淺談燈泡貫流機(jī)組潤滑油系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)

黃勇 邵尤謙

(江西中電投峽江發(fā)電有限公司,江西南昌 330038)

淺談燈泡貫流機(jī)組潤滑油系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)

黃勇 邵尤謙

(江西中電投峽江發(fā)電有限公司,江西南昌 330038)

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電力需求越來越大。高水頭水力資源基本開發(fā)完畢,為了滿足經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的能源需求,人們轉(zhuǎn)而開發(fā)低水頭水力資源。燈泡貫流式水電站是開發(fā)低水頭水力資源最好的方式。峽江水電站位于吉安地區(qū)峽江縣境內(nèi),是一座燈泡貫流式水電站。潤滑油系統(tǒng)作為機(jī)組輔助系統(tǒng),為機(jī)組軸承提供潤滑和冷卻作用,其運(yùn)行可靠性直接影響到機(jī)組的運(yùn)行安全。因此針對(duì)峽江電站軸承潤滑油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行維護(hù)要點(diǎn)進(jìn)行簡要的介紹及分析。

燈泡貫流機(jī)組 軸承潤滑油系統(tǒng) 運(yùn)行維護(hù)

1 工程慨況

峽江水利樞紐工程，是鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)的重點(diǎn)水利樞紐工程之一，也是中國目前在建的大型水利樞紐工程項(xiàng)目。

峽江工程共裝9×40MW燈泡貫流水輪發(fā)電機(jī)組，其中5臺(tái)機(jī)組為天津阿爾斯通生產(chǎn)，其發(fā)電機(jī)型號(hào)為SFWG40-84/8820，水輪機(jī)型號(hào)為GZ4BNXJ-WP-780，轉(zhuǎn)輪直徑為7800mm。天津阿爾斯通生產(chǎn)機(jī)組目前在同類型水輪發(fā)電機(jī)組中其轉(zhuǎn)輪直徑屬亞洲最大。

2 簡述

潤滑系統(tǒng)主要給發(fā)電機(jī)組合軸承、水導(dǎo)軸承輸送潤滑油，故又稱軸承供油系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)軸承潤滑油系統(tǒng)和一個(gè)高壓力油系統(tǒng)兩部分。這兩部分運(yùn)行時(shí)共用一個(gè)油箱，有兩臺(tái)潤滑油泵;兩臺(tái)高壓油泵。

軸承供油系統(tǒng)的作用:

(1)在軸承間或滑動(dòng)部分間形成油膜，以潤滑油內(nèi)部摩擦代替固體間的干摩擦，從而減少設(shè)備的發(fā)熱和磨損，延長設(shè)備的壽命，保證設(shè)備的性能和安全，即潤滑作用;(2)設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)部件因摩擦所消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱能，使其溫度升高，通過熱對(duì)流的形式將熱量傳出，在潤滑油冷卻器處將熱量通過熱傳導(dǎo)的形式傳給冷卻水，從而使油和設(shè)備(主指推力瓦)的溫度不致升高超過規(guī)定值，保證設(shè)備的安全運(yùn)行，即散熱作用。

圖1 峽江6號(hào)機(jī)組軸承潤滑油系統(tǒng)圖

軸承潤滑系統(tǒng)由軸承低位油箱、軸承高位油箱、兩臺(tái)油泵、兩臺(tái)油冷卻器、一臺(tái)雙油過濾器、發(fā)電機(jī)主供油閥、測(cè)溫測(cè)流元件等組成。

與立式機(jī)組相比，燈泡貫流機(jī)組油系統(tǒng)的潤滑油系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜得多，其控制方式具有一定的特殊性，筆者主要通過對(duì)峽江水電廠天津阿爾斯通生產(chǎn)的6號(hào)機(jī)組軸承潤滑油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行控制分析，以及調(diào)試中故障分析處理，來說明燈泡貫流機(jī)組潤滑油系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)特點(diǎn)。

3 峽江6號(hào)機(jī)組軸承潤滑油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行控制分析

峽江軸承潤滑油系統(tǒng)是典型的貫流機(jī)組潤滑油系統(tǒng)，主要由軸承低位油箱泵站(含潤滑低壓油泵、高壓頂起油泵)、高位油箱、低位油箱、油過濾器、潤滑油冷卻器、單向閥、溢流閥、截止閥、相關(guān)管路、自動(dòng)化元件組成。圖1為峽江6號(hào)機(jī)組潤滑油系統(tǒng)圖。

3.1 峽江潤滑油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

峽江軸承潤滑油系統(tǒng)有三大結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，一是將漏油箱與軸承低位油箱泵站分開獨(dú)立設(shè)置;二是將油過濾器，機(jī)組潤滑油冷卻器、單向閥、安全閥、壓力和液位監(jiān)視都集中在軸承低位油箱泵站上;三是配置相對(duì)應(yīng)的機(jī)組低位油箱泵站集散控制系統(tǒng)(PLC控制方式)，合理配置油系統(tǒng)所需要安裝的壓力、油溫和液位自動(dòng)化元件，并將各元件接線集中在泵站端子箱中，這樣既方便現(xiàn)場(chǎng)安裝，節(jié)省安裝空間和時(shí)間，又有利于電站運(yùn)行和日常維護(hù)。

3.2 峽江軸承高位油箱油位及潤滑油泵的運(yùn)行控制

潤滑油系統(tǒng)設(shè)有高位油箱和低位油箱，高位油箱安裝位置根據(jù)機(jī)組工作水頭及軸承供油油壓確定，峽江電站高位油箱安裝位置比機(jī)組中心線高23.3米，以取得轉(zhuǎn)輪槳葉密封內(nèi)外壓力均衡的要求，防止河水壓壞槳葉密封進(jìn)入轉(zhuǎn)輪體內(nèi)。潤滑油通過高位油箱存儲(chǔ)一定的油量，然后靠油自身的重力作用自動(dòng)流入軸承，這樣即可以保證供油可靠性又能穩(wěn)定油壓。因此對(duì)軸承高位油箱油位的控制是確保機(jī)組潤滑油系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。

電站高位油箱的油位控制，是根據(jù)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)以及高位油箱油位情況進(jìn)行自動(dòng)控制的。(1)機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài):主用軸承油泵保持啟動(dòng)，確保高位油箱油位在運(yùn)行油位，當(dāng)高位油箱油位下降到起備用泵油位時(shí)，軸承油控制系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)備用油泵，保持兩臺(tái)油泵同時(shí)工作?；謴?fù)高位油箱油位至正常運(yùn)行油位后，備用油泵停止，主用油泵繼續(xù)工作，保證機(jī)組開機(jī)狀態(tài)潤滑油供油量正常。(2、機(jī)組停機(jī)備用狀態(tài):油泵根據(jù)高位油箱油位變化情況自動(dòng)啟停，以補(bǔ)充因閥門關(guān)閉不嚴(yán)而滲漏的潤滑油，保證高位油箱油位正常。減少因高位油箱油位低而增加的開機(jī)等待時(shí)間，提升機(jī)組開機(jī)成功率。高位油箱的事故停機(jī)油位必須保證機(jī)組在兩臺(tái)油泵不能正常啟動(dòng)時(shí)能安全停機(jī)，一般要求能供5-10分鐘軸承用油量，保證機(jī)組在事故停機(jī)過程中不會(huì)因潤滑油中斷而燒毀軸瓦。

在高位油箱設(shè)有四個(gè)油位接點(diǎn)，自上至下分別定義為油位高、

············油位正常、油位低和油位過低信號(hào)。油位正常信號(hào)內(nèi)一臺(tái)油泵啟動(dòng)，油位下降到油位低以下且機(jī)組運(yùn)行時(shí)啟動(dòng)備用油泵，當(dāng)兩臺(tái)油泵同時(shí)啟動(dòng)時(shí)，油位到達(dá)油位高接點(diǎn)位置時(shí)，退出備用油泵。當(dāng)油位降至油位過低接點(diǎn)位置時(shí)觸發(fā)機(jī)組高位油箱低油位事故停機(jī)。

高位油箱設(shè)有溢油管道，油箱溢流能力要大于機(jī)組運(yùn)行時(shí)單臺(tái)油泵供油能力與機(jī)組軸承總供油能力總量之差;同時(shí)溢流能力要等于或小于機(jī)組運(yùn)行時(shí)兩臺(tái)油泵供油能力與機(jī)組軸承總供油能力總量之差且溢流面高于油位正常位置，以保證高位油箱在正常工作時(shí)不出現(xiàn)跑油。

3.3 峽江高壓油頂起的控制

高壓油頂起系統(tǒng)，主要是保證在啟動(dòng)和停機(jī)過程中，機(jī)組在低轉(zhuǎn)速區(qū)時(shí)，能在主軸與軸瓦間建立油膜以保護(hù)軸瓦燒毀。峽江電站機(jī)組在開機(jī)時(shí)就啟動(dòng)高壓油頂起系統(tǒng)，因高壓油頂起油泵在低位油箱處離機(jī)組軸承較遠(yuǎn)，高壓油頂起系統(tǒng)建壓有一定的延時(shí)。為充分發(fā)揮高壓油頂起系統(tǒng)的作用，提高機(jī)組運(yùn)行可靠性，在機(jī)組開機(jī)令發(fā)出時(shí)就投入高壓油頂起系統(tǒng)，并把監(jiān)控檢測(cè)高壓油頂起油壓是否正常，作為調(diào)速器動(dòng)作的必要條件。調(diào)速器動(dòng)作后當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速上升至90%額定轉(zhuǎn)速時(shí)退出高壓油頂起系統(tǒng);燈泡貫流式機(jī)組額定轉(zhuǎn)速低，機(jī)組啟動(dòng)和停機(jī)的過程短，轉(zhuǎn)速變化快，因此高壓油頂起系統(tǒng)必須確?？煽?。機(jī)組停機(jī)時(shí)分兩種情況，正常停機(jī)時(shí)在斷路器跳開后立即投入高壓油頂起系統(tǒng)，10S內(nèi)高壓油頂起正常，調(diào)速器動(dòng)作停機(jī)，當(dāng)機(jī)組完全停止并延時(shí)40S后退出高壓油頂起。否則退出正常停機(jī)過程、退出高壓油頂起，確保無高壓油頂起不正常停機(jī)，提高機(jī)組安全系數(shù);事故停機(jī)時(shí)不論任何情況立即投入高壓油頂起系統(tǒng)，直至機(jī)組完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)并延時(shí)40S后退出高壓油頂起。

4 機(jī)組調(diào)試中出現(xiàn)的故障及分析處理

高壓油頂起時(shí)，高頂正常信號(hào)不穩(wěn)定。在調(diào)試機(jī)組高壓油頂起時(shí)時(shí)，機(jī)組無法正常開停機(jī)。高壓油泵啟動(dòng)后，油壓波動(dòng)較大，造成油管劇裂震動(dòng)，使得電接點(diǎn)壓力表的高壓油壓閉合接點(diǎn)有頻繁抖動(dòng)斷開，后建議改用高壓油斷開接點(diǎn)(斷開接點(diǎn)不會(huì)因抖動(dòng)而閉合)，并在控制中加短延時(shí)濾波程序，從而保證高壓油頂起時(shí)，高油壓信號(hào)正常發(fā)出。

5 軸承潤滑油系統(tǒng)維護(hù)要點(diǎn)

峽江采取的高位油箱通過主供油閥利用油的位能對(duì)軸承系統(tǒng)供油。而熱油回流至低位油箱，通過油泵經(jīng)油冷卻器向高位油箱回油。這種方式供油只通過主供油閥。供油回路簡單，確保供油可靠。高、低位油箱油位開關(guān)及各支路的油示流器主供油閥安裝位置顯得尤為重要。高位油箱的低油位報(bào)警位置要報(bào)警跳閘后，保證能供油5分鐘。因此此油位傳感器位置要嚴(yán)格標(biāo)定，絕不能隨意改動(dòng)。

高壓油頂起，由于每臺(tái)機(jī)組軸瓦的間隙不一樣，通過高壓壓力開關(guān)的值間接反映機(jī)組的頂起量。每次年度檢修應(yīng)復(fù)核每臺(tái)機(jī)高壓頂起量和高壓壓力開關(guān)整定值。根據(jù)實(shí)際項(xiàng)起量調(diào)整壓力開關(guān)整定值。

6 結(jié)語

通過前面對(duì)機(jī)組潤滑油系統(tǒng)及高壓油頂起系統(tǒng)的介紹和分析，可以看出機(jī)組潤滑油系統(tǒng)的可靠性是保證機(jī)組正常運(yùn)行的關(guān)鍵。保證機(jī)組的運(yùn)行安全，必須要提高機(jī)組潤滑油系統(tǒng)的控制可靠性。對(duì)在機(jī)組調(diào)試中發(fā)現(xiàn)問題的認(rèn)真分析和處理，對(duì)提升機(jī)組的運(yùn)行品質(zhì)有極大的影響。同時(shí)在調(diào)試中也能發(fā)現(xiàn)潤滑油系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不易考慮到的特殊狀況，對(duì)今后潤滑油系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造也有相當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)意義。

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