紀(jì)軍

摘 要：水電站立式混流機(jī)組甩油，對于水輪發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行影響極大。本文主要分析了水電站油系統(tǒng)的重要作用、水電站立式混流機(jī)組甩油的主要原因，并提出了解決機(jī)組甩油問題的一些方法和對策，以期使得發(fā)電機(jī)組能夠高效、穩(wěn)定地運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：立式混流機(jī)組甩油；原因分析；對策方法

中圖分類號：TK730 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

工程概況：珊溪水力發(fā)電廠位于文成縣境內(nèi)飛云江干流上，距文成縣28km，距溫州市95km，主要建筑物有攔河壩、溢洪道、泄洪洞、發(fā)電廠房、升壓站、開關(guān)站等。引水系統(tǒng)和發(fā)電廠房位于大壩右岸，引水系統(tǒng)采用一洞二機(jī)，兩條引水洞分別向廠房4臺(tái)機(jī)組供水。電廠裝有杭州克瓦納發(fā)電機(jī)廠生產(chǎn)的混流立式發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量4×50MW（200MW），年平均發(fā)電量3.55億kWh，由220kV輸電線路并入華東電網(wǎng)。

一、水電站油系統(tǒng)的構(gòu)成要件

水電站的油系統(tǒng)是指將用油系統(tǒng)、儲(chǔ)油設(shè)備、油處理設(shè)備利用管網(wǎng)連接起來，進(jìn)而產(chǎn)生動(dòng)力的循環(huán)系統(tǒng)。它的組成包括：

（一）用油系統(tǒng)：主要由上導(dǎo)推力油槽、下導(dǎo)推力油槽、水導(dǎo)推力油槽組成。一般的水輪發(fā)電機(jī)，都是將各種軸承設(shè)備安裝在油槽當(dāng)中，因此，如果油槽出現(xiàn)甩油問題，就可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部軸承不能正常發(fā)力，影響整個(gè)油循環(huán)的使用。

（二）油處理室：主要由油泵、壓縮機(jī)和真空濾油機(jī)等設(shè)備組成，主要負(fù)責(zé)用油的凈化和輸送。

（三）其他設(shè)備：包括油化驗(yàn)室儀器、藥物，吸附再生設(shè)備以及測量和控制元件等等。

（四）管網(wǎng)：通過各種管道網(wǎng)絡(luò)，將油庫、油處理室等部分連接起來的設(shè)施。

二、水電站立式混流機(jī)組甩油的原因及預(yù)防

在水輪機(jī)日常使用的過程中，應(yīng)該注意觀察和維護(hù)以下幾個(gè)方面，可以有效地防止甩油現(xiàn)象的發(fā)生：

（一）檢查水輪機(jī)上的導(dǎo)油位是否正常。水輪機(jī)內(nèi)油箱加油過多，會(huì)導(dǎo)致立式混流機(jī)組出現(xiàn)甩油的現(xiàn)象。例如：我廠在2015年3#發(fā)電機(jī)組A修過速150%試驗(yàn)過程中，因上導(dǎo)推力油槽油位較高，試驗(yàn)過程中機(jī)組轉(zhuǎn)速過高引起較大離心力，導(dǎo)致油槽油位溢出，造成機(jī)組轉(zhuǎn)子、定子受油漬污染。預(yù)防措施：檢修后新安裝機(jī)組做150%轉(zhuǎn)速試驗(yàn)前，應(yīng)查看上導(dǎo)推力油槽油位在允許范圍值內(nèi)降至最低值，保證機(jī)組在試驗(yàn)過程中不會(huì)有油溢出。一般來講，水輪機(jī)在停止運(yùn)行的時(shí)候，應(yīng)將其油位保持在最低值線；同時(shí)，水輪機(jī)在運(yùn)行的過程當(dāng)中，要保證其油位不能超過最高值，如果發(fā)現(xiàn)油箱內(nèi)油量過多，應(yīng)及時(shí)將多余的油排掉。

（二）檢查水輪機(jī)擺度是否正常。水輪機(jī)的擺度影響著油槽內(nèi)用油的正常使用，如果擺度不正常，擺度過大，一旦超過規(guī)定值，極易導(dǎo)致甩油情況的發(fā)生。因此，一定要在立式混流機(jī)組的日常管理工作中，做好水輪機(jī)擺度的調(diào)整和檢查。

（三）檢查水輪機(jī)各個(gè)部件的密封是否正常。如果設(shè)備密封不嚴(yán)，則設(shè)備內(nèi)部的油就容易在機(jī)器高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)被甩出，造成機(jī)器故障。做好設(shè)備的密封工作，加固油箱蓋以及添加防溢油設(shè)備，都是保證設(shè)備密封正常的良好措施。我廠4臺(tái)機(jī)組發(fā)電機(jī)組新安裝投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)各油槽密封效果不好，大軸與油箱密封蓋處經(jīng)常有滲漏油，且在漏油盆處發(fā)現(xiàn)有較多的積油，導(dǎo)致上下風(fēng)洞內(nèi)有較大的油霧，對機(jī)組安裝運(yùn)行造成威脅。針對上述情況，對機(jī)組油盆進(jìn)行技改，采用哈爾濱通能電氣股份有限公司TNS型接觸式密封蓋，并對油盆擋油圈進(jìn)行了改造。（1）TNS型接觸式密封蓋將原來密封材質(zhì)羊毛氈更改為特殊復(fù)合材料，并且其特殊復(fù)合材料能夠與大軸表面接觸，實(shí)現(xiàn)無間隙運(yùn)行，保證了油盆的密封性；（2）對擋油圈高度適當(dāng)?shù)募痈?，減少油盆內(nèi)的油從擋油圈處甩出。

三、機(jī)組甩油的危害

（一）威脅機(jī)組工作人員的人身安全

當(dāng)油槽蓋板或者設(shè)備密封間隙發(fā)生油霧外溢現(xiàn)象時(shí)，如果得不到及時(shí)處理，就會(huì)破壞整個(gè)立式混流機(jī)組的運(yùn)行環(huán)境，尤其是會(huì)使空氣中彌漫著一股油味。由于立式混流機(jī)組內(nèi)的環(huán)境相對來講不利于氣味的擴(kuò)散，因此，空氣中的油味久久不散，很大程度上會(huì)影響機(jī)組內(nèi)工作和管理人員的情緒健康，進(jìn)而影響他們的身體健康。

（二）造成發(fā)電機(jī)組的損傷

1.甩油會(huì)使發(fā)電機(jī)定子遭受一定的損害

（1）水輪發(fā)電機(jī)甩油會(huì)直接引起發(fā)電機(jī)線圈外層滲油，這些油脂具有一定的粘性，會(huì)將空氣中的灰塵吸附其中，一旦變成混合雜質(zhì)，堵塞住發(fā)電機(jī)定子的通風(fēng)孔，就會(huì)使定子線圈溫度升高，進(jìn)而影響發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，縮短定子線圈的壽命。

（2）如果定子線圈被水輪機(jī)甩出來的油覆蓋住，就會(huì)增加定子線圈的清理難度，不利于定子線圈的日常保養(yǎng)。比如，在進(jìn)行發(fā)電機(jī)機(jī)組檢修的時(shí)候，如果發(fā)電機(jī)組沒有發(fā)生甩油的現(xiàn)象，那么保養(yǎng)時(shí)間通常只需要12h，而那些有甩油現(xiàn)象發(fā)生的機(jī)組，保養(yǎng)的時(shí)間則往往需要40h以上的時(shí)間，增加了工作難度和工作時(shí)間。

（3）發(fā)電機(jī)組甩油會(huì)引起定子絕緣水平下降，容易發(fā)生短路事故。當(dāng)機(jī)組甩油現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，由于定子線圈的通風(fēng)性能變差，定子的絕緣水平也會(huì)相應(yīng)下降。同時(shí)，水輪發(fā)電機(jī)甩油運(yùn)行時(shí)，會(huì)有不正常的力作用到定子線圈，導(dǎo)致定子線圈接地，發(fā)生短路現(xiàn)象，損害發(fā)電機(jī)組設(shè)備。

2.甩油會(huì)引發(fā)發(fā)電機(jī)軸瓦燒毀事故

發(fā)電機(jī)機(jī)組發(fā)生甩油故障之后，機(jī)組內(nèi)的環(huán)境會(huì)變得越來越差，而且當(dāng)甩出的油霧在發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子處形成油污，造成阻塞之后，會(huì)出現(xiàn)劇烈的熱效應(yīng)和電磁效應(yīng)，加快設(shè)備的老化速度。另外，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行的油位處于嚴(yán)重故障危險(xiǎn)點(diǎn)而引發(fā)油味限制報(bào)警時(shí)，極易引起發(fā)電機(jī)軸瓦燒毀事故，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)被迫非計(jì)劃停機(jī)。

四、甩油的處理方法研究

（一）阻止法

阻止法是指通過人為外加設(shè)備或者破壞發(fā)電機(jī)內(nèi)部的壓力環(huán)境而構(gòu)建的局部負(fù)壓，在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，使機(jī)組油面處于平穩(wěn)狀態(tài)，進(jìn)而阻止油的溢出。當(dāng)葉片焊接在正常油面之下或者鏡板內(nèi)側(cè)的時(shí)候，葉片浸入油內(nèi)，旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)力可以將油面下壓，同樣可以阻止油面的升高。實(shí)踐證明，阻止法是最常用的也是最有效的防止立式混流機(jī)組甩油的措施方法。

（二）導(dǎo)流法

導(dǎo)流法就是在旋轉(zhuǎn)配件內(nèi)壁上安裝阻尼溝槽的方法，這種溝槽是傾斜的，斜面朝下，當(dāng)油在向上涌起的時(shí)候，溝槽的下斜面可以將油擋住，起到阻尼的作用，防止油面上溢或者涌出。

（三）阻力延長法

阻力延長法實(shí)際就是在機(jī)組內(nèi)部增加一系列迷宮槽，使得本該涌出的油霧在迷宮槽中密封圈巨大阻力的作用下，被擠壓回機(jī)組內(nèi)部，從而解決機(jī)組甩油的問題。阻力延長法，實(shí)際上就是通過加長油霧通道長度的方法，減弱最后噴出的油霧力量，進(jìn)而起到阻尼作用。

（四）穩(wěn)壓法

穩(wěn)壓法主要有3種實(shí)現(xiàn)形式：

1.減小離心率。即通過加大旋轉(zhuǎn)部件與擋油桶之間的空隙，使得旋轉(zhuǎn)部件在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，相對離心率較之前減小，從而使油壓的脈沖值也相應(yīng)減小，保持了油面的平穩(wěn)，阻止了油霧的飛濺和上竄。

2.安裝部件。即通過加裝穩(wěn)油或者擋油設(shè)備或部件的辦法，減少油霧甩出。

3.壓力平衡。在旋轉(zhuǎn)部件上鉆孔，可以使部件旋轉(zhuǎn)時(shí)，保持內(nèi)外通氣壓力平衡，防止因?yàn)閴翰顚?dǎo)致的油面上升或者油霧甩出。

（五）尾水管吸力抽水法

混流水輪機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，轉(zhuǎn)輪出口和尾水管進(jìn)口處容易產(chǎn)生抵押渦帶，導(dǎo)致空腔氣蝕。我們可以采用尾水管真空吸力抽水法，即在尾水管處設(shè)置十字架補(bǔ)氣管，控制尾水管補(bǔ)氣量，加大排水量的方法，減少甩油現(xiàn)象的發(fā)生。

結(jié)語

綜上所述，在實(shí)際問題發(fā)生并且進(jìn)行維護(hù)和修理的時(shí)候，相關(guān)工作人員除了要對甩油現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)分析，找出真正原因之外，還要善于創(chuàng)新，在掌握機(jī)械原理的基礎(chǔ)上，尋找出更多的簡單有效的解決方法，從而保障水電站立式混流機(jī)組的高效穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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