直岗拉卡电站1号机组调速器系统油温过高分析及处理

2015-07-25杜礼斌

水电站机电技术 2015年12期

关键词：调速器水电站

杜礼斌

（青海大唐国际直岗拉卡水电开发有限公司，青海尖扎 811999）

直岗拉卡电站1号机组调速器系统油温过高分析及处理

杜礼斌

（青海大唐国际直岗拉卡水电开发有限公司，青海尖扎 811999）

摘要：详细介绍直岗拉卡水电站1号机调速器系统油温过高故障的分析与处理过程，并归纳总结了解决此类故障的方法。

关键词：水电站；调速器；油温过高；感压阀；原因分析；处理建议

1概述

直岗拉卡水电站位于青海省尖扎县的黄河干流上，上距李家峡水电站7km，下游为康扬水电站，是黄河上游梯级开发的中型水电站之一。距青海省西宁市公路里程109km。直岗拉卡水电站工程的主要任务是发电。水库正常蓄水位2050m，总库容1540万m3，电站额定水头12.5m，总装机容量190MW，安装5台单机容量为38MW的灯泡贯流式水轮发电机组，多年平均发电量7.619亿kW·h，年利用小时数4010h。

2设备概述

电站初期采用的调速器为天津阿尔斯通水电设备制造厂生产的NEYRPIC1500型双调节微机调速器；主要由微机控制部分与机械液压部分组成。调速器液压部分主要由调速器油箱、压力油罐及辅助部件组成，包括2台螺杆泵组和空载系统、导叶控制系统、桨叶控制系统、压力油罐控制系统及自动控制元件等。经过几年的运行，调速器有很多缺陷，后经公司决定，对调速器进行了改造，改造后为长江三峡能事达电气公司生产的调速器，主要内容为调速器电调部分，调速器主配压阀，分段关闭装置，事故配压阀，保留原有的油压装置。

用来向调速器系统供油的2台螺杆泵组为一主用一备用，在机组运行期间连续运行，靠空载系统（由感压阀30A及空载阀40A组成）来控制电机泵组的运行状态，使其负载或空载运行，空载阀40A处于关闭位置，油泵打油给压力油罐补油，建压;当系统压力达到6.3MPa时，感压阀30A反向动作导致空载阀40A打开，油泵泵出的油经空载阀40A的排油管排至调速器油箱（见图1）。

图1机组调速器空载系统运行状态示意（左：泵组空载，右：泵组负载）

3故障现象

自改造以来，调速器运行正常，无重大缺陷，2014年4月，运行过程中发现电站1号机组调速器油箱油温偏高，为保证机组安全稳定运行，人为采取了限制机组出力、停机降温等非常措施，但机组运行时调速器系统油温还是时常处于49℃，现场以手触摸油箱外壁，明显感觉比其他机组油箱温度高;用红外测温仪测量，油温比其他正常机组偏高8℃～10℃，桨叶操作油管路的温度也比较高，且管路发出规律的“哧哧”声。另外，与桨叶操作油管相连的受油器本体温度也较高，外壁实测温度在46℃以上。这些现象表明，1号机组调速器系统存在油温偏高故障。调速器系统管路、油罐等部分压力显示正常，检查油泵和调速器系统其他部分，未见异常。

4故障原因分析

（1）机组运行工况不良及频繁调节导桨叶控制系统，导致调速系统管路充油频繁，油与管路内壁及油内部分子摩擦，使油温升高。

（2）调速器油箱内部管路接头处有漏油，相关电磁阀、液压操作系统内部有串油等，使油泵频繁启动，油泵泵油时间增长，油箱油温升高。

（3）空载系统中感压阀的整定值发生偏移（如内部弹簧刚度减弱)，会导致空载系统控制电机泵组长时间运行在空载状态，即调速器压力油只在油箱内部循环，油箱油温升高。

（4）油系统有杂质，造成调速器系统阀组发生卡阻。如空载阀发生卡阻，阀组无法关闭或者关闭不严，电机泵组泵油效果不良，使系统压力不足以让油泵停止运行，这样也会造成调速器压力油只在调速器油箱内部循环，油箱油温升高。

（5）油泵出口安全阀动作值变低、感压阀动作值变高，导致油泵不能向压力油罐补油，虽然油泵处于打油状态，但压力油却通过安全阀溢流回调速器油箱，导致调速器油箱油温升高。

（6）当油温升高到一定程度，会使油质劣化，粘度降低，系统的漏油、串油量增大，使油泵起动次数进一步增加，泵组运行时间进一步增长，温度继续升高，形成恶性循环。

5故障处理

（1）拆出空载阀组，试验感压阀和空载阀的动作可靠性、校验整定值。试验表明，阀组动作正常，但试验过程中发现感压阀整定值发生偏移，其动作区间差值只有0.16MPa，这是不正常的。如前所述，空载系统控制电机泵组负载或空载运行，当系统压力在6.1～6.3MPa时泵组负载打油，而阀组整定值区间变小，势必会造成泵组频繁启动，空载时间增长，使系统油温升高。

（2）在机组运行时，打开调速器油箱盖查看泵出口安全阀排油口，未见有油流出，表明安全阀工作正常。查看油箱内各油管路接头等连接部位，亦未见有破裂及往外漏、冒油等故障现象。相关阀组动作试验正常，同时，进行了阀组清洗，确保其动作可靠、准确。

（3）拆解机组受油器时发现，用于隔开桨叶操作油路管腔的浮动瓦内环壁有磨损现象，某些部位的划痕深度达到0.13mm，挡油环的O型密封圈亦有磨损;用塞尺实测，间隙大致在0.2～0.36mm之间，超过了安装控制允许值，两个管腔串油在所难免。

综上所述，确认引起电站1号机组调速器系统油温高的原因是感压阀整定值区间偏移变小和桨叶操作油管路两个管腔串油。机组运行过程中，油泵空载时间增长和频繁启动，油流长时间在油泵、空载阀和调速器油箱间不断循环，持续受油泵挤压，系统油温势必升高;而两个管腔之间串油，致使桨叶操作系统频繁调节，调速系统管路充油频繁，油与管路内壁及油内部分子长时间摩擦，系统油温升高。

针对上述结果，先是校正感压阀整定值，调整感压阀弹簧压紧程度，使其动作区间值为0.2MPa，并清洗阀组。然后，将调速器系统油完全过滤，保证油质干净不含杂质。最后盘车检查，确保受油器导向头摆度符合规程要求;更换新的浮动瓦及挡油环的O型密封圈，控制安装间隙在允许范围内，处理完毕后，调速器系统充油，手动启动调速器油泵和循环油系统，保证阀组动作可靠无抽动抖动现象，操作油路内无空气。开机试运行48h，机组运行正常，油温降至正常范围。

6调速器感压阀建议改造为组合阀

针对此种形式的调速器及油压装置，主要出现的问题为，油泵电机为不间断运行，油泵空载时间增长和频繁启动，油流长时间在油泵、空载阀和调速器油箱间不断循环，持续受油泵挤压，系统油温势必升高；而两个管腔之间串油，致使桨叶操作系统频繁调节，调速系统管路充油频繁，油与管路内壁及油内部分子长时间摩擦，系统油温升高。感压阀及空载阀等因油质不合格等发生的卡阻现象，阀组无法关闭或者关闭不严，电机泵组泵油效果不良，使系统压力不足以让油泵停止运行，这样也会造成调速器压力油只在调速器油箱内部循环，油箱油温升高。

组合阀是一种具有卸荷、安全、止回等功能的液压装置，被广泛地应用在供油装置的油泵出口，它的性能好坏直接影响到整个油压装置的性能，是供油装置中重要的液压元件。组合阀不仅能解决油压装置中安全阀动作不稳定、噪声大、油泵启动冲击大及渗漏点多的问题，而且集成化程度高、体积小、结构紧凑、密封性好、过流能力大、使用寿命长。组合阀中先导控制部分，有两种先导阀方式，安全阀采用机械式先导阀，以保证油压装置系统可靠、稳定和安全运行。旁通阀（卸荷阀）采用电磁铁型先导阀，较为先进的电磁阀先导控制方式，可构成油泵在启动时，靠电磁铁的通断使主阀卸荷，达到空载启泵，有效的保护电机泵组及整个油源系统的安全。

根据组合阀的功能，完全满足调速器油压装置的要求，建议有条件的使用单位将调速器油压装置出口的感压阀、卸载阀、安全阀，更换为现在各电厂应用成熟的组合阀。

7结语

调速器系统运行是否正常是机组可靠、稳定运行的重要决定性因素之一。油温高会导致油劣化、粘滞性减小、胶质密封件老化等问题，也会影响液压操作系统的可靠性和稳定性。因此，当发现系统油温高时应及时处理。针对油系统温度高的可能原因，可以通过“望、闻、问、切”等方法来查找，“看”管路及阀组有无渗漏；“听”系统中各部分的工作声音是否正常；“问”运行人员有什么异常情况和故障表现;通过“摸”来检查个部件的温度和振动情况。

调速器系统作为机组的重要控制系统，应该多巡视、多听，精心维护，以此来保证机组的稳定持续运行和备用率。

参考文献：

[1]DL/T5038-1994灯泡贯流式水轮发电机组安装工艺导则[S].

[2]直岗拉卡水电站调速器油压装置运行规程[Z].

[3]邹霖.西溪电站2号机组调速器系统油温过高分析及处理[J].小水电，2012（3）.

[4]直岗拉卡水电站调速器使用维护说明书[Z].

[5]DL492-92水轮机电液调节系统及装置调整试验导则[S].

[6]GB/T9652.2-1997水轮机调速器与油压装置试验验收规程[S].

中图分类号：TK730.4+1

文献标识码：B

文章编号：1672-5387（2015）12-0050-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.12.018