水汽对制动系统影响分析及处理

侯继超　刘江　刘艳康

摘  要：新安江水力发电厂共有九台悬吊式水轮发电机组，装机容量850MW，发电机部分主要由转子、定子、上机架、推力轴承、上导轴承、制动系统及其他附属设备组成。转子制动环底部有8只偏心式制动器（风闸），当机组转速下降到额定转速的18%时，用0.5～0.7MPa的风压顶起制动器摩擦制动环板制动，在机组停稳后制动大约2～3min后自动撤闸，为下次开机做好准备。当检修时用油压顶起转子进行推力轴承部分检修。制动用风中水汽含量较高，对制动系统功能有极大影响。

关键词：制动系统  风闸  水汽

中图分类号：U47    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）09（b）-0028-02

1  新安江电厂制动系统主要组成及作用

新安江电厂机械制动系统包括：制动器（风闸）、油气管路、阀门、手动和自动控制元件（电磁空气阀）、低压机、制动储气罐。制动器（风闸）为天津ZD280—O型偏心式风闸，带弹簧复位功能。制动系统的主要作用是：（1）水轮机在停机后，导水叶全关，机组转速下降，为避免机组在停机过程中长时间低转速运行，破坏推力油膜而导致推力瓦温升高烧瓦，风闸顶起投入制动。（2）在机组大小修工作中，用高压油泵顶起转子，方便抽取推力瓦检查与检修。（3）大修时顶起转子，脱开水轮机与发电机大轴连接止口。

2  新安江电厂制动系统存在的问题

新安江电厂已有60余年历史，制动系统环管均为埋入墙体内部铁管。各台机组A、B修周期为10年、5年，间隔时间较长。受限于实际环境，在机组A、B修时只能将风闸吊出检修，无法对制动管路进行更换及处理。但随着机组的长期运行，制动管路内部存在大量锈蚀，混合透平油形成油污，堵塞制动管路及风闸进气孔，在日常机组停机时，低压气又携带制动环管内部油污进入风闸缸体，造成风闸加闸、撤閘时发卡。根据统计，单台机组8只风闸在一年内均会出现1～5次发卡现象，由于机组停机一般在晚上，而风闸发卡只能采用人工使用撬棒强行撬下的方法处理，耗费大量时间与精力，严重影响机组安全运行。

3  制动系统油污形成原因

在机组A、B修时拆开风闸及制动管路连接，在风闸缸体内部及管路内部发现大量油污，分析为水、透平油、铁屑混合。

（1）水汽产生原因：新安江电厂地处江南，每年梅雨季节持续较长，厂房内部空气湿度较大。低压机压缩空气时，水汽压缩冷凝集聚在制动气罐内（经检测，低压气内水汽含量达到60%），机组停机加闸时，气流裹挟水汽进入制动管路及风闸内部。

（2）透平油残留：在机组大小修工作中，需用高压油泵顶起转子，方便推力瓦抽瓦检修。在转子顶完之后，制动系统管路内部透平油靠自流排出至油箱中，由于铁管路内部凹凸不平且油流的粘滞在管路内壁上，制动系统内部透平油很难排干净。

（3）制动环管锈蚀：制动环管为埋入式铁管，已有60余年历史，制动用风中的水汽与铁管发生化学反应形成铁锈，残存在制动系统管路内部，机组加闸时顺着气流进入风闸内部。

（4）制动管路内部杂质混合：制动系统管路内部铁锈混合透平油形成大量油污，极易进入风闸缸体内部并堵塞制动管路及风闸进气孔，造成气流流通不畅，进而导致风闸在停机扯闸时发卡。

4  消除制动系统内部水汽方法

（1）在制动用风储气罐底部加装贝克欧BEKOMAT型冷凝自动排水器（见图1） ，对制动储气罐内部集聚的冷凝水进行实时排水。

（2）在制动用风自动加闸电磁阀与风闸前部气管之间加装气源三联件（见图2），气源三联件通过内部滤网过滤气流中的水汽，存储在底部储水罐内并自动排水。经检测，气流通过气源三联件后水汽含量从60%降为0。

（3）在机组检修时，用高压油泵顶起转子后，对制动系统进行多次吹扫，将管路内部透平油吹扫干净。

5  结语

在2018年初1号机组大修时，通过在制动储气罐上贝克欧BEKOMAT型冷凝自动排水器、制动管路上加装气源三联件（气水分离器）、对制动管路进行透平油吹扫后，制动系统管路内部内无水汽和透平油残留，不再形成油污。1号机组制动系统风闸发卡次数平均为4次/年，改造后经过1年多运行，风闸没有再出现过发卡现象。

参考文献

[1] 陈造奎.水力机组安装与检修[M].北京：中国水利水电出版社，1998.

[2] 梁建和.水轮机及辅助设备[M].北京：中国水利水电出版社，2005.

[3] 孙效伟.水轮发电机组及其辅助设备运行[M].北京：中国电力出版社，2010.