水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置油泵效率低問(wèn)題分析處理

劉文徽 凌遠(yuǎn)鈞

（國(guó)家電投集團(tuán)江西電力有限公司上猶江水電廠 江西贛州 341000）

水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置油泵效率低問(wèn)題分析處理

劉文徽 凌遠(yuǎn)鈞

（國(guó)家電投集團(tuán)江西電力有限公司上猶江水電廠 江西贛州 341000）

調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置油泵效率低、油泵無(wú)法正常加載在水電新投產(chǎn)機(jī)組運(yùn)行中較為常見，本文結(jié)合躍洲水電站2#機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)壓油裝置2#泵出現(xiàn)的故障及處理，討論了該油泵效率低現(xiàn)象中組合閥、油泵、油質(zhì)等影響因素，并提出了可行的處理建議，為水電廠相關(guān)專業(yè)人員提供了處理此類問(wèn)題的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

調(diào)速系統(tǒng)；油壓裝置；油泵；電磁換向閥

引言

躍洲水電站地處贛江支流貢水于都縣境內(nèi)河段，壩址位于江西省贛州市于都縣貢江鎮(zhèn)城郊的躍洲村，距于都縣城約5km，正常蓄水位117.80m（黃海高程），壩址以上控制流域面積14978km2，是一座以發(fā)電為主，兼顧改善城區(qū)水環(huán)境、航運(yùn)等綜合利用效益的中型水利工程。電站共裝設(shè)3臺(tái)12MW燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組。

電站于2012年12月第一臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，2013年2月三臺(tái)機(jī)組全部發(fā)電。機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)行后，2#機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)壓油裝置2#泵經(jīng)常出現(xiàn)打壓效率低、油泵無(wú)法正常加載，不但導(dǎo)致調(diào)速系統(tǒng)油壓下降，而且會(huì)使油溫快速升高，加速透平油油質(zhì)劣化，嚴(yán)重影響機(jī)組的正常運(yùn)行。

1 水輪機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置概述

大中型水電廠調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置一般配備兩臺(tái)螺桿泵，設(shè)計(jì)為按時(shí)間或按次數(shù)輪換啟動(dòng)方式互為備用。在沒(méi)有負(fù)荷調(diào)節(jié)任務(wù)的情況下，油泵的正常啟停時(shí)間間隔在30～40min為宜，油泵效率低及過(guò)于頻繁的啟停泵不但會(huì)影響油泵使用壽命，而且會(huì)使油溫快速升高，加速透平油油質(zhì)劣化，從而影響主接力器操作功，間接影響機(jī)組有功調(diào)節(jié)甚至機(jī)組運(yùn)行安全。

躍洲水電站調(diào)速器系統(tǒng)采用的長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司生產(chǎn)的MGC4000產(chǎn)品，主配壓閥直徑為100mm，壓油裝置型號(hào)為YZ-6.0-6.3，螺桿泵型號(hào)為3G70X6C，工作壓力為6.3MPa，主泵啟動(dòng)6.0MPa，備泵啟動(dòng)5.7MPa，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y250M-4B5，功率為55kW。

2 故障現(xiàn)象總結(jié)及原因查找

2013年11月至12月期間，2#機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)壓油裝置2#泵經(jīng)常出現(xiàn)打壓效率低、電機(jī)啟動(dòng)異常及軟啟動(dòng)器報(bào)故障導(dǎo)致2#泵退出運(yùn)行，嚴(yán)重影響機(jī)組正常運(yùn)行，故障匯總見表1。

表1 故障匯總表

為盡快解決2#泵故障，對(duì)以下幾方面進(jìn)行檢查分析：

2.1 軟啟動(dòng)器檢查

對(duì)軟啟動(dòng)器參數(shù)進(jìn)行檢查，2#泵（故障泵）參數(shù)與1#泵（正常泵）一致。

2.2 電動(dòng)機(jī)絕緣檢查及油泵機(jī)械檢查

拆開電動(dòng)機(jī)動(dòng)力線，所測(cè)兩臺(tái)電機(jī)對(duì)地電阻及相間絕緣均合格；油泵旋轉(zhuǎn)部分無(wú)故障，轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)障礙。

2.3 組合閥油濾過(guò)器清洗

拆開組合閥油濾過(guò)器進(jìn)行清洗，檢查發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)干凈，無(wú)雜質(zhì)。

2.4 手動(dòng)試驗(yàn)

采取手動(dòng)啟動(dòng)螺桿泵進(jìn)行打壓加載，1#泵，空載運(yùn)行時(shí)電流為30A，手動(dòng)加載時(shí)電流為90A；2#泵，空載運(yùn)行時(shí)電流為35A，手動(dòng)加載時(shí)電流為95A。

2.5 自動(dòng)試驗(yàn)

采取手動(dòng)排壓油罐壓力油，自動(dòng)啟動(dòng)螺桿泵進(jìn)行打壓加載，1#泵，空載運(yùn)行時(shí)電流為34A，正常加載時(shí)電流為90A；2#泵，空載35A→70A→90A→260A→400A→軟啟報(bào)熱故障停止，跳閘。

通過(guò)上述幾方面的檢查發(fā)現(xiàn)，油泵手動(dòng)加載時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速正常后手動(dòng)捅加載電磁閥可以正常打壓；一旦自動(dòng)加載時(shí)，加載電磁閥卡在加載位置，電機(jī)一啟動(dòng)即處在加載位置，電機(jī)的工作電流瞬間上升到軟啟的啟動(dòng)電流限制值，軟啟報(bào)故障跳閘。

3 故障分析及處理措施

3.1 故障分析

油泵出口組合閥由止回閥、卸載閥、安全閥、單向閥等組成，其作用是保護(hù)油泵平穩(wěn)加載，并作為液壓系統(tǒng)的二級(jí)壓力保護(hù)裝置在系統(tǒng)過(guò)壓時(shí)泄壓，如圖1所示。組合閥導(dǎo)致油泵頻繁啟泵的原因主要集中在機(jī)械方面。

圖1 油泵出口組合閥示意圖

如圖所示，卸載、旁通電磁換向閥，是一個(gè)二位四通電磁閥，作用是：為避免油泵電機(jī)在啟動(dòng)瞬間承受大負(fù)荷沖擊，在電機(jī)啟動(dòng)完成前，該閥的第一個(gè)位置使電機(jī)不帶負(fù)載，使電機(jī)啟動(dòng)完成并穩(wěn)定在額定轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，程序控制其切換到第二位置，使電機(jī)加載，電機(jī)帶動(dòng)油泵給壓油罐打油。但如果卸載閥閥芯卡澀，若是卡在卸載位時(shí)，則會(huì)使卸載閥一直處于卸載狀態(tài)，油泵一直運(yùn)轉(zhuǎn)，但壓力卻始終達(dá)不到能夠打開止回閥向壓力油罐打油的壓力值，無(wú)法向壓力罐打油；若是卡在加載位時(shí)，則會(huì)使卸載閥一直處于加載狀態(tài)，電機(jī)的工作電流瞬間上升到軟啟的啟動(dòng)電流限制值，軟啟報(bào)故障跳閘。

3.2 處理措施

根據(jù)筆者多年的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，油質(zhì)污染是導(dǎo)致液壓系統(tǒng)故障的主要原因，尤其對(duì)于組合閥等精密閥組，過(guò)大的雜質(zhì)顆粒會(huì)導(dǎo)致其閥芯卡澀，阻礙其正常動(dòng)作。為此，對(duì)組合閥前設(shè)置過(guò)濾器濾網(wǎng)進(jìn)行徹底清洗；將組合閥徹底拆卸，用無(wú)水酒精進(jìn)行清洗，尤其對(duì)卸載、旁通電磁換向閥清洗兩遍；同時(shí)為確保電機(jī)在電磁閥切換到加載位置前達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，將控制程序中加載等待時(shí)間由5s延長(zhǎng)至10s。

躍洲水電站2#機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)壓油裝置2#泵自2013年12月8日進(jìn)行處理以來(lái)，經(jīng)過(guò)近兩年多的運(yùn)行，打壓效率低、電機(jī)啟動(dòng)異常及軟啟動(dòng)器報(bào)故障沒(méi)有再發(fā)生，油泵運(yùn)行穩(wěn)定，保證了機(jī)組安全運(yùn)行。

3.3 維護(hù)保養(yǎng)建議

（1）針對(duì)新投產(chǎn)機(jī)組，定期濾油，并對(duì)濾網(wǎng)清洗，清處油中的各種雜質(zhì)，確保透平油清潔；

（2）定期清洗油壓裝置組合閥的二位四通電磁閥，避免發(fā)卡；

（3）合理調(diào)整油泵啟動(dòng)值，主泵啟動(dòng)壓力可由6.0MPa降為5.8MPa，備泵泵啟動(dòng)壓力可由5.7MPa降為5.6MPa，減少油泵啟動(dòng)次數(shù)，提高電機(jī)壽命；

（4）加強(qiáng)對(duì)壓力油罐油氣比例失衡的調(diào)節(jié)，及時(shí)對(duì)油罐進(jìn)行排油補(bǔ)氣，避免油泵啟動(dòng)頻繁。

4 結(jié)語(yǔ)

調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置為水輪發(fā)電機(jī)組導(dǎo)水葉、槳葉提供操作能源，一旦有故障就會(huì)危及機(jī)組的安全運(yùn)行。本文僅針對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，難免存在不足之處。但各種類型的油壓裝置及其調(diào)節(jié)原理都有相似之處，只要牢固掌握油壓裝置工作原理及各種閥件結(jié)構(gòu)，從源頭油質(zhì)問(wèn)題抓起，就能將引起故障的原因排除甚至消滅在萌芽階段，為機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

[1]《水輪機(jī)調(diào)速器及油壓裝置運(yùn)行規(guī)程》（DL/T792-2001）[S].北京：中國(guó)電力出版社，2002.

[2]貫流式水輪發(fā)電機(jī)組實(shí)用技術(shù)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2010.

[3]水電站機(jī)電運(yùn)行[M].鄭州：黃河水利出版社，2007.

[4]電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置通用技術(shù)條件（DL/T744-2012）[S].北京：中國(guó)電力出版社，2012.

TV735

A

1004-7344（2016）23-0104-02

2016-7-23

劉文徽（1969-），男，安徽潁上人，助理工程師、技師，本科，工學(xué)學(xué)士，主要從事水電運(yùn)營(yíng)管理工作。