直崗拉卡電站1號機組調(diào)速器系統(tǒng)油溫過高分析及處理

杜禮斌

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發(fā)有限公司，青海 尖扎 811999）

直崗拉卡電站1號機組調(diào)速器系統(tǒng)油溫過高分析及處理

杜禮斌

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發(fā)有限公司，青海 尖扎 811999）

摘要：詳細介紹直崗拉卡水電站1號機調(diào)速器系統(tǒng)油溫過高故障的分析與處理過程，并歸納總結(jié)了解決此類故障的方法。

關(guān)鍵詞：水電站；調(diào)速器；油溫過高；感壓閥；原因分析；處理建議

1概述

直崗拉卡水電站位于青海省尖扎縣的黃河干流上，上距李家峽水電站7km，下游為康揚水電站，是黃河上游梯級開發(fā)的中型水電站之一。距青海省西寧市公路里程109km。直崗拉卡水電站工程的主要任務(wù)是發(fā)電。水庫正常蓄水位2050m，總庫容1540萬m3，電站額定水頭12.5m，總裝機容量190MW，安裝5臺單機容量為38MW的燈泡貫流式水輪發(fā)電機組，多年平均發(fā)電量7.619億kW·h，年利用小時數(shù)4010h。

2設(shè)備概述

電站初期采用的調(diào)速器為天津阿爾斯通水電設(shè)備制造廠生產(chǎn)的NEYRPIC1500型雙調(diào)節(jié)微機調(diào)速器；主要由微機控制部分與機械液壓部分組成。調(diào)速器液壓部分主要由調(diào)速器油箱、壓力油罐及輔助部件組成，包括2臺螺桿泵組和空載系統(tǒng)、導(dǎo)葉控制系統(tǒng)、槳葉控制系統(tǒng)、壓力油罐控制系統(tǒng)及自動控制元件等。經(jīng)過幾年的運行，調(diào)速器有很多缺陷，后經(jīng)公司決定，對調(diào)速器進行了改造，改造后為長江三峽能事達電氣公司生產(chǎn)的調(diào)速器，主要內(nèi)容為調(diào)速器電調(diào)部分，調(diào)速器主配壓閥，分段關(guān)閉裝置，事故配壓閥，保留原有的油壓裝置。

用來向調(diào)速器系統(tǒng)供油的2臺螺桿泵組為一主用一備用，在機組運行期間連續(xù)運行，靠空載系統(tǒng)（由感壓閥30A及空載閥40A組成）來控制電機泵組的運行狀態(tài)，使其負載或空載運行，空載閥40A處于關(guān)閉位置，油泵打油給壓力油罐補油，建壓;當(dāng)系統(tǒng)壓力達到6.3MPa時，感壓閥30A反向動作導(dǎo)致空載閥40A打開，油泵泵出的油經(jīng)空載閥40A的排油管排至調(diào)速器油箱（見圖1）。

圖1機組調(diào)速器空載系統(tǒng)運行狀態(tài)示意（左：泵組空載，右：泵組負載）

3故障現(xiàn)象

自改造以來，調(diào)速器運行正常，無重大缺陷，2014年4月，運行過程中發(fā)現(xiàn)電站1號機組調(diào)速器油箱油溫偏高，為保證機組安全穩(wěn)定運行，人為采取了限制機組出力、停機降溫等非常措施，但機組運行時調(diào)速器系統(tǒng)油溫還是時常處于49℃，現(xiàn)場以手觸摸油箱外壁，明顯感覺比其他機組油箱溫度高;用紅外測溫儀測量，油溫比其他正常機組偏高8℃～10℃，槳葉操作油管路的溫度也比較高，且管路發(fā)出規(guī)律的“哧哧”聲。另外，與槳葉操作油管相連的受油器本體溫度也較高，外壁實測溫度在46℃以上。這些現(xiàn)象表明，1號機組調(diào)速器系統(tǒng)存在油溫偏高故障。調(diào)速器系統(tǒng)管路、油罐等部分壓力顯示正常，檢查油泵和調(diào)速器系統(tǒng)其他部分，未見異常。

4故障原因分析

（1）機組運行工況不良及頻繁調(diào)節(jié)導(dǎo)槳葉控制系統(tǒng)，導(dǎo)致調(diào)速系統(tǒng)管路充油頻繁，油與管路內(nèi)壁及油內(nèi)部分子摩擦，使油溫升高。

（2）調(diào)速器油箱內(nèi)部管路接頭處有漏油，相關(guān)電磁閥、液壓操作系統(tǒng)內(nèi)部有串油等，使油泵頻繁啟動，油泵泵油時間增長，油箱油溫升高。

（3）空載系統(tǒng)中感壓閥的整定值發(fā)生偏移（如內(nèi)部彈簧剛度減弱)，會導(dǎo)致空載系統(tǒng)控制電機泵組長時間運行在空載狀態(tài)，即調(diào)速器壓力油只在油箱內(nèi)部循環(huán)，油箱油溫升高。

（4）油系統(tǒng)有雜質(zhì)，造成調(diào)速器系統(tǒng)閥組發(fā)生卡阻。如空載閥發(fā)生卡阻，閥組無法關(guān)閉或者關(guān)閉不嚴，電機泵組泵油效果不良，使系統(tǒng)壓力不足以讓油泵停止運行，這樣也會造成調(diào)速器壓力油只在調(diào)速器油箱內(nèi)部循環(huán)，油箱油溫升高。

（5）油泵出口安全閥動作值變低、感壓閥動作值變高，導(dǎo)致油泵不能向壓力油罐補油，雖然油泵處于打油狀態(tài)，但壓力油卻通過安全閥溢流回調(diào)速器油箱，導(dǎo)致調(diào)速器油箱油溫升高。

（6）當(dāng)油溫升高到一定程度，會使油質(zhì)劣化，粘度降低，系統(tǒng)的漏油、串油量增大，使油泵起動次數(shù)進一步增加，泵組運行時間進一步增長，溫度繼續(xù)升高，形成惡性循環(huán)。

5故障處理

（1）拆出空載閥組，試驗感壓閥和空載閥的動作可靠性、校驗整定值。試驗表明，閥組動作正常，但試驗過程中發(fā)現(xiàn)感壓閥整定值發(fā)生偏移，其動作區(qū)間差值只有0.16MPa，這是不正常的。如前所述，空載系統(tǒng)控制電機泵組負載或空載運行，當(dāng)系統(tǒng)壓力在6.1～6.3MPa時泵組負載打油，而閥組整定值區(qū)間變小，勢必會造成泵組頻繁啟動，空載時間增長，使系統(tǒng)油溫升高。

（2）在機組運行時，打開調(diào)速器油箱蓋查看泵出口安全閥排油口，未見有油流出，表明安全閥工作正常。查看油箱內(nèi)各油管路接頭等連接部位，亦未見有破裂及往外漏、冒油等故障現(xiàn)象。相關(guān)閥組動作試驗正常，同時，進行了閥組清洗，確保其動作可靠、準確。

（3）拆解機組受油器時發(fā)現(xiàn)，用于隔開槳葉操作油路管腔的浮動瓦內(nèi)環(huán)壁有磨損現(xiàn)象，某些部位的劃痕深度達到0.13mm，擋油環(huán)的O型密封圈亦有磨損;用塞尺實測，間隙大致在0.2～0.36mm之間，超過了安裝控制允許值，兩個管腔串油在所難免。

綜上所述，確認引起電站1號機組調(diào)速器系統(tǒng)油溫高的原因是感壓閥整定值區(qū)間偏移變小和槳葉操作油管路兩個管腔串油。機組運行過程中，油泵空載時間增長和頻繁啟動，油流長時間在油泵、空載閥和調(diào)速器油箱間不斷循環(huán)，持續(xù)受油泵擠壓，系統(tǒng)油溫勢必升高;而兩個管腔之間串油，致使槳葉操作系統(tǒng)頻繁調(diào)節(jié)，調(diào)速系統(tǒng)管路充油頻繁，油與管路內(nèi)壁及油內(nèi)部分子長時間摩擦，系統(tǒng)油溫升高。

針對上述結(jié)果，先是校正感壓閥整定值，調(diào)整感壓閥彈簧壓緊程度，使其動作區(qū)間值為0.2MPa，并清洗閥組。然后，將調(diào)速器系統(tǒng)油完全過濾，保證油質(zhì)干凈不含雜質(zhì)。最后盤車檢查，確保受油器導(dǎo)向頭擺度符合規(guī)程要求;更換新的浮動瓦及擋油環(huán)的O型密封圈，控制安裝間隙在允許范圍內(nèi)，處理完畢后，調(diào)速器系統(tǒng)充油，手動啟動調(diào)速器油泵和循環(huán)油系統(tǒng)，保證閥組動作可靠無抽動抖動現(xiàn)象，操作油路內(nèi)無空氣。開機試運行48h，機組運行正常，油溫降至正常范圍。

6調(diào)速器感壓閥建議改造為組合閥

針對此種形式的調(diào)速器及油壓裝置，主要出現(xiàn)的問題為，油泵電機為不間斷運行，油泵空載時間增長和頻繁啟動，油流長時間在油泵、空載閥和調(diào)速器油箱間不斷循環(huán)，持續(xù)受油泵擠壓，系統(tǒng)油溫勢必升高；而兩個管腔之間串油，致使槳葉操作系統(tǒng)頻繁調(diào)節(jié)，調(diào)速系統(tǒng)管路充油頻繁，油與管路內(nèi)壁及油內(nèi)部分子長時間摩擦，系統(tǒng)油溫升高。感壓閥及空載閥等因油質(zhì)不合格等發(fā)生的卡阻現(xiàn)象，閥組無法關(guān)閉或者關(guān)閉不嚴，電機泵組泵油效果不良，使系統(tǒng)壓力不足以讓油泵停止運行，這樣也會造成調(diào)速器壓力油只在調(diào)速器油箱內(nèi)部循環(huán)，油箱油溫升高。

組合閥是一種具有卸荷、安全、止回等功能的液壓裝置，被廣泛地應(yīng)用在供油裝置的油泵出口，它的性能好壞直接影響到整個油壓裝置的性能，是供油裝置中重要的液壓元件。組合閥不僅能解決油壓裝置中安全閥動作不穩(wěn)定、噪聲大、油泵啟動沖擊大及滲漏點多的問題，而且集成化程度高、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、密封性好、過流能力大、使用壽命長。組合閥中先導(dǎo)控制部分，有兩種先導(dǎo)閥方式，安全閥采用機械式先導(dǎo)閥，以保證油壓裝置系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定和安全運行。旁通閥（卸荷閥）采用電磁鐵型先導(dǎo)閥，較為先進的電磁閥先導(dǎo)控制方式，可構(gòu)成油泵在啟動時，靠電磁鐵的通斷使主閥卸荷，達到空載啟泵，有效的保護電機泵組及整個油源系統(tǒng)的安全。

根據(jù)組合閥的功能，完全滿足調(diào)速器油壓裝置的要求，建議有條件的使用單位將調(diào)速器油壓裝置出口的感壓閥、卸載閥、安全閥，更換為現(xiàn)在各電廠應(yīng)用成熟的組合閥。

7結(jié)語

調(diào)速器系統(tǒng)運行是否正常是機組可靠、穩(wěn)定運行的重要決定性因素之一。油溫高會導(dǎo)致油劣化、粘滯性減小、膠質(zhì)密封件老化等問題，也會影響液壓操作系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。因此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)油溫高時應(yīng)及時處理。針對油系統(tǒng)溫度高的可能原因，可以通過“望、聞、問、切”等方法來查找，“看”管路及閥組有無滲漏；“聽”系統(tǒng)中各部分的工作聲音是否正常；“問”運行人員有什么異常情況和故障表現(xiàn);通過“摸”來檢查個部件的溫度和振動情況。

調(diào)速器系統(tǒng)作為機組的重要控制系統(tǒng)，應(yīng)該多巡視、多聽，精心維護，以此來保證機組的穩(wěn)定持續(xù)運行和備用率。

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中圖分類號：TK730.4+1

文獻標識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）12-0050-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.12.018

收稿日期：2014-07-31

作者簡介：杜禮斌（1983-），男，助理工程師，從事水電站機械安裝、檢修技術(shù)管理工作。