定科學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)急預(yù)案,在油溫過高時(shí),能夠第一時(shí)間降低油溫,減少油溫對(duì)水輪發(fā)電機(jī)的影響,從而保證電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量,提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]劉淑芬,張新華,徐威.水輪機(jī)調(diào)速仿真系統(tǒng)[J].水電自動(dòng)化與大壩監(jiān)測(cè),2011.

[2]馮敏.談?wù)駝?dòng)對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)輪運(yùn)行的影響[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2014.

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