水電站發(fā)電機(jī)組壓油泵頻繁啟動(dòng)的原因分析及處理

馬榮鋒

摘要：通過分析水電站壓油泵頻繁啟動(dòng)的現(xiàn)象，通過人員、設(shè)備、環(huán)境、管理四個(gè)方面查找原因，對(duì)其進(jìn)行處理并加強(qiáng)技術(shù)管理，達(dá)到了良好效果。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)組 、壓油泵、頻繁啟動(dòng);原因分析;處理

0 引 言

某水電站裝有2臺(tái)單機(jī)容量為6MW的燈泡貫流式機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組各設(shè)一臺(tái)微機(jī)型雙調(diào)調(diào)速器。由一個(gè)2.5立方的壓油罐提供操作油壓。機(jī)組壓油裝置在水電廠是重要的水力機(jī)械輔助設(shè)備，其主要作用是為水輪機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)提供高壓動(dòng)力油源。因此油壓的穩(wěn)定直接影響著機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。電站1號(hào)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電至今已有15年，近幾年壓油泵啟動(dòng)頻繁，有逐年上升的趨勢?，F(xiàn)在平均每15分鐘左右啟動(dòng)一次，嚴(yán)重影響機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，且浪費(fèi)廠用電。因此，找出機(jī)組壓油泵頻繁啟動(dòng)的原因，減少壓油泵啟動(dòng)次數(shù)，對(duì)水電廠安全生產(chǎn)有重要的意義。

1 機(jī)組壓油泵頻繁啟動(dòng)情況及其危害

根據(jù)機(jī)組運(yùn)行日志分析，1號(hào)機(jī)組壓油裝置壓油泵每天平均需運(yùn)行91次，每15分鐘運(yùn)行一次，每天平均需運(yùn)行119分鐘。啟動(dòng)非常頻繁，壓油裝置只能保持正常油壓15分鐘。

由于油泵啟動(dòng)頻繁致使透平油持續(xù)受到油泵高速轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿傳動(dòng)間隙的擠壓，最終造成整個(gè)油槽油溫不斷上升，最高時(shí)達(dá)到61℃，加速了透平油的老化及液壓閥活塞腔內(nèi)密封性能的下降，導(dǎo)致活塞上下腔出現(xiàn)竄壓。啟動(dòng)頻繁又使得壓油裝置長期疲勞運(yùn)行，故障率提高，增加了運(yùn)行及維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2 原因分析

2.1 人員

2.1.1如果壓油裝置壓力開關(guān)或變送器啟停壓力位校驗(yàn)不準(zhǔn)確，使啟停之間壓力過窄，必然會(huì)使油泵頻繁啟動(dòng)。

2.1.2運(yùn)行人員加減負(fù)荷幅度過大，致使機(jī)組超調(diào)量過大，也會(huì)使油泵頻繁啟動(dòng)。

2.2 設(shè)備

2.2.1機(jī)組頻繁調(diào)整負(fù)荷

調(diào)速器如果部分參數(shù)設(shè)置不合理會(huì)引起機(jī)組頻繁調(diào)整負(fù)荷，則調(diào)速器操作接力器動(dòng)作導(dǎo)葉，同時(shí)聯(lián)動(dòng)操作槳葉，壓力油經(jīng)過調(diào)速器和接力器回到集油槽。機(jī)組負(fù)荷頻繁調(diào)整，油泵啟動(dòng)頻繁也就屬正常現(xiàn)象。

2.2.2 壓油裝置本身缺陷

在機(jī)組停機(jī)或負(fù)荷沒有變動(dòng)的情況下，油泵仍頻繁啟動(dòng)，那么壓油裝置本身存在缺陷也是可能的。如排油閥關(guān)閉不嚴(yán)、油泵組合閥有缺陷而產(chǎn)生回油現(xiàn)象;或壓油裝置補(bǔ)氣閥、安全閥等處漏氣。

2.2.3 導(dǎo)葉接力器、槳葉接力器及受油器串油

如果導(dǎo)葉接力器、槳葉接力器及受油器這些液壓傳動(dòng)部件有問題，比如活塞與缸體之間間隙過大、活塞密封圈損壞等使壓力油在開、關(guān)腔之間產(chǎn)生串油，或受油器的上下腔“O”型密封圈損壞及上下浮動(dòng)瓦磨損量過大，使受油器的上腔與下腔產(chǎn)生竄油，這些都會(huì)致使機(jī)組在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)抽動(dòng)頻繁及負(fù)荷頻繁調(diào)整，最終大大增加了機(jī)組的耗油量，引起油泵啟動(dòng)頻繁。

2.2.4 槳葉輪轂漏油

如果槳葉輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)部分的密封材料破損或老化，引起槳葉輪轂滲油嚴(yán)重，也會(huì)增加油泵啟動(dòng)次數(shù)。

2.2.5 調(diào)速器串油

如果調(diào)速器引導(dǎo)閥、中間接力器、主配壓閥這些液壓傳動(dòng)部件磨損較大，部分參數(shù)設(shè)置不合理，尤其是液壓傳動(dòng)部件的活塞與缸體之間間隙太大，就會(huì)使壓力油從壓力腔慢慢經(jīng)過間隙進(jìn)入回油腔，從回油管回到集油槽。這樣，壓力油槽油壓和油位自然就下降，油泵也必然因此而頻繁啟動(dòng)。

2.3 環(huán)境

2.3.1如果油溫過高就會(huì)加速密封材料的老化，使調(diào)速系統(tǒng)管路接口滲油、漏油及槳葉受油器等方面的串油加重，最終引起油泵頻繁啟動(dòng)。

2.3.2 密封材料不合格或過期老化，都會(huì)加重調(diào)速系統(tǒng)管路接口滲油或漏油及槳葉受油器的串油，這些都會(huì)增加油泵啟動(dòng)的次數(shù)。

2.4 管理：

2.4.1 沒有定期的培訓(xùn)制度，致使相關(guān)人員的業(yè)務(wù)水平較低，造成設(shè)備校驗(yàn)不準(zhǔn)確或操作不規(guī)范等，最終導(dǎo)致油泵頻繁啟動(dòng)。

2.4.2 沒有定期的設(shè)備維護(hù)制度，導(dǎo)致設(shè)備的定期維護(hù)不到位。如壓油裝置壓力開關(guān)、變送器如果長期未校驗(yàn)就有可能使啟停壓力位變化，最終導(dǎo)致油泵啟動(dòng)次數(shù)的增加。

3 要因確認(rèn)

某電站1號(hào)機(jī)組調(diào)速器自投產(chǎn)運(yùn)行至今已15年，由于以前油質(zhì)精度不夠，致使調(diào)速器引導(dǎo)閥、中間接力器、主配壓閥這些液壓傳動(dòng)部件磨損嚴(yán)重，機(jī)組檢修時(shí)通過密封調(diào)速器進(jìn)出回油管試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)油泵啟動(dòng)間隔時(shí)間仍變化不大，可以判斷調(diào)速器液壓傳動(dòng)部件的活塞與缸體之間間隙太大，使壓力油從壓力腔慢慢經(jīng)過間隙進(jìn)入回油腔，從回油管回到集油槽。這樣，壓力油罐油壓和油位自然就下降，油泵也必然因此而頻繁啟動(dòng)，并導(dǎo)致油溫過高，油溫過加劇透平油粘度下降，進(jìn)一步引起漏油加大，形成惡性循環(huán)。

4 問題處理

4.1 設(shè)定目標(biāo)

油泵啟動(dòng)間隔大約15分鐘，即油壓從停泵壓力（4.0MPa）下降至啟動(dòng)壓力（3.50MPa）只需15分鐘，比投產(chǎn)時(shí)的45分鐘整整縮短了30分鐘。因此為保證機(jī)組安全運(yùn)行及黑啟動(dòng)的要求，將改進(jìn)的目標(biāo)值定為壓油泵啟動(dòng)次數(shù)由91次下降至36次范圍以內(nèi)（即油泵啟動(dòng)時(shí)間間隔為40分鐘左右）

目標(biāo)值論證：

4.1.1必要性分析：

4.1.1.1壓油泵的頻繁啟動(dòng)，使壓油泵及電接點(diǎn)壓力表等電子元器件故障率大幅提高;壓油裝置只能保持正常油壓15分鐘，如果發(fā)生故障或事故，將嚴(yán)重影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，特別影響黑啟動(dòng)的成功。

4.1.1.2 公司大力倡導(dǎo)節(jié)約意識(shí)，積極開展節(jié)能增效主題實(shí)踐活動(dòng)。

4.1.2可行性分析：

4.1.2.1 針對(duì)調(diào)速系統(tǒng)中磨損較大、技術(shù)落后的設(shè)備進(jìn)行技術(shù)革新;在調(diào)速系統(tǒng)及主閥等處積極推廣使用防腐、耐磨的新一代復(fù)合密封材料。

4.1.2.2嚴(yán)格執(zhí)行安全生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)督制度，專責(zé)現(xiàn)場監(jiān)督人員對(duì)檢修過程中的檢修工藝、質(zhì)量進(jìn)行全程監(jiān)督，把好檢修工藝、質(zhì)量關(guān)。

由于機(jī)組投產(chǎn)時(shí)油泵的啟動(dòng)間隔為44分鐘，因此，我們對(duì)壓油泵頻繁啟動(dòng)的原因進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查，通過認(rèn)真分析，尋找問題所在，并提出解決方案加以解決。

4.2實(shí)施改造過程

確定1號(hào)機(jī)組調(diào)速器本身原因后決定對(duì)1號(hào)機(jī)組調(diào)速器進(jìn)行改造后，對(duì)調(diào)速器生產(chǎn)廠商進(jìn)行調(diào)查，對(duì)兄弟水電廠調(diào)速器的運(yùn)用情況進(jìn)行調(diào)研，最終選用某設(shè)備廠家生產(chǎn)的雙微機(jī)SWT-2000型雙調(diào)調(diào)速器。

它的主要特征和優(yōu)點(diǎn)是：

（1）有效的提高傳統(tǒng)PID控制算法在離散化和數(shù)字量化后所發(fā)生微死區(qū)增大和有效帶寬變窄的問題.

（2）為水輪機(jī)水力系統(tǒng)產(chǎn)生水力振蕩提供有效的抑制能力，改善調(diào)節(jié)品質(zhì)，兼顧高頻和低頻動(dòng)態(tài)要求。

（3）提高水輪機(jī)調(diào)速器對(duì)于電力系統(tǒng)低頻振蕩的抑制能力。

確定1號(hào)機(jī)組調(diào)速器的型號(hào)后，經(jīng)過招投標(biāo)等手續(xù)簽訂合同后，制定周密技術(shù)方案和施工方案書，對(duì)1號(hào)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行改造。

改造后按照水電廠調(diào)速器的國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)1號(hào)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超過國標(biāo)的要求。各參數(shù)設(shè)置以后規(guī)定現(xiàn)場人員嚴(yán)禁更改調(diào)速器設(shè)定參數(shù)。

4.3效果檢查

4.3.1從表1統(tǒng)計(jì)得出（出自運(yùn)行日志），1號(hào)機(jī)組調(diào)新調(diào)速器在正常運(yùn)行負(fù)載穩(wěn)定工況下，要62分鐘以上才打油，停機(jī)備用狀態(tài)下，每天只運(yùn)行15次以下。大修前每天大約打油90次，運(yùn)行總時(shí)間需180分鐘，現(xiàn)在每天平均打油15次，運(yùn)行總時(shí)間需要32分鐘。以壓油泵額定功率30KW，粗略計(jì)算每年大約可節(jié)約27400KWh左右，單項(xiàng)節(jié)電率達(dá)70﹪，對(duì)比可以節(jié)省大量的廠用電，符合國家節(jié)能減排的時(shí)代要求。

4.3.2油溫下降至環(huán)境溫度的范圍，使透平油使用周期延長，節(jié)約用油，減少對(duì)環(huán)境的污染。

4.3.3壓油裝置保持正常工作油壓的時(shí)間達(dá)62分鐘以上，這為黑啟動(dòng)贏得事故處理時(shí)間。

5 結(jié)束語

通過分析某電站1號(hào)機(jī)組壓油泵頻繁啟動(dòng)的原因，找出影響較大因素，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)技術(shù)改造，減少壓油泵啟動(dòng)次數(shù)，達(dá)到了預(yù)期效果，保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，可以為同類型電站作為參考。

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