焦爐煤氣流量計在透平油係統中的改（gǎi）造背景與改造效果分析

摘要：透平油在水輪（lún）發電（diàn）機組中（zhōng）主要起潤（rùn）滑、散熱和（hé）傳遞（dì）能量的作用。水電廠透平油係統（tǒng）主要為機組運行（háng）提供潤滑、散熱和液壓操（cāo）作的介質，並能滿足機組透平油的排出、注入（rù）、收集、淨化、儲存（cún）等功能，保證設備功能正（zhèng）常和機組運行安（ān）全。透平油係統焦爐煤氣流量計的改造，優化了（le）不合理設（shè）計，簡化操作流程，提高了設備的可（kě）靠性和檢（jiǎn）修人員的工作效能（néng）。
1概述
某水電廠總裝機容量1120MW（4×280MW），多年平均（jun1）發電量45.52億kW·h，設計年（nián）利用小時數4064h。水輪發電機組型式為立軸半（bàn）傘式，水輪機型號為HLA904c-LJ-710，設計水頭（tóu）為64m，額定轉速為93.75r/min。每台（tái）機（jī）組共設置上導、下導、水導三部導軸承，分別（bié）布置在上機架、下（xià）機（jī）架和（hé）ding蓋上，承（chéng）受（shòu）機組運行（háng）中徑向作用力，限製機組擺度；另外（wài）在承重機架--下機架上設（shè）置一部推力軸承（chéng），承擔機組轉動部分重量及水輪（lún）機的軸向水推（tuī）力。各部軸承設計為好立油槽，其中三部導軸承均為潤滑油內部自循環冷卻方（fāng）式，推力軸承采用強迫潤滑油外循環冷卻方式。每台水（shuǐ）輪機設置2個油壓操作的直缸接力器，接力器活塞直徑為600mm，行程為（wéi）850mm。機組調速係統的油壓裝置型（xíng）號為YZ-12.5-6.3，額定操作油壓6.3MPa。該水電（diàn）廠透平（píng）油的用油設備主要是指機組的各部軸承及（jí）調速係統。機組使用的透平油為L-KTL46長壽命汽（qì）輪（lún）機油。
2該（gāi）水電廠透（tòu）平油係統的（de）組成（chéng）及任務
2.1透平（píng）油係統的組成
2.1.1油庫及油處（chù）理室
透平油油庫及油處（chù）理室設置在發（fā）電機（jī）出線層（céng）。油庫中安裝4個油桶，單個油桶容積為25m3。按照功能劃分為2個運行油桶，2個（gè）淨油桶。每個油桶ding部設置一根油（yóu）桶進油管，油（yóu）桶下部設置（zhì）一根給機（jī）組供油管，油桶底部設置一根事故排油管，經事故排（pái）油閥引入事故油池中，事故（gù）排油管上引出一（yī）根油桶排油管。各（gè）油桶的進油管、供油管（guǎn）、排油管分別引入油（yóu）處理室中。具體布置形（xíng）式可見圖1所示。油處理室（shì）中（zhōng）設置一個容積為1m3的移動油箱，用於向設備添（tiān）油或臨時儲油。
2.1.2油處理設備
該水電廠透平油油處理設備（bèi）原設計主要包括齒輪（lún）油泵、壓力濾油機、真空濾油機、濾油紙烘箱等設備。齒輪油泵主要在接受新油（yóu）和設備注油、排油時使用。壓力濾油（yóu）機、真空（kōng）濾油機主要在透平油的過濾、淨化、再生時（shí）使用。
2.1.3油管網
該水電廠廠內設有（yǒu）縱貫全廠的機組供、排油2根幹（gàn）管，即機組透平油供（gòng）、回油總管。油庫中4個油桶的（de）機組供油管和油桶排油管（guǎn）通過閥門後連通，再分別經閥門接至4台機組透平油（yóu）供油總管上，4個油桶的進油（yóu）管分別經閥門接至（zhì）4台機組透平油回（huí）油（yóu）總管上（shàng）。每台機在機組供、排油2根幹管上分別引出（chū）本機組的透（tòu）平油供、排油總管，再由（yóu）支管接入機組的軸（zhóu）承和調速係統的油（yóu）槽（油箱）。管網中在油處理室和機（jī）組段總管上預留有（yǒu）活接頭和軟管的連接處，方便在（zài）管係中串連注、排油（yóu）或淨油設備。而油處理室中各油桶的進油和排油支管上未設置相關的臨（lín）時接口。見圖2、圖3所示。

透平油係統還設置（zhì）了一（yī）根由裝卸場（chǎng）引入（rù）油處理室的透平油庫補油（yóu）管，便（biàn）於油罐車從裝卸（xiè）場通過自流或泵壓直接給油庫補充新油。透平油事故油池外設置一根排油管直接引（yǐn）至裝（zhuāng）卸場處，便於將事故油池中的廢油泵入油罐車中轉移、處（chù）理。

2.2透平油係統的任務
水電廠透平油係統的任務主要包含以下幾方麵：（1）接受新油；（2）儲備（bèi）淨油；（3）給用油設備（bèi）充油；（4）向運行（háng）設（shè）備添（tiān）油補油；（5）從設備中排出汙油；（6）汙（wū）油（yóu）的（de）淨化處理；（7）油品的（de）監督與維護；（8）廢油（yóu）的（de）收集與保存（cún）。透平油庫中應經常備（bèi）有一定數量的質量合格的備用油，以便保證水輪發電（diàn）設備的安全經濟運行。備用油的量應（yīng）按照好大（dà）機組的擁有量的110%來確定。
3透平油（yóu）處理焦爐（lú）煤氣（qì）流量計（jì）改造背景
該水電廠於2013年5月至6月完成全廠4台機組的投產運行。在機（jī）組檢修期間複核計算、統計每台機組實際用油量如表1所示。

由表（biǎo）1可知，單台機組運行所需總油（yóu）量約為37.6m3，其中各軸承所需油量約為24m3，均超出設計計（jì）算總油量。機組運行所需總油量超出一個運行油桶（tǒng）的總容積，至少需用2個油桶來盛放。為（wéi）保證機組各軸承用油（yóu）和調速係統用油的油品質量，機組排油時將各軸承所用透（tòu）平油（約為24m3）排至一個運行油桶中，將調速係統所用透平油（約為13.6m3）排至另一個運行油桶中，避免混合造成油質化（huà）驗指標不滿足用油設備的要求。
透（tòu）平油係統（tǒng）配備了壓力濾油（yóu）機和真空濾油機等淨化處理設備（bèi）。壓力濾油機主要淨化油中的機械雜質和吸（xī）附分離少量水分，型號為LY-100和（hé）LY-150兩種，處理（lǐ）流量分別為（wéi）6m3/h和9m3/h；真空濾油機主要為了（le）使透平油到達除水脫氣的（de）目（mù）的，型號為ZJCQ-9，處理流量為9m3/h。油處理室中僅在機組透平油（yóu）供、回油總管上預留連接濾油機的（de）臨時接頭（tóu），每次僅可以（yǐ）接1台濾（lǜ）油機對1個（gè）運行油桶的透平油（yóu）進行過濾，過濾完畢後再對下一個運行油桶的透平油過濾（lǜ）。壓力濾油機過濾完畢後再換（huàn）成真空過濾機（jī）按照上（shàng）述方法對2個盛放機組用油的運行油桶逐（zhú）一過濾。加之投產初期透平油係（xì）統焦爐煤氣流量計、軸承油槽、調速（sù）器油箱油罐等設備運行（háng）環境和工作條件差，使得運行後排出的透平油油質含有大量雜質和水分，油淨（jìng）化處理的難度更大。根據多次機組檢修統計，壓力濾（lǜ）油機（jī）完全處理1台機組（zǔ）排出（chū）的2個（gè）運行油桶中的油量約需要27h，真空濾（lǜ）油機完全處理1台（tái）機組排出的2個運行油桶中的油量（liàng）約需要75h。再考慮濾（lǜ）油過程中焦（jiāo）爐煤氣流（liú）量計及濾油機轉接、設備停機檢查（chá）等環節，每台機組透平油的淨化處理，大約需要12~13工作日，滿足不了設計要求的“透平油係統一般應配置壓力濾油機和真空濾油（yóu）機，其容量（liàng）應在8h內能過濾一台好大機組油量”。
根據上級公司檢修管理辦法，該水電廠機組小修標準工期為15~18d，機（jī）組（zǔ）透平油排、注油及淨化處理是水電機組檢修的標準項目。如果機（jī）組排出的透平油油質較差，透平油淨化處理時間（jiān）占據了機組檢修工期的（de）大部，往往引起小修機組無法按（àn）期交付電網調度的風險。
檢修期間需分別對各軸承和（hé）調速係統的透平油用壓力濾油機和真空濾（lǜ）油機依次過濾處理。濾油（yóu）機運（yùn）行期間需安排至少2名檢修人員現地實時監控，且（qiě）同一（yī）時段（duàn）僅能（néng）操作1台濾油機，人員的工作效能（néng）較低。濾油機運行中產（chǎn）生巨大的噪音和大量油霧，檢修人員工作環境（jìng）*為惡（è）劣，為保（bǎo）證（zhèng）檢修進度還需要“白加黑”兩班倒的工作方式，工作時間長、勞動強（qiáng）度（dù）大，嚴重損害檢修人員的（de）身體健康。
4改造效果（guǒ）
4.1焦爐煤氣流量計改（gǎi）造方式
該水電廠在地衣輪（lún）機組檢修結束後針對（duì）上述弊端，結合透平油處理室油焦爐煤氣流量計（jì）布置的（de）現狀，利用（yòng）無機組檢（jiǎn）修工作的汛（xùn）期期間，對油處理室中油處（chù）理焦爐煤氣流（liú）量計進行改造。具體改造內容為：將（jiāng）各油桶的進油和排油支管（guǎn）球閥後增（zēng）加設置相關的臨時接口，便於油處理設（shè）備通過活（huó）接頭和軟管直接與各個油桶單好連接（jiē），可不受機組透平油供油、回油（yóu）總管的臨時連接口限（xiàn）製。在支管上增設的臨時接口後各增加一個球閥，以便於將（jiāng）油桶（tǒng）中（zhōng）的油路（lù）切斷而進行臨時接頭和軟管的連接。具體改造焦爐煤氣流量計效果見圖4、圖（tú）5所示。

透平油處理工作管理要求也因為設備改變而對照施策：在油（yóu）處理工作結束（shù）後，需將油處理室中所有原設計和新增閥門可靠關閉，將所有臨時接口（kǒu）處用蒙板和密封墊進行可（kě）靠密封、防護，同時保證焦爐煤氣流量計通道完（wán）整，不得存在缺口（kǒu），以免造成跑油。焦爐煤氣流量（liàng）計改造前後透平油係統圖對比如圖6、圖7所示。

4.2功能優化效果
（1）改造後，各個油桶的油處理工作實現互不影響的效（xiào）果。油桶（tǒng）排油（yóu）支管的臨時接口兩端的球閥都是（shì）近油桶側的閥門，油桶（tǒng）進油支管的（de）臨時（shí）接口ding部的球閥（fá）為近油桶側的閥門。油桶需（xū）進行油過濾工作時，僅需將濾油機的進油管接在該油桶排油支管新增的臨時接口上，同時濾油機的出油管連接在該油桶進油支管新增的（de）臨時（shí）接口上，然後分別打開（kāi）進油（yóu）支管和（hé）排油支管新增臨時接口ding部的近油桶側球閥，即可開始形（xíng）成循（xún）環油路進行油桶內的透平油過濾。同時未改變各個油桶中透平油的互相（xiàng）倒換、轉移功能。
（2）改造後，單個油桶內透平油（yóu）的過濾和轉（zhuǎn）移工作中需操作的閥門減（jiǎn）少（僅需操作2個（gè）支管上小通徑的閥門），*大（dà）地簡化操作流程。改造前（qián），每個油桶的油必須流入油處理室中的機（jī）組透平油供油和回油（yóu）總（zǒng）管上，才能再次經（jīng）支管閥門進入相應油桶，好少要操作四個閥門（包括總管上臨時接口的大通徑閥門）。
（3）改造後，油庫中各個油（yóu）桶的透平油在處理（lǐ）過程中，發生竄油至機組透平油供油、回油總管和各台機機組段供排油管網的概率大大降低，保證其他非檢修機組及運行設備的（de）安全。改（gǎi）造前，進行油處理時油流必須流經油處理室中的機組透平油供油和回油總管（guǎn），而（ér）油處理室中的機組透平油（yóu）供油和回油總（zǒng）管與縱貫全廠的機組供、排油兩根幹管僅有（yǒu）一個球閥進行截止，該閥門如果操作失誤未關閉或關閉不嚴密等（děng）異常情（qíng）況，必然造成竄油至機組透平油供油、回油總管和各台機機組段供排油管（guǎn）網，引發不安（ān）全事件。改造（zào）後，進（jìn）行油（yóu）處理時，油流僅流經支管，支管和總管之間有一個球（qiú）閥截止，總管與幹（gàn）管還有一個球（qiú）閥截止，多了一道防（fáng）護，*大提高了設備（bèi）的可靠性。
（4）改造後，*大提高了透平油（yóu）淨化處理的工作效率，好大（dà）限度降低了檢修人員的勞動強（qiáng）度，減少了（le）暴露在惡劣工作環境下（xià）的時間，把對人員身體健康的影響降（jiàng）到了好（hǎo）低。同（tóng）時降低該項目檢（jiǎn）修工作難度，提高了檢修可靠性，節約了（le）檢（jiǎn）修人工成本和檢修費用，實現降本增效。檢修過程中，機組排出的各軸承用油和（hé）調速係統用油分別盛放在不同的運行油桶中，開始濾油時，一個運行油（yóu）桶接壓力濾油機進行過濾，同時另一個運行油桶接真空濾油機進行過濾，待2個油桶*1種濾油設備過濾完畢後，直接交換後繼續同時過濾，將節約60%左右的工作時間。同樣安（ān）排的2名檢（jiǎn）修人員現地可同時操控2台濾油機（jī），也（yě）提高了工作效能。
該電（diàn）廠透平油係統焦爐煤氣流量（liàng）計改造後，設備（bèi）運行（háng）至今，未發生過工（gōng）作人（rén）員（yuán）誤操作的事故，未發生竄油或跑冒滴漏等異常情況，未發生因（yīn）機（jī）組透平油淨化處理導致機（jī）組檢（jiǎn）修工期未（wèi）按時完成的管理風險，證明改造是成功的，達到了預期的所有目的。
5結（jié）束語
設計正確、布局合理（lǐ）的油係統，不僅能提高電站運行的可靠性（xìng）、經濟性和縮短檢（jiǎn）修期，而且對運（yùn）行的靈活性以及管理方便等方麵（miàn）提供良好的條件。該（gāi）水電廠通過對（duì）透平油係統焦爐煤氣流量（liàng）計的改（gǎi）造，改進不合理設計之處，優化設備運行功能，取得良好的安全效益和經濟效益，值得其他同類型（xíng）水電廠借（jiè）鑒，值得在行（háng）業內推廣。

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