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百龍灘水電站機組軸承潤滑油和操作油系統管理概述
2011-03-23
作者：黃世忠
（ 廣西電力工業勘察設計研究院）
（ 廣西電力工業勘察設計研究院）
1 前言
百龍灘水電站廠房內安裝6臺單機容量為32MW的燈泡貫流式機組，水輪機轉輪直徑為6.4m。主機設備是由日本富士電機公司制造的，調速器是由廠家配套的。主機為臥軸兩導支撐結構，其潤滑油系統完全不同于一般立式機組，而操作油系統與立式機組相近。下面就主機的油系統作如下介紹。
2 軸承潤滑油系統
燈泡貫流機組軸承潤滑油，一般由安裝在與機組軸線有一定高差的高位油箱采用自流方式向機組軸承供油，或者由安裝在回油箱上的油泵直接泵給，或者兩者兼備。百龍灘機組采用了高位油箱自流供油方式，它的軸承、回油箱均布置在廠房的Z低層交通廊道內。
百龍灘機組具有兩個軸承：水輪機導軸承和發電機組合軸承(含導軸承和正、反向推力軸承)，其潤滑油系統工藝流程見圖1。
百龍灘水電站廠房內安裝6臺單機容量為32MW的燈泡貫流式機組，水輪機轉輪直徑為6.4m。主機設備是由日本富士電機公司制造的，調速器是由廠家配套的。主機為臥軸兩導支撐結構，其潤滑油系統完全不同于一般立式機組，而操作油系統與立式機組相近。下面就主機的油系統作如下介紹。
2 軸承潤滑油系統
燈泡貫流機組軸承潤滑油，一般由安裝在與機組軸線有一定高差的高位油箱采用自流方式向機組軸承供油，或者由安裝在回油箱上的油泵直接泵給，或者兩者兼備。百龍灘機組采用了高位油箱自流供油方式，它的軸承、回油箱均布置在廠房的Z低層交通廊道內。
百龍灘機組具有兩個軸承：水輪機導軸承和發電機組合軸承(含導軸承和正、反向推力軸承)，其潤滑油系統工藝流程見圖1。
百龍灘機組軸承潤油系統，由設在136.8m高程的軸承高位油箱供油，油自流經軸承后回到94.1m高程的軸承回油箱里，此后，回油箱的熱油經過軸承回油箱上的2臺供油泵(1臺工作，1臺備用)途經位于115.0m層油冷卻器冷卻后打回到軸承高位油箱。以此循環往復向各軸承供油。各軸承的回油管上均設有示流信號器，各軸承瓦及軸承回油箱均設有電阻式溫度信號器。當潤滑油流量小于設計的整定值或者軸承瓦溫大于設計的整定值時則自動報警或作用于停機。
此外，還設置了高壓油頂起裝置(含2臺油泵，1臺工作，1臺備用。油泵吸油管直接與軸承回油箱相通)，在機組開、停機過程中轉速在0～90%范圍內投入，以維持軸承油膜厚度，保證軸承的承載能力，避免發生燒瓦事故。
在廠房尾水平臺160.1m層布置有輪轂高位油箱，透平油經過轉輪葉片操作油管直接作用于轉輪內腔，維持其足夠內腔壓力以抵御外水壓力，避免外水滲入內腔。
3 操作油系統
機組調整器是美國的配套設備，調速系統用油是操作油系統的主要用戶，系統的額定油壓為5.0MPa，調速器、油壓裝置的回油箱為組合式，布置于115.0 m運行層下層，壓油槽布置于120.0m運行層上層。回油箱上布置了3臺螺旋油泵，其中2臺為工作油泵(1臺工作，1臺備用)，另外1臺小泵作為維持系統管網壓力的連續運行油泵。操作油由回油箱上的螺旋油泵升壓至5.0MPa后進入壓油槽作為導葉接力器和輪葉接力器高壓油源。油壓裝置上裝設有壓力信號器和液位信號器，當壓油槽中油壓或油位達到設計的整定值時，自動啟、停油泵或報警。
4 軸承潤滑油與操作油系統的充、排油
軸承潤滑油與操作油系統是全廠透平油系統的主要組成部分。透平油罐室和油處理室相鄰布置于145.5m高程，油罐室內設4個20m3油罐(2個運行油罐，2個清油罐)，油處理室內設2臺壓力濾油機和1臺透平油過濾機、油泵等設備。上述兩大用油設備的油槽(箱)分別布置于每個機組段的94.1m高程交通廊道和115.0 m運行下層，全廠供、排油總管布置在115.0m高程上游防潮隔墻上，每個機組段均設有機組供排油用的軟管接頭。另外，在每臺機組軸承回油泵至高位油箱的出油管路上均設有2個軟管接頭(其中1個位于油冷卻器附近，1個位于軸承回油箱附近)，作為軸承用油設備充、排油的接頭。
軸承回油箱的充油可利用軸承回油泵出油管路上的2個軟管接頭，靠近軸承油冷卻器的軟管接頭與供油管上軟管接頭相接，軟管接頭接軟管即可自流充油和補油。
軸承回油箱的排油需用油泵抽排，將上邊的軟管接頭接到排油總管上的軟管接頭，關閉油冷卻器上的進油閥門，下邊的軟管接頭和排油泵排油管相接，通過油泵即可將油排回油罐室運行油槽。
調速系統回油箱的充油可接通供油總管上的軟管接頭即可自流充油和補油。排油則要通過油泵將油排回油罐室運行油槽。
此外，每臺機廠家還配套了1個漏油箱，集中機組油系統的漏油，并通過漏油箱上面的油泵打回到油壓裝置回油箱。漏油箱也布置于廠房Z低層94.1m高程與軸承回油箱相鄰。
5 分析和結論
百龍灘機組油系統有如下特點：
(1)軸承潤滑油系統采用高位油箱自流供油方式，在機組較長時間停機狀態下，高位油箱仍有存油(由于管路中設置有可控止回閥控制油流)，故在較長時間停機后重新啟動將更迅速、安全可靠些。
(2)采用輪轂高位油箱加壓方式，維持轉輪內腔的壓力。
(3)軸承潤滑油和操作油系統經可控止回閥聯系在一起，運行中發現兩系統間有串油現象，至使軸承回油箱油位超高，不得不人工排油。
(4)機組油系統設備分層布置管道配置相對較為復雜、管徑也大、管材耗用量大，給安裝、檢修方面帶來一定的難度。
綜上所述，百龍灘機組油系統的設計均可滿足機組的安全、可靠運行。但系統管道和用油設備的設置和布置還可以簡化些，以便使安裝檢修、日常的運行維護更方便些，投資也可省些，也有利于廠房的優化布置。
此外，還設置了高壓油頂起裝置(含2臺油泵，1臺工作，1臺備用。油泵吸油管直接與軸承回油箱相通)，在機組開、停機過程中轉速在0～90%范圍內投入，以維持軸承油膜厚度，保證軸承的承載能力，避免發生燒瓦事故。
在廠房尾水平臺160.1m層布置有輪轂高位油箱，透平油經過轉輪葉片操作油管直接作用于轉輪內腔，維持其足夠內腔壓力以抵御外水壓力，避免外水滲入內腔。
3 操作油系統
機組調整器是美國的配套設備，調速系統用油是操作油系統的主要用戶，系統的額定油壓為5.0MPa，調速器、油壓裝置的回油箱為組合式，布置于115.0 m運行層下層，壓油槽布置于120.0m運行層上層。回油箱上布置了3臺螺旋油泵，其中2臺為工作油泵(1臺工作，1臺備用)，另外1臺小泵作為維持系統管網壓力的連續運行油泵。操作油由回油箱上的螺旋油泵升壓至5.0MPa后進入壓油槽作為導葉接力器和輪葉接力器高壓油源。油壓裝置上裝設有壓力信號器和液位信號器，當壓油槽中油壓或油位達到設計的整定值時，自動啟、停油泵或報警。
4 軸承潤滑油與操作油系統的充、排油
軸承潤滑油與操作油系統是全廠透平油系統的主要組成部分。透平油罐室和油處理室相鄰布置于145.5m高程，油罐室內設4個20m3油罐(2個運行油罐，2個清油罐)，油處理室內設2臺壓力濾油機和1臺透平油過濾機、油泵等設備。上述兩大用油設備的油槽(箱)分別布置于每個機組段的94.1m高程交通廊道和115.0 m運行下層，全廠供、排油總管布置在115.0m高程上游防潮隔墻上，每個機組段均設有機組供排油用的軟管接頭。另外，在每臺機組軸承回油泵至高位油箱的出油管路上均設有2個軟管接頭(其中1個位于油冷卻器附近，1個位于軸承回油箱附近)，作為軸承用油設備充、排油的接頭。
軸承回油箱的充油可利用軸承回油泵出油管路上的2個軟管接頭，靠近軸承油冷卻器的軟管接頭與供油管上軟管接頭相接，軟管接頭接軟管即可自流充油和補油。
軸承回油箱的排油需用油泵抽排，將上邊的軟管接頭接到排油總管上的軟管接頭，關閉油冷卻器上的進油閥門，下邊的軟管接頭和排油泵排油管相接，通過油泵即可將油排回油罐室運行油槽。
調速系統回油箱的充油可接通供油總管上的軟管接頭即可自流充油和補油。排油則要通過油泵將油排回油罐室運行油槽。
此外，每臺機廠家還配套了1個漏油箱，集中機組油系統的漏油，并通過漏油箱上面的油泵打回到油壓裝置回油箱。漏油箱也布置于廠房Z低層94.1m高程與軸承回油箱相鄰。
5 分析和結論
百龍灘機組油系統有如下特點：
(1)軸承潤滑油系統采用高位油箱自流供油方式，在機組較長時間停機狀態下，高位油箱仍有存油(由于管路中設置有可控止回閥控制油流)，故在較長時間停機后重新啟動將更迅速、安全可靠些。
(2)采用輪轂高位油箱加壓方式，維持轉輪內腔的壓力。
(3)軸承潤滑油和操作油系統經可控止回閥聯系在一起，運行中發現兩系統間有串油現象，至使軸承回油箱油位超高，不得不人工排油。
(4)機組油系統設備分層布置管道配置相對較為復雜、管徑也大、管材耗用量大，給安裝、檢修方面帶來一定的難度。
綜上所述，百龍灘機組油系統的設計均可滿足機組的安全、可靠運行。但系統管道和用油設備的設置和布置還可以簡化些，以便使安裝檢修、日常的運行維護更方便些，投資也可省些，也有利于廠房的優化布置。
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