贯流式水轮发电机组自动化系统的改进

2014-12-23吴迪

中国科技纵横 2014年24期

关键词：贯流式油位水轮

吴迪

(哈尔滨电机厂有限责任公司,黑龙江哈尔滨 150040)

贯流式水轮发电机组自动化系统的改进

吴迪

(哈尔滨电机厂有限责任公司,黑龙江哈尔滨 150040)

我国电力产业的发展比较迅速,发电机组是整个电力生产中的重要组成,而贯流式水轮发电机组是一种比较常规的发电机组形式,这个机组中涉及到较多的自动化系统,不过这些自动化系统有的存在一些问题需要改进。本研究综述了贯流式水轮发电机组自动化系统的组成、自动化系统中存在的问题分析、自动化系统的改进策略及要求等内容。

贯流式水轮发电机组自动化系统问题改进策略

1 贯流式水轮发电机组自动化系统的组成

贯流式水轮发电机组的引水部件、排水部件以及转轮在一条轴线上,水流平直通过水轮机,而且贯流式水轮发电机分为全贯流和半贯流,并且在我国电力生产过程中,全贯流式水轮机的应用较少,而半贯流水轮机应用的比较多。贯流式水轮发电机没有蜗壳,它与卧轴式轴流式水轮机结构基本相似,只是在引水室和导水机构方面存在一定的差异,贯流式水轮发电机采用的是圆锥形导水机构。

在电力生产过程中机组运行主要通过一些自动控制系统来完成,这些自动控制系统主要会涉及到水轮机、发动机、高压油装置及配套的调速器、轴承润滑油装置以及其它自动化元件。这些装置与发电站的其它相关设备配套使用来实现高效率发电。贯流式水轮发电机组的自动化主要体现在当机组发生故障时,自动化设备可以发出报警信号,并且可以实现机组自动停止运行,这样可以很好地确保机组运行安全。

2 自动化系统介绍及其存在的问题分析

2.1 轴承润滑油系统

轴承润滑油系统是贯流式水轮发电机组自动化控制系统的重要组成部分,这个系统的自动化控制主要包含:第一,高位油及轴承油泵的控制。报警点是高位油箱设置的关键,一般情况下需要设置四个报警点,即油位上限、油位下限、油位正常以及油位过低。报警点的设置给系统控制创造了条件,不同油位状况可以启动不同的运行状态,这使得油位控制实现自动化成为可能。第二,润滑油流量监控。由于贯流式水轮发电机组结构的特殊性,要求必须有一个完善的润滑油控制系统。将润滑油计量表安装在轴承的出口处,这样才能更加准确地显示润滑油的使用情况。

2.2 高压油顶起控制系统

高压油顶起控制系统也是贯流式水轮发电机组运行控制系统中重要组成部分,它的作用是在机组启动和停止时发挥建立保护油膜。贯流式水轮发电机组运行特点是额定转速低、转动惯量小,这使得机组启动和停止时间短,对于机组启动和停止具有一定的挑战性,而且会影响机组的运行寿命,同时对机组运行可靠性也产生了很大的影响。高压油顶起系统就是针对这个情况而发挥作用的,只是高压油控制系统离机组轴承距离较远,在运行时存在一定的延时现象,这对于它本身发挥作用来说是不利的。所以需要对这个系统作出改进,可以适当的提高高压油的压力。

高压油控制系统主要涉及两方面:一是高压油顶起系统的压力监控,传统设计是依据机制静止时候的顶起压力进行的,这种设计导致了压力设计过小,所以需要结合机制运行时的顶起压力进行设计;二是高压油泵的控制,高压油泵的安装需要安装备用装置,但传统的机组运行过程中缺少有效的备用装置。

2.3 冷却水控制系统和重锤关闭系统

冷却水控制系统是贯流式水轮发电机组中的非常关键的控制系统,机组的冷却主要是通过与发电机的油冷却器和空气冷却器进行热交换来实现的。但是这需要保证系统中冷却水的平衡,所以需要有设置充足的循环水泵。不过现行的系统运行中还是存在冷却水供应不足的现象,这影响了机组的运行效率和安全。

重锤关闭系统也是一个尤为重要的控制系统,主要是防止机组出现飞逸的情况,由重锤卸压阀组合导叶重锤共同组成的。目前,通常存在的问题是设计人员在重锤关闭系统设计时经常会忽略卸压阀组动作信号的检测,导致在实际运行过程中出现动作时,运行管理人员不能明确是否是重锤动作,这在很大程度上影响着机组运行管理人员的工作效率以及机组的运行安全。

2.4 机组冷却风机、加热器以及除湿器的控制

机组冷却风机、加热器以及除湿器的控制是贯流式水轮发电机组自动化控制中的重要环节,机组加热器的设置是为了防止机组轴承润滑油温度低,润滑油温度低会影响润滑油的作用效果。除湿器是保证机组能够在干燥的环境中正常运行;冷却风机发挥着非常关键的作用,它是保证机组寿命的重要装置。

3 自动化系统的改进策略及要求

对于油系统的改进主要从机组油系统油质、油系统油位监控、润滑油泵控制以及高压油顶起控制等方面入手。油质对于系统安全有很大的影响,如果油质不良将可能导致机组烧瓦,而且导致油质变坏的因素有很多,比如说主轴密封性不好,湿空气或者其它物质很可能进入油内,同时还会出现冷却水管破裂的现象,这时冷却水就会进入油内。因此,要从这些导致油质问题的源头入手,做好主轴密封性管理,采取有效措施避免湿空气和其它污染物进入油内,同时选取质量好的冷却水管,防止水管破裂;进行油位监控时可以设置有效的报警点,即油位上限、油位下限、油位正常以及油位过低。采取油位系统的实时监控,更好地控制油位;在润滑油控制系统中,润滑油通常采用大循环方式,所以对润滑油泵有很高的要求,需要设置备用润滑油泵,保证当润滑油泵出现故障时,机组还可以继续运行;高压油顶起油泵控制的重要性对于保证发动机组运行寿命的意义重大,贯流式水轮发电机组的开机和停止过程短,必须要利用高压油顶起控制来保证机组的运行安全和使用寿命。高压油顶起油泵安装时,要考虑到油泵安装的位置,安装在泵出口水导和发导水平段油管路上,设置两组,更好地保障机组的运行安全和效率。