貫流式水輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化系統(tǒng)的改進(jìn)

吳迪

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司,黑龍江哈爾濱 150040)

貫流式水輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化系統(tǒng)的改進(jìn)

吳迪

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司,黑龍江哈爾濱 150040)

我國電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展比較迅速,發(fā)電機(jī)組是整個(gè)電力生產(chǎn)中的重要組成,而貫流式水輪發(fā)電機(jī)組是一種比較常規(guī)的發(fā)電機(jī)組形式,這個(gè)機(jī)組中涉及到較多的自動(dòng)化系統(tǒng),不過這些自動(dòng)化系統(tǒng)有的存在一些問題需要改進(jìn)。本研究綜述了貫流式水輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化系統(tǒng)的組成、自動(dòng)化系統(tǒng)中存在的問題分析、自動(dòng)化系統(tǒng)的改進(jìn)策略及要求等內(nèi)容。

貫流式水輪發(fā)電機(jī)組 自動(dòng)化系統(tǒng) 問題 改進(jìn) 策略

1 貫流式水輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化系統(tǒng)的組成

貫流式水輪發(fā)電機(jī)組的引水部件、排水部件以及轉(zhuǎn)輪在一條軸線上,水流平直通過水輪機(jī),而且貫流式水輪發(fā)電機(jī)分為全貫流和半貫流,并且在我國電力生產(chǎn)過程中,全貫流式水輪機(jī)的應(yīng)用較少,而半貫流水輪機(jī)應(yīng)用的比較多。貫流式水輪發(fā)電機(jī)沒有蝸殼,它與臥軸式軸流式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)基本相似,只是在引水室和導(dǎo)水機(jī)構(gòu)方面存在一定的差異,貫流式水輪發(fā)電機(jī)采用的是圓錐形導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。

在電力生產(chǎn)過程中機(jī)組運(yùn)行主要通過一些自動(dòng)控制系統(tǒng)來完成,這些自動(dòng)控制系統(tǒng)主要會(huì)涉及到水輪機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、高壓油裝置及配套的調(diào)速器、軸承潤滑油裝置以及其它自動(dòng)化元件。這些裝置與發(fā)電站的其它相關(guān)設(shè)備配套使用來實(shí)現(xiàn)高效率發(fā)電。貫流式水輪發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)化主要體現(xiàn)在當(dāng)機(jī)組發(fā)生故障時(shí),自動(dòng)化設(shè)備可以發(fā)出報(bào)警信號(hào),并且可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組自動(dòng)停止運(yùn)行,這樣可以很好地確保機(jī)組運(yùn)行安全。

2 自動(dòng)化系統(tǒng)介紹及其存在的問題分析

2.1 軸承潤滑油系統(tǒng)

軸承潤滑油系統(tǒng)是貫流式水輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要組成部分,這個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制主要包含:第一,高位油及軸承油泵的控制。報(bào)警點(diǎn)是高位油箱設(shè)置的關(guān)鍵,一般情況下需要設(shè)置四個(gè)報(bào)警點(diǎn),即油位上限、油位下限、油位正常以及油位過低。報(bào)警點(diǎn)的設(shè)置給系統(tǒng)控制創(chuàng)造了條件,不同油位狀況可以啟動(dòng)不同的運(yùn)行狀態(tài),這使得油位控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化成為可能。第二,潤滑油流量監(jiān)控。由于貫流式水輪發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)的特殊性,要求必須有一個(gè)完善的潤滑油控制系統(tǒng)。將潤滑油計(jì)量表安裝在軸承的出口處,這樣才能更加準(zhǔn)確地顯示潤滑油的使用情況。

2.2 高壓油頂起控制系統(tǒng)

高壓油頂起控制系統(tǒng)也是貫流式水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行控制系統(tǒng)中重要組成部分,它的作用是在機(jī)組啟動(dòng)和停止時(shí)發(fā)揮建立保護(hù)油膜。貫流式水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行特點(diǎn)是額定轉(zhuǎn)速低、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,這使得機(jī)組啟動(dòng)和停止時(shí)間短,對(duì)于機(jī)組啟動(dòng)和停止具有一定的挑戰(zhàn)性,而且會(huì)影響機(jī)組的運(yùn)行壽命,同時(shí)對(duì)機(jī)組運(yùn)行可靠性也產(chǎn)生了很大的影響。高壓油頂起系統(tǒng)就是針對(duì)這個(gè)情況而發(fā)揮作用的,只是高壓油控制系統(tǒng)離機(jī)組軸承距離較遠(yuǎn),在運(yùn)行時(shí)存在一定的延時(shí)現(xiàn)象,這對(duì)于它本身發(fā)揮作用來說是不利的。所以需要對(duì)這個(gè)系統(tǒng)作出改進(jìn),可以適當(dāng)?shù)奶岣吒邏河偷膲毫Α?/p>

高壓油控制系統(tǒng)主要涉及兩方面:一是高壓油頂起系統(tǒng)的壓力監(jiān)控,傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是依據(jù)機(jī)制靜止時(shí)候的頂起壓力進(jìn)行的,這種設(shè)計(jì)導(dǎo)致了壓力設(shè)計(jì)過小,所以需要結(jié)合機(jī)制運(yùn)行時(shí)的頂起壓力進(jìn)行設(shè)計(jì);二是高壓油泵的控制,高壓油泵的安裝需要安裝備用裝置,但傳統(tǒng)的機(jī)組運(yùn)行過程中缺少有效的備用裝置。

2.3 冷卻水控制系統(tǒng)和重錘關(guān)閉系統(tǒng)

冷卻水控制系統(tǒng)是貫流式水輪發(fā)電機(jī)組中的非常關(guān)鍵的控制系統(tǒng),機(jī)組的冷卻主要是通過與發(fā)電機(jī)的油冷卻器和空氣冷卻器進(jìn)行熱交換來實(shí)現(xiàn)的。但是這需要保證系統(tǒng)中冷卻水的平衡,所以需要有設(shè)置充足的循環(huán)水泵。不過現(xiàn)行的系統(tǒng)運(yùn)行中還是存在冷卻水供應(yīng)不足的現(xiàn)象,這影響了機(jī)組的運(yùn)行效率和安全。

重錘關(guān)閉系統(tǒng)也是一個(gè)尤為重要的控制系統(tǒng),主要是防止機(jī)組出現(xiàn)飛逸的情況,由重錘卸壓閥組合導(dǎo)葉重錘共同組成的。目前,通常存在的問題是設(shè)計(jì)人員在重錘關(guān)閉系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常會(huì)忽略卸壓閥組動(dòng)作信號(hào)的檢測,導(dǎo)致在實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)動(dòng)作時(shí),運(yùn)行管理人員不能明確是否是重錘動(dòng)作,這在很大程度上影響著機(jī)組運(yùn)行管理人員的工作效率以及機(jī)組的運(yùn)行安全。

2.4 機(jī)組冷卻風(fēng)機(jī)、加熱器以及除濕器的控制

機(jī)組冷卻風(fēng)機(jī)、加熱器以及除濕器的控制是貫流式水輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化控制中的重要環(huán)節(jié),機(jī)組加熱器的設(shè)置是為了防止機(jī)組軸承潤滑油溫度低,潤滑油溫度低會(huì)影響潤滑油的作用效果。除濕器是保證機(jī)組能夠在干燥的環(huán)境中正常運(yùn)行;冷卻風(fēng)機(jī)發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用,它是保證機(jī)組壽命的重要裝置。

3 自動(dòng)化系統(tǒng)的改進(jìn)策略及要求

對(duì)于油系統(tǒng)的改進(jìn)主要從機(jī)組油系統(tǒng)油質(zhì)、油系統(tǒng)油位監(jiān)控、潤滑油泵控制以及高壓油頂起控制等方面入手。油質(zhì)對(duì)于系統(tǒng)安全有很大的影響,如果油質(zhì)不良將可能導(dǎo)致機(jī)組燒瓦,而且導(dǎo)致油質(zhì)變壞的因素有很多,比如說主軸密封性不好,濕空氣或者其它物質(zhì)很可能進(jìn)入油內(nèi),同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)冷卻水管破裂的現(xiàn)象,這時(shí)冷卻水就會(huì)進(jìn)入油內(nèi)。因此,要從這些導(dǎo)致油質(zhì)問題的源頭入手,做好主軸密封性管理,采取有效措施避免濕空氣和其它污染物進(jìn)入油內(nèi),同時(shí)選取質(zhì)量好的冷卻水管,防止水管破裂;進(jìn)行油位監(jiān)控時(shí)可以設(shè)置有效的報(bào)警點(diǎn),即油位上限、油位下限、油位正常以及油位過低。采取油位系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,更好地控制油位;在潤滑油控制系統(tǒng)中,潤滑油通常采用大循環(huán)方式,所以對(duì)潤滑油泵有很高的要求,需要設(shè)置備用潤滑油泵,保證當(dāng)潤滑油泵出現(xiàn)故障時(shí),機(jī)組還可以繼續(xù)運(yùn)行;高壓油頂起油泵控制的重要性對(duì)于保證發(fā)動(dòng)機(jī)組運(yùn)行壽命的意義重大,貫流式水輪發(fā)電機(jī)組的開機(jī)和停止過程短,必須要利用高壓油頂起控制來保證機(jī)組的運(yùn)行安全和使用壽命。高壓油頂起油泵安裝時(shí),要考慮到油泵安裝的位置,安裝在泵出口水導(dǎo)和發(fā)導(dǎo)水平段油管路上,設(shè)置兩組,更好地保障機(jī)組的運(yùn)行安全和效率。

4 結(jié)語

貫流式水輪發(fā)電機(jī)組是我國電力生產(chǎn)中的一種常用的、效率較高的發(fā)電設(shè)備,雖然貫流式水輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化控制系統(tǒng)在運(yùn)行中存在一定的問題,但是通過科學(xué)、合理的改進(jìn),這種發(fā)電方式的效率一定會(huì)有所提高,而且運(yùn)行安全也會(huì)有保障。在改進(jìn)過程中要仔細(xì)研究貫流式水輪發(fā)電機(jī)組的特性,更好地達(dá)到機(jī)組改進(jìn)目的。

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