水电站发电机组压油泵频繁启动的原因分析及处理

马荣锋

摘要：通过分析水电站压油泵频繁启动的现象，通过人员、设备、环境、管理四个方面查找原因，对其进行处理并加强技术管理，达到了良好效果。

关键词：发电机组 、压油泵、频繁启动;原因分析;处理

0 引 言

某水电站装有2台单机容量为6MW的灯泡贯流式机组，每台机组各设一台微机型双调调速器。由一个2.5立方的压油罐提供操作油压。机组压油装置在水电厂是重要的水力机械辅助设备，其主要作用是为水轮机组调速系统提供高压动力油源。因此油压的稳定直接影响着机组的安全可靠运行。电站1号机组投产发电至今已有15年，近几年压油泵启动频繁，有逐年上升的趋势。现在平均每15分钟左右启动一次，严重影响机组的稳定运行，且浪费厂用电。因此，找出机组压油泵频繁启动的原因，减少压油泵启动次数，对水电厂安全生产有重要的意义。

1 机组压油泵频繁启动情况及其危害

根据机组运行日志分析，1号机组压油装置压油泵每天平均需运行91次，每15分钟运行一次，每天平均需运行119分钟。启动非常频繁，压油装置只能保持正常油压15分钟。

由于油泵启动频繁致使透平油持续受到油泵高速转动螺杆传动间隙的挤压，最终造成整个油槽油温不断上升，最高时达到61℃，加速了透平油的老化及液压阀活塞腔内密封性能的下降，导致活塞上下腔出现窜压。启动频繁又使得压油装置长期疲劳运行，故障率提高，增加了运行及维护人员的劳动强度。

2 原因分析

2.1 人员

2.1.1如果压油装置压力开关或变送器启停压力位校验不准确，使启停之间压力过窄，必然会使油泵频繁启动。

2.1.2运行人员加减负荷幅度过大，致使机组超调量过大，也会使油泵频繁启动。

2.2 设备

2.2.1机组频繁调整负荷

调速器如果部分参数设置不合理会引起机组频繁调整负荷，则调速器操作接力器动作导叶，同时联动操作桨叶，压力油经过调速器和接力器回到集油槽。机组负荷频繁调整，油泵启动频繁也就属正常现象。

2.2.2 压油装置本身缺陷

在机组停机或负荷没有变动的情况下，油泵仍频繁启动，那么压油装置本身存在缺陷也是可能的。如排油阀关闭不严、油泵组合阀有缺陷而产生回油现象;或压油装置补气阀、安全阀等处漏气。

2.2.3 导叶接力器、桨叶接力器及受油器串油

如果导叶接力器、桨叶接力器及受油器这些液压传动部件有问题，比如活塞与缸体之间间隙过大、活塞密封圈损坏等使压力油在开、关腔之间产生串油，或受油器的上下腔“O”型密封圈损坏及上下浮动瓦磨损量过大，使受油器的上腔与下腔产生窜油，这些都会致使机组在运行时出现抽动频繁及负荷频繁调整，最终大大增加了机组的耗油量，引起油泵启动频繁。

2.2.4 桨叶轮毂漏油

如果桨叶轮毂转动部分的密封材料破损或老化，引起桨叶轮毂渗油严重，也会增加油泵启动次数。

2.2.5 调速器串油

如果调速器引导阀、中间接力器、主配压阀这些液压传动部件磨损较大，部分参数设置不合理，尤其是液压传动部件的活塞与缸体之间间隙太大，就会使压力油从压力腔慢慢经过间隙进入回油腔，从回油管回到集油槽。这样，压力油槽油压和油位自然就下降，油泵也必然因此而频繁启动。

2.3 环境

2.3.1如果油温过高就会加速密封材料的老化，使调速系统管路接口渗油、漏油及桨叶受油器等方面的串油加重，最终引起油泵频繁启动。

2.3.2 密封材料不合格或过期老化，都会加重调速系统管路接口渗油或漏油及桨叶受油器的串油，这些都会增加油泵启动的次数。

2.4 管理：

2.4.1 没有定期的培训制度，致使相关人员的业务水平较低，造成设备校验不准确或操作不规范等，最终导致油泵频繁启动。

2.4.2 没有定期的设备维护制度，导致设备的定期维护不到位。如压油装置压力开关、变送器如果长期未校验就有可能使启停压力位变化，最终导致油泵启动次数的增加。

3 要因确认

某电站1号机组调速器自投产运行至今已15年，由于以前油质精度不够，致使调速器引导阀、中间接力器、主配壓阀这些液压传动部件磨损严重，机组检修时通过密封调速器进出回油管试验发现油泵启动间隔时间仍变化不大，可以判断调速器液压传动部件的活塞与缸体之间间隙太大，使压力油从压力腔慢慢经过间隙进入回油腔，从回油管回到集油槽。这样，压力油罐油压和油位自然就下降，油泵也必然因此而频繁启动，并导致油温过高，油温过加剧透平油粘度下降，进一步引起漏油加大，形成恶性循环。

4 问题处理

4.1 设定目标

油泵启动间隔大约15分钟，即油压从停泵压力（4.0MPa）下降至启动压力（3.50MPa）只需15分钟，比投产时的45分钟整整缩短了30分钟。因此为保证机组安全运行及黑启动的要求，将改进的目标值定为压油泵启动次数由91次下降至36次范围以内（即油泵启动时间间隔为40分钟左右）

目标值论证：

4.1.1必要性分析：

4.1.1.1压油泵的频繁启动，使压油泵及电接点压力表等电子元器件故障率大幅提高;压油装置只能保持正常油压15分钟，如果发生故障或事故，将严重影响机组的安全稳定运行，特别影响黑启动的成功。

4.1.1.2 公司大力倡导节约意识，积极开展节能增效主题实践活动。

4.1.2可行性分析：

4.1.2.1 针对调速系统中磨损较大、技术落后的设备进行技术革新;在调速系统及主阀等处积极推广使用防腐、耐磨的新一代复合密封材料。

4.1.2.2严格执行安全生产现场监督制度，专责现场监督人员对检修过程中的检修工艺、质量进行全程监督，把好检修工艺、质量关。

由于机组投产时油泵的启动间隔为44分钟，因此，我们对压油泵频繁启动的原因进行细致的调查，通过认真分析，寻找问题所在，并提出解决方案加以解决。

4.2实施改造过程

确定1号机组调速器本身原因后决定对1号机组调速器进行改造后，对调速器生产厂商进行调查，对兄弟水电厂调速器的运用情况进行调研，最终选用某设备厂家生产的双微机SWT-2000型双调调速器。

它的主要特征和优点是：

（1）有效的提高传统PID控制算法在离散化和数字量化后所发生微死区增大和有效带宽变窄的问题.

（2）为水轮机水力系统产生水力振荡提供有效的抑制能力，改善调节品质，兼顾高频和低频动态要求。

（3）提高水轮机调速器对于电力系统低频振荡的抑制能力。

确定1号机组调速器的型号后，经过招投标等手续签订合同后，制定周密技术方案和施工方案书，对1号机调速系统进行改造。

改造后按照水电厂调速器的国家标准对1号机调速系统进行调试，各项指标均达到或超过国标的要求。各参数设置以后规定现场人员严禁更改调速器设定参数。

4.3效果检查

4.3.1从表1统计得出（出自运行日志），1号机组调新调速器在正常运行负载稳定工况下，要62分钟以上才打油，停机备用状态下，每天只运行15次以下。大修前每天大约打油90次，运行总时间需180分钟，现在每天平均打油15次，运行总时间需要32分钟。以压油泵额定功率30KW，粗略计算每年大约可节约27400KWh左右，单项节电率达70﹪，对比可以节省大量的厂用电，符合国家节能减排的时代要求。

4.3.2油温下降至环境温度的范围，使透平油使用周期延长，节约用油，减少对环境的污染。

4.3.3压油装置保持正常工作油压的时间达62分钟以上，这为黑启动赢得事故处理时间。

5 结束语

通过分析某电站1号机组压油泵频繁启动的原因，找出影响较大因素，对其进行相应技术改造，减少压油泵启动次数，达到了预期效果，保证机组安全稳定运行，可以为同类型电站作为参考。

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