油气水系统的运行与故障处理

一、油系统的作用及基本组成1、油系统的作用油系统是水电站主要辅助系统之一，大型水电站用油量可达数百吨乃至数千吨，中小型水电站也有数十吨到数百吨。为了保证如此大量的油经常处于良好状态，以完成其各种任务，需要有油供应维护设备组成的油系统。油系统设置的作用如下：（1）接收新油：接收新油包括接收新油和取样试验。水电站用油可以用油槽车或油桶运来，接收新油采用自流或压力输送的方式，视该电站储油罐的位置高程而定。每次到的新油，一律要按相应油类标准进行全面试验。（2）储备净油：在油库随时储存有合格的、足够的备用油，以便万一发生事故需要全部换用净油，或者设备正常运行的损耗补充。（3）给设备充油：对新装机组、设备大修后或设备中排出劣化油后，需要充油。（4）向运行设备添加油：油系统在运行中由于下列原因油量不断的损耗，而需要添油：油的蒸发和飞溅；油罐和管件不严密处的漏油；定期从设备中清除沉淀物和水分；从设备中取油样。（5）从设备中排出污油：设备检修时，应将设备中的污油通过排油管用油泵或自流排到油库的运行油罐里。（6）油的监督、维护和取样化验：对新油进行分析鉴定是否符合国家规定标准；对运行油进行定期抽样化验，观察其变化情况，判断运行设备是否安全；新油、再生油、污油进入油库时，都要试验记录，所有进入油库的油在注入油罐前均需要通过压滤机或真空滤油机，以保证输油管和储油罐的清洁；对油系统进行技术管理，提高运行水平。（7）油的净化处理。（8）废油的收集及处理：废油需要按牌号分别收集、储存于专用的油罐中，不允许废油与润滑脂相混，以免再生时带来困难，废油应尽快送到油务管理部门进行再生处理。2、油系统的组成水电站油系统对电站安全、经济运行有着重要的意义。油系统是用管网将用油设备与储油设备、油处理设备连接成一个油务系统。油系统由以下部分组成：（1）油罐：储存临时的废油和净油以及当机组检修时、油净化时的油；（2）油处理设备：设有净油设备及输送设备如油泵、压力滤油机、滤纸烘箱、真空净油机、真空泵、油过滤器等；（3）油化验设备：设有化验仪器、设备、药物等；（4）油吸附设备：用于变压器的硅胶吸附器；（5）管网：油系统设备及用户连接起来的管道系统；（6）测量及控制元件：用以监视和控制用油设备的运行情况；元件有温度信号器、压力信号器、油位信号器、油混水信号器等。图8-1为某水电站透平油系统示意图，图中阀门仅按数字进行编号，阀门处标有OFF表示此阀门应处于常闭状态。图8-1水电站透平油系统示意图3、水电站用油种类及作用水电站机电设备在运行中，如调速器操作，机组及辅助设备润滑，电气设备绝缘和消弧等，都需要各种性能的油品。由于设备的特性、要求和工作条件不同，使用油的种类和作用也不同。水电站用油通常分为润滑油和绝缘油两大类。前者包括润滑油和润滑脂两类。润滑油分为：（1）透平油，又称汽轮机油。在GB11120-89《透平油（汽轮机油）》中，国产透平油有32#、46#、68#和100#四种牌号，牌号的数值表示油在40℃时的运动粘度（单位为：mm2）。目前水电站常用的国产透平油牌号有32#和46#两种，且通常选择防锈型的。透平油在设备中的主要作用是润滑、散热和液压操作，在机组轴承中的作用是润滑和散热，在调速系统以及进水阀、调压阀、液压操作阀中是传递能量的介质，实现液压操作。（2）机械油，俗称机油。机械油的粘度较透平油大，主要供电动机、水泵轴承、机修设备和起重机等润滑用。机械油牌号主要表示其粘度的大小，由于不同地域，不同季节对机械油的粘度要求不同，机械油牌号主要分为冬季用油牌号、夏季用油牌号以及冬夏季通用油牌号，其中用得较多的是5W40（适用气温-25~+40℃）。（3）压缩机油。除供活塞式空气压缩机润滑外，还承担活塞与气缸壁间的密封作用。它能在温度t≤180℃的高温下正常工作。（4）润滑脂，俗称黄油。供滚动轴承及机组中具有相对运动部件之间的润滑，也对机组部件起防锈作用。润滑脂有各种类型，其中锂基润滑脂的剪切安定性、耐热性、抗水性和防锈性均较好，价格适中，在水电站中广泛应用。绝缘油主要用于水电站电气设备中，作用是绝缘、散热和消弧。水电站常用的绝缘油有：（1）变压器油。用于变压器及电流、电压互感器，起到绝缘和散热作用。（2）开关油。用于断路器，有绝缘和消弧作用。（3）电缆油。用于充油电缆。GB2536-90《绝缘油（变压器油）》中，国产绝缘油中变压器油有10#、25#及45#三种牌号，开关油有45#，牌号的数值表示油的凝固摄氏温度值（负值）。绝缘油一般选用25#绝缘油；在月平均最低气温不低于-10℃的地区，如无25#绝缘油时，可选用10#绝缘油；当月平均最低气温低于-25℃的地区，宜选用45#绝缘油。电缆油有35#、110#和330#三个牌号，数字表示适用于电压等级以kV计的充油电缆，330#适用于110kV以上高压充油电缆。以上述各类油中，以透平油和变压器油用量最大，为水电站的主要用油。二、油系统投运前的检查项目（1）根据设计图纸，对电动机一次回路的熔断器、开关、电缆头和电动机进行检查。（2）查看电气回路及电动机的电气试验的绝缘电阻、直流电阻等试验结果是否合格，是否符合国际标准。（3）电动机外壳接地是否良好。（4）对照设计图纸，检查电动机控制回路各压力继电器接点整定值及触点是否正确。（5）手动、自动切换开关位置正确。（6）检查油泵启动的卸荷阀动作正常，机体动转自如。（7）检查试验泵安全阀动作正常。（8）压力油槽油位正常，气油比例合理。一般气占23，油占13。（9）油样化验确认合格。（10）管路颜色正确。（11）管路阀门编号正确。（12）检查管路各阀门操作正常，位置正确，管路无泄漏现象。油取样化验按表8-2中透平油和绝缘油标准进行。表8-2绝缘油和透平油标准序号试验项目绝缘油新透平油运行中透平油新油运行中油轻中1外状透明（5℃）透明（5℃）透明（5℃）2在50℃时，恩氏黏度（E°）值不大于1.83.24.3不超过新油的25%3闪点（℃）不低于135°不比新油降低5℃180°180°不比新油降低8℃4凝固点：（1）气温不低于-10℃地区（2）气温不低于-20℃地区（3）气温低于-20℃地区-25℃-35℃-45℃-15℃-10℃5机械杂物无无无无无6游离碳无无无无无7灰分不大于（%）0.0050.010.0050.0058活性碱无无无无无9酸值不大于（KOHmgg油）0..050.40.020.021.010钠试验等级22211氧化后酸值不大于（KOHmgg油）0.350.350.3512氧化沉淀不大于（%）0.10.10.113电气绝缘强度不低于（kV）:（1）用于35kV及以上设备（2）用于6~35kV的设备（3）用于6kV以下设备40302535252014酸碱反应无无无无无15抗乳化强度不大于（min）8816水分无无无无无三、油系统投入运行与停止运行1、油系统的操作程序对于水电站油系统，为检查系统拟订是否合理和说明运行操作方式，在油系统设计中，制订了油系统操作程序表，列出了主要工作项目的操作程序和流程，结合图8-1某水电站的透平油系统图，其操作程序如表8-3所示。表8-3透平油系统操作程序表1运行油罐接受新油油槽车，26，24，2CY（1#），4（7），T2（T3）2运行油罐新油自循环过滤T2（T3），6（9），LY，4（7），T2（T3）3运行油罐新油存入净油罐T2（T3），5（8），ZJB，1，T14向设备供油清油罐至推力轴承T1，2，2CY（2#），11，12至下导轴承T1，2，2CY（2#），11，15至水导轴承T1，2，2CY（2#），11，18至油压装置T1，2，2CY（2#），11，215设备排油推力轴承至运行油罐14，27，10，2CY（2#），4（7），T2（T3）下导轴承至16，27，10，2CY（2#），4（7），T2（T3）水导轴承至19，T4，2CY（3#），22，10，4（7），T2（T3）油压装置至20，27，10，2CY（2#），4（7），T2（T3）6运行油自循环过滤T2（T3），6（9），LY，4（7），T2（T3）7运行油过滤后送至净油罐T2（T3），5（8），ZJB，1，T18运行油罐排污T2（T3），6（9），2CY（2#），23，25，油槽车9对污油泵清洗T1，3，污油泵，23，25，油槽车水电站绝缘油系统的操作程序与透平油系统相似。2．压力油系统投入运行与停止运行水电站压力油系统主要用于调速器的操作，实现对机组开停机以及水轮机导水叶开度的控制，如图8-2为某大型混流式机组调速器压力油路示意图。压力油系统由压力油泵、压力油槽、集油槽及其管路组成。油库的油经过管道进入集油槽8中，经压油泵9加压后进入压力油槽10中，压力油槽内油占13，高压气占23。部分水电站还有采用压力油操作的球阀（或蝴蝶阀）压力油系统，与图8-2相似，压力油系统主要用于开启或关闭球阀（或蝴蝶阀）。压力油系统的投入运行与停止运行：（1）检查控制电源正常，各阀门和控制开关位置正确。（2）油泵控制第一次切手动位置，启动电动机和油泵，并检查是否运转正常。（3）油泵控制切向自动位置，升高和降低油压，检查油泵自动启动和自动停止状况，并记录时间长短。（4）水轮发电机组开机运行时切换开关放自动位置。一台放主用，一台放备用。（5）机组停机热备用时，本装置仍投入运行，只有机组和调速器（或主阀）大修时才停止运行，切除电源停运，并关闭主供油阀。四、油系统巡视检查与事故处理1、油系统运行中的巡视检查（1）检查油泵电源正常，各自动化测量元件信号正确，控制元件动作正常。（2）检查油泵自动工作情况，启动是否过于频繁，异常时记录启动间隔时间是否超常。（3）检查备用油泵是否频繁启动，如果是频繁启动，应加强检查管路及调速器管路系统是否漏油、泄油。（4）检查压力油槽中油气比例是否合理，否则补高压气进行调整。（5）集油槽油位、机组轴承油位是否在正常范围内。油量不足，应由专责人员按操作程序向轴承供油。（6）检查调速器以及润滑用油管路有无漏油、渗油，各阀门位置正确。（7）电动机及其电气回路检查，用鼻子闻、耳朵听、眼睛看，电动机和油泵运转声音正常，无异味。（8）定期由检修专责油务人员，对运行中的油取样化验检查，也可以同机组轴承用油取样化验同时进行。取样化验按表8-2标准进行。（9）检查电动机回路有无断相运行情况发生。如有，应及时停油泵，更换供电回路熔断器等，或调整接触器触头压紧度。2、压力油装置常见故障及事故处理（1）油压降低处理1）检查自动、备用泵是否启动，若未启动，应立即手动启动油泵。如果手动启动不成功，则应检查二次回路及动力电源。2）若油泵在自动控制状态下运转，应检查集油箱油位是否过低，安全减载阀组是否误动，油系统有无泄漏。3）若油压短时不能恢复，则把调速器油泵切至手动，停止调整负荷并做好停机准备。必要时可以关闭进水闸门停机。4）如遇压力油罐泄漏事故或压力油罐爆破事故，将造成调速器无法关机的严重事故时，必须果断关闭主阀，将水轮机组停止下来，同时按紧急停机流程处理。（2）压力油罐油位异常处理1）压力油罐油位过高或过低，应检查自动补气装置工作情况，必要时手动补气、排气，调整油位至正常。2）集油箱油面过低，应查明原因，尽快处理。3、漏油装置异常处理（1）漏油箱油位过高，而油泵未启动时，应手动启动油泵，查明原因并尽快处理。（2）油泵启动频繁且油位过高时，应检查电磁配压阀是否大量排油及接力器漏油是否偏大，联系检修人员处理。（3）油泵故障，应联系检修人员处理。