立式混流水轮发电机组调速器压油泵频繁打油分析及处理

杨康 张靖明 王瑾

摘要：本文主要是以中小型立式混流水轮发电机组为例，全面对调速器压油泵打油频繁进行的原因进行了分析，并且对处理方法等内容进行解说。对于机组的安全运行，节能降耗具有一定的学习参考以及借鉴价值。

关键词：中小型立式混流水轮发电机组、调速器系统、频繁打油、节能增效

1、引言

华安水力发电厂二厂装设有两台立式混流水轮发电机组，于2013年投产运行，总装机容量为2×40MW。水轮机型号：HLX75E-LJ-309，发电机型号：SF40—30/6100。投产几年后，经运行人员反映，二厂5号机组调速器压油泵打油间隔变短。由原来的半个多小时变成十分钟，打油间隔时间缩短三分之二。这是一个非常大的安全隐患，影响了机组的安全稳定运行。

2、调速器压油泵打油频繁的原因分析

2.1压油泵打油频繁的危害

华安水力发电厂二厂单台机组调速器系统有两台油泵。一台投入，一台备用，并定期进行倒换。调速器压油泵打油频繁问题在水电站中是相对比较常见的故障类型之一，有较大的安全威胁。

压油泵打油频繁主要危害有：

（1）调速器压油泵频繁打油会使油处于一个快速的循环过程，导致油温偏高，并且温度降不下来。高油温以及快速的油循环会加速透平油的乳化，使油产生变质，同时会破坏压油泵、组合阀、接力器等设备的密封件的密封效果，严重时会导致压力油泄漏引起机组事故低油压。

（2）调速器压油泵频繁打油会缩短油泵以及电机的使用寿命。发热严重时，可能造成油泵损坏和电机损坏。

（3）调速器压油泵频繁打油会增加很大一部分厂用电的消耗，浪费了电能。

（4）压力油在循环过程中，会与空气中的水混合，水分会腐蚀接力器活塞、管路、主配压阀等设备，相对缩短了调速系统各零部件的使用寿命。

調速器压油泵打油频繁造成的这些危害不仅增加了检修维护的成本而且增加了大量的设备维护工作量，同时它也是一个较大的安全隐患。

2.2初步分析压油泵打油频繁原因

针对调速器压油泵打油频繁问题，查阅调速器系统图、询问厂家以及结合自身的工作经验进行分析。立式混流水轮发电机组调速器系统压力油主要路线是：压油罐—主配—事故配—接力器。

在水轮机调速系统中，从五个角度进行分析：

（1）机组在运行中波动较大，需要压力油频繁参与调节，使压力油的压力下降速度过快，导致压油泵频繁打油。经观察，机组在稳定状态下运行或停机状态下打油依然频繁，所以排除压力油参与调节机组稳定而导致频繁打油。

（2）调速系统的某部位发生了漏气导致打油频繁。通过观察调速器压油罐的油位可以发现，压油罐油标显示的油位是处于一个正常值的高度。如果是漏气引起的压力降低，则会出现调速器压油罐的油位偏高，而非处于一个正常油位，所以压油罐漏气可以排除。

（3）调速器压油罐的压力定值的的改变也有可能导致油泵打油频繁。当压力定值区间变小，打油的频率会加快。经过二次人员的核对，定值未更改，排除由于定值区间的改变引起打油频繁问题。

（4）油泵效率偏低以及电机故障的猜想可以直接排除。因为油泵打油效率偏低不会改变打油的间隔时间，改变的是打油时长。

（5）现在只剩下一种可能，那就是漏油引起的打油频繁现象。对所有管路、连接法兰等位置进行检查后，未发现有漏油点，所以可以排除外漏的可能性。

2.3进一步检查原因并制定处理方案

调速器压油泵频繁打油排除外因引起的，那只剩下内部漏油。

（1）先对调速器压油罐的密封性进行试验。在机组停机状态下，手动将油压打到合适范围内，关闭调速器主油阀以及接力器锁锭进油阀。记录此时的压力油罐的压力值。每隔10分钟进行压力值的记录。经过分析压油罐密封性试验的数据可得：压力油罐密封性良好，不存在压油罐漏油现象发生。

（2）调速器主配压阀可能出现问题。可能是主配压阀的阀芯和阀套有缺陷，或者是存在铁屑或其他脏污影响了主配压阀的正常工作。（主配压阀结构图如下图所示）

对调速器的主配压阀进行分解，对主配的阀套以及阀芯进行清洗检查。发现阀芯和阀套未出现损坏。将调速器用油更换或过滤，并清扫油槽并更换调速器油过滤器滤芯，然后对调速器压油罐进行建压。随后进行观察，看油泵打油间隔时间是否有变长。观察油泵启停时间曲线发现，油泵的打油时间间隔虽有少许的延长，但这不是要因。

（3）上述这些都不是要因的情况下，那就只有可能是调接力器存在缺陷。接力器存在故障只有两种情况：①接力器内部腔体和活塞有损坏，密封性变差，从而导致开腔侧与关腔侧串油，形成回路，通过油管流入油槽内。②接力器活塞密封圈破损，从而导致密封性能严重下降，压力油进入接力器一侧的腔体后立即从另一侧腔体流出，压力油无法在单侧腔体内保持压力，所以需要持续通过压油罐进行补充压力油，从而导致压油罐压力下降速度过快，为了补充压油罐压力，所以调速器压油泵启动频繁。

经过接力器的解体检查，发现接力器活塞密的橡胶封圈硬化老化严重，不能起到密封的作用，需联系生产厂家进行供货，对旧橡胶密封圈进行更换处理。（带锁锭侧接力器如下图所示）

3、更换接力器活塞密封圈后的效果

按此方法处理后，机组接力器使用至今已有九个月时间，目前压油泵打油频繁现象已得到了解决，未检修前，油泵打油间隔时间是十分钟，更换完接力器活塞密封圈后，油泵打油间隔时长将近30分钟。

此次更换的密封圈为新型材料（接力器活塞密封圈如下图所示），使用寿命理论

上达到十年以上，解决了对调速器压油泵、油泵电机以及接力器频繁检修维护工作。有效减少了检修维护人员的工作量和维护成本，消除了的安全隐患的同时大大提高了设备的可靠性，提高了电站的安全文明稳定生产水平。

4、结束语

调速器压油泵随着使用年限的增加，打油间隔时长缩短现象在立式水轮发电机组中时有发生。随着企业对安全文明生产标准的提高，机组以及辅助设备的较大缺陷都是不允许存在的，所以需要及时有效的进行消缺处理，这是检修维护人员的任务，也是保证机组安全稳定运行的前提条件。希望华安水力发电厂二厂调速器压油泵频繁打油缺陷处理的过程和总结为同类型的机组缺陷消除起到了引导和启发的作用，具有很强的参考借鉴价值。

参考文献：

【1】刘云.《水轮发电机故障处理与检修》，中国水利水电出版社

【2】陈伟.水轮机调速器油泵启、停频繁的处理措施

【3】《接力器带锁锭侧图纸》，南平电机厂