水轮发电机调速系统油压装置油温过高探究

吴迪

摘 要：在经济与科技力量的支持下，水轮发电机技术有了重大突破，其系统内部的油压装置也有了很大程度上的发展。但在实际运行中，油温过高现象对系统安全性和稳定性有重要的影响。文章对调速系统油压装置温度过高现象进行了详细的分析，并提出了相关的解决办法。

关键词：水轮发电机；调速系统；油压装置；油温过高

发电机的调速系统是水轮发电系统中的重要组成部分，调速系统主要通过合理调节设备的运行速度，使设备内部的油温处于稳定状态，防止油温过高引起安全事故，造成经济损失和人员伤亡。水轮发电机的工作原理是通过控制设备内部油温，将产生的压力通过管道传送到油罐中，通過调速器控制设备的运行速度，保证设备运行的稳定性和安全性。水轮发电机的调速系统能够保证水轮发电机运行的安全稳定，保证电力系统的正常运行。

1 水轮发电机调速系统油压装置工作原理

水轮发电机调速系统油压装置的作用是为调速系统提供高压力油操作动力，以实现水轮发电机组的开停机、频率和负荷调节。水轮发电机调速系统油压装置压力油的工作过程如下：储存在集油箱常压状态下的透平油通过压油泵增压，被输送到压力油罐。压力油罐的高压透平油经过调速系统的调速器，被分配到如同油压千斤顶一样的接力器，使相关的接力器做功，做功后的透平油从高压逐渐变成常压而回到集油箱，回到集油箱的透平油又被压油泵增压，准备完成下一次的做功，如此往复循环。

2 调速系统油压装置油温过高现象

水轮发电机油温过高是较为常见的现象，如果在运行过程中油温过高，水轮发电机不能正常运行，并且很容易产生漏油、爆炸等严重事故，给电力企业造成巨大的经济损失，严重威胁工作人员的生命安全。因此，必须加强对油压装置中油温过高现象的及时控制和处理，采取有效的措施，降低安全隐患，保证电力企业经济效益和人员安全。

2.1 油温过高原因分析

导致水轮发电机油压装置油温过高的因素较多，与设备所处环境有直接的联系，如果设备周围空气流动性差，使得设备的散热性能降低。同时油温与季节也有一定的联系，夏季气温高，使得油温也相对较高，并且散热性差，秋冬季节，气温较低，使得空气的流动性较好，油温的热量能够较好的传递，降低了环境对油温的影响。另外，造成油温过高的因素还包括以下几个方面：（1）抽油产生的压力是导致油温升高的主要原因。抽油时，由于流动压力产生一定的摩擦，使得装置内部的油温升高。设备在运行过程中，一些元器件之间的摩擦次数较多，也会导致油温升高。过渡的摩擦升温，不仅能够导致油温过高，引起严重的安全事故，也在一定程度上降低了水轮发电机设备的使用寿命，使元器件老化速度加快。因此，在设备采购时，必须加强对设备质量的严格把关，选择耐磨性好、安全性能高的产品，同时，加强对设备内部各个元器件的检查和维护，降低摩擦产生的不良影响，发现油温升高，必须采取有效的措施，降低油温，保证设备安全运行。（2）影响水轮发电机油温变化的重要因素还包括设备内部装油设备出现故障，由于装油设备与齿轮反复摩擦，形成较强的作用力，产生一定的热量，通过装油设备传递给油箱，造成内部油温升高过热，从而影响水轮发电机的正常运行。（3）接力器也是影响水轮发电机系统内部油温过高的因素。由于系统运行时，接力器与自身转叶存在严重的摩擦，使得转叶产生大量的热量，而使系统内部环境升温，通过热传递，导致油温升高，影响水轮发电机的正常运行，并埋下安全隐患。针对这类现象，可以通过在转叶与接力器连接位置涂抹润滑剂等物质，降低两者产生的摩擦作用，从而减少热量的产生，同时，加强对接力器的日常维护，保证接力器的正常运行，降低其对油温产生的影响。

2.2 油温过高的危害

油温过高有下列五种危害：（1）水轮发电机油压装置的油温过高，会直接影响各个元器件的正常使用，降低设备的使用寿命。同时，也会影响油箱密封材料的使用，使油箱密封不牢固，出现漏油、渗油的现象，影响设备的正常使用，降低水轮发电机运行的安全性和稳定性。因此，必须加强对油温的控制，防止油温过高产生的重大经济损失，保证电力企业的健康发展。（2）使油压装置安全阀提早动作，延长压油泵抽油时间。（3）使各机构活动部件的窜油量增大，增加耗油量。（4）运行中，油泵大幅度起动或起动次数过多，都会直接影响油温，导致油温升高，增加了漏油、渗油现象的严重性，很可能会形成油温不断升高，并且伴随漏油现象，这会直接影响油泵的安全性，大大缩短油泵使用年限，也会造成严重的安全事故。（5）油温过高还会促使压油罐产生裂纹，危及运行安全。

2.3 油温过高原因查找

（1）利用红外线感应测温仪对比机组运行状态和停机备用状态集油箱透平油的温度变化，判断热量来源三种途径究竟哪一种占主要地位。（2）停机备用状态，观察压油泵启动时间间隔和抽油时间，判断调速系统耗油量和压油泵效率。（3）停机备用状态利用红外线感应测温仪测量桨叶、导叶接力器进油和回油管路的温度差，区分桨叶、导叶接力器漏油、窜油。（4）停机状态依次关闭压力油罐各供油阀门，观察压力油罐的油压力下降情况，区分各机构的漏油、窜油，从而确定故障位置。

2.4 降低油温对策

水轮发电机调速系统内部油温过高，会严重影响设备运行效率，降低供电质量，并引发重大的安全事故，必须加强对影响油温因素的分析研究，采取科学有效的方法减少对水轮发电机油温的影响。（1）缩短压油泵抽油时间。油泵抽油时间越长，对于油温的影响就越大。导致抽油时间长短的主要因素包括油泵质量差，导致工作效率低；油泵的流量较小，与设备所需油量不符。针对上述问题，可以通过更换大流量的油泵，提高油泵质量，并注意合理调节安全阀，保证安全阀在油泵工作时，不会产生漏油、渗油的情况，降低安全阀产生的压力对油温的影响。（2）在机组备用状态下，延长压油泵起动时间间隔。水轮发电机系统内部油泵的频繁起动或大幅度起动时，会产生大量的热量，这时，可以通过更换活塞滑动密封环，降低油泵起动所产生的摩擦，降低热量的产生，降低对油箱密封材料的影响，减少漏油、渗油的现象。同时，可以更换密封材料，采用耐高温和耐磨性质较好的材料，降低高温对密封材料的侵蚀，防止安全隐患的产生，从而保证水轮发电机高效运行。（3）采用强迫降温。强迫降温是降低油压装置油温过高最为直接也是最有效的方式，通过在油箱内部安装冷却系统，或在回油管处安装冷却器，利用冷水对油箱内部进行降温，根据系统内部元器件的配置要求，选择最为适合的冷却方式。

某轴流转桨式机组水电站，采取了更换新压油泵，提高压油泵工作效率，抽透平油时间从每次5min降低到每次1min。同时，更换受油器的止漏浮动铜瓦以及采用耐高温、耐磨的耐油橡胶材料密封，减少受油器及其它机构窜油、漏油，降低了油耗，使压油泵在机组备用状态下的抽油时间间隔从原来的7min延长到30min。

3 结束语

水轮发电机是电力系统发电的重要设备，其中调速系统内部油温过高是影响水轮发电机正常运行的关键。必须加强对油压装置油温过高因素的分析研究，制定科学系统的应急预案，在油温过高时，能够第一时间降低油温，减少油温对水轮发电机的影响，从而保证电力系统的供电质量，提高电力系统的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]刘淑芬，张新华，徐威.水轮机调速仿真系统[J].水电自动化与大坝监测，2011.

[2]冯敏.谈振动对机组转轮运行的影响[J].工程建设与设计，2014.