论在线滤油装置在抽水蓄能电站中的必要性

祁亚静，李甲骏，金清山，李永红，刘璐茜

（河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北 石家庄 050300）

论在线滤油装置在抽水蓄能电站中的必要性

祁亚静，李甲骏，金清山，李永红，刘璐茜

（河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北 石家庄 050300）

探讨了张河湾蓄能电站当前的油处理方式，从油品及成本等方面论述了在线滤油装置对蓄能电站运行的必要性。

油处理；油品；成本；在线滤油装置

1 前言

张河湾抽水蓄能电站位于太行山深处井陉县境内，距石家庄市（负荷中心）直线距离为52 km，公路里程77 km，对外交通方便。电站装机总容量为1 000 MW，安装4台250 MW的单级混流可逆式机组。

电站的机电设备在运行中，由于设备特性，需要使用各种性能的油品，其中用量最大的为透平油，大型电站用油量可达数百吨乃至数千吨，中小型电站也有数十吨到百余吨。为了保证如此大量的油经常处于良好状态，需要有油处理维护装置组成的油处理系统。

2 蓄能电站油系统介绍

2.1 电站油系统概述

张河湾电站地下厂房滤油系统由滤油机、储油罐及管路组成。滤油机有2台，为精密滤油机，型号JFL-100-3，储油罐有2个，每个油罐容积为20 t，用于检修时设备排油及油的净化处理，均布置在地下厂房蜗壳层油处理室。滤油机、储油罐通过排油、回油管路与主厂房的集油箱和各导轴承油管路相连。电站所需透平油主要供给4台机球阀、调速器压力油罐，上导油盆，推力/下导油盆、水导油盆等处。

2.2 透平油在蓄能电站中的作用

透平油在蓄能电站中的作用主要是润滑、散热和液压作用。

润滑：在轴承间或滑动部分间造成油膜，以润滑油内部摩擦代替固体干摩擦，从而减少设备的发热和磨损，延长设备寿命，保证设备功能和安全。

散热：设备转动部件因摩擦所消耗的功转变为热量，使温度升高，这对设备和润滑油本身的寿命、功能有很大影响，因此必须设法散出其热量。根据油的润滑理论，润滑油在对流作用下将热量传出，再经过油冷却器将热量传给冷却水，从而使油和设备的温度不致升高到超过规定值，保证设备的安全运行。

液压操作：在水电站有许多设备，如调速系统，进水阀以及管路上的液压阀等都需要用高压油来操作，透平油可以作为传递能量的工作介质。

2.3 透平油油质

透平油的质量由以下指标来衡量，包括：水分、粘度、闪点、颗粒度、酸值、破乳化度等。

油在运行或储存过程中，经过一段时间后，油会因潮气侵入产生水分，或因运行过程中的各种原因而出现杂质，酸值升高，沉淀物增加，使油的性质发生变化，改变了油的物理和化学性质，这种变化称为油的劣化。油劣化的根本原因是油和空气中的氧起了作用，油被氧化，油被氧化的后果是酸值升高，闪点降低，颜色加深，粘度增大，并有胶质状和油泥沉淀物析出，将影响正常润滑和散热作用，腐蚀金属和纤维，对设备运行造成危害。在长期运行过程中油的性质难免会改变原有品质，一般可借助净化来恢复。

一般蓄能电站常采用机械净化的方法处理污油，常用方法包括：沉清、压力过滤、真空过滤。

3 电站目前油处理方式

3.1 目前电站油质

张河湾电站对污油的处理通常是在机组检修期间，将污油排至油处理室，利用现有的两台真空滤油机对污油进行过滤，一般一个滤油周期为7 d。

以2016年上半年为例，共进行3次检修滤油工作，分别是在3、4号机组C修，1号机组B修期间，过滤后油质经检验，相关数据如表1：

表1 检验数据

通过对比运行中油的质量标准（见表2），我们可以看出经过处理的油质虽能满足国家标准GB/T 7595-2008，但其质量并不是很理想。

表2 运行中油的质量标准

3.2 提高油质的方式

为进一步提升油质，改善机组导轴承，调速器等设备的运行环境，目前常采取的方法有两种：1）提高污油过滤频次；2）缩短更换新油周期。对于这两种方法我们逐一展开分析。

3.2.1 提高污油过滤频次

提高过滤频次，会在一定程度上提高所处理污油的品质，提高污油的利用率，但是会增加滤芯的消耗。以现有滤油机为例，滤芯消耗情况如表3：

表3 单次滤油滤芯消耗情况表

由表3可以看出每增加一次滤油，需要增加消耗31个滤芯。电站一年4台次C级及以上检修，至少需要滤油4次，总共一年大约要备滤芯124个，此方法虽提高了污油品质，但是所需的人力、资金的成本也颇高。

3.2.2 缩短更换新油周期

该电站日常所需透平油为46号透平油，透平油以桶计，每桶209 L。由于机组运行时透平油的泄露及检修过程中的消耗，现场需存储一定数量的透平油满足日常使用，透平油用量主要为日常维护消耗和大修换油。

日常维护消耗：每月因设备甩油、泄露等原因需对用油设备补油5桶左右；

大修换油：电站目前结合油质情况，按照B修周期进行透平油更换，单台机大修换油约消耗新油107桶。

此方法降低了污油利用率，以更换新油来保证油品，虽然减少了滤油方面成本，但是新油购置成本其实更高。

通过以上分析可看出，利用现有设备无法兼顾油品和成本，经过研究及对其他蓄能电站的借鉴，电站决定完善现有油处理方式，引进在线虑油装置。

4 在线滤油装置介绍

在线虑油装置采用在油系统设备上增加旁路连接的方式，可以实现在不影响机组运行的情况下对集油箱或导轴承油盆里的透平油进行过滤。

电站所引进的在线虑油装置工作原理是:在滤芯两侧设计平行的正、负电极，在电极上加直流高压电，电极之间产生较强的电场，利用电泳工作原理，使污染物附着在滤芯上，达到除去油液中的不溶性污染物质。

4.1 在线虑油装置的特点

（1）可完全去除传统机械过滤方式不能除去的油液内的氧化物，防止不溶于油液的胶状氧化物堆积形成油泥；

（2）可有效清除油液内的金属、非金属、有机物等不溶于油的杂质；

（3）结构紧凑、移动自如、使用方便。

4.2 在线虑油装置的使用优势

（1）在线虑油装置采用在线旁路过滤方式，不需改造油箱的结构，安装简易，维护方便；

（2）在线虑油装置根据电荷特性进行分选，在清除固体颗粒杂质的同时，也清除油液中的氧化变质物；

（3）较强的电场能够捕捉超微粒子，使超微粒子吸附在滤芯上，进一步提升净油效果；

（4）收集器、集尘面积大，纳垢能力强（可达2.5 kg），能够满足长时间连续运行的要求；

（5）收集器采用多套并联结构，可切换运行，将收集器的上盖打开，即可更换滤芯；

（6）选择较小功率的泵和电机，能耗低，长期运行耗能小。

4.3 在线滤油装置将对电站油系统产生的影响

（1）通过引进在线滤油装置，可将机组一个检修周期的滤油工作转变为日常定期工作，大大增加了污油的滤油频次，提升了油质；

（2）静电滤油机可以在线不停机的解决调速器油品清洁及氧化油泥的问题，采用静电滤油技术，祛除和阻止了油泥等胶状氧化物的产生，改善机组导轴承、调速器等设备的运行环境，将减少因油质问题造成的机组不安全事件的发生，减少停机时间及停机的次数。

5 结束语

通过上文的论证，可以证明，在线滤油装置在成本上、油品上相较现有滤油方式具有较大的优势。既可以在线控制油的污染，延长油的使用寿命，又可以在线清洁油箱及管路上的污染，降低换油的成本，因此，引进在线滤油装置对于蓄能电站来讲非常必要。

TV735

B

1672-5387（2016）12-0081-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.12.029

2016-08-29

祁亚静（1988-），女，助理工程师，从事抽水蓄能电站技术管理工作。