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發布時間：2020-11-05 07:25
水輪機調速系統是一個液壓傳動系統，在長期運行過程中不可避免地會受到污染，各種污染雜質隨著油液在系統循環過程中，使調速系統某些性能指標下降，嚴重時甚至使系統不能正常工作。水輪機調速系統大多使用的是汽輪機油，由于是開放式長管路的液壓系統，因此，為了確保調速系統的正常可靠運行，延長其使用壽命，必須加強對油液污染的控制。
1.油液污染的原因
油液污染是由存在于油液中的污染物所造成的，就其狀態而言，污染物有固態、液態和氣態三種類型。侵入調速系統油液中的污染物主要來源于四個方面。
1.1系統內的殘留污染物
（1）被污染的新的汽輪機油。在機油制造過程中，廠家都會嚴格執行GBL11181—94標準。但在儲運過程中，尤其是用戶的散裝油罐或油桶中，可能會殘存氧化皮、銹粒等一些雜質，在注入調速系統的操作過程中，也很容易帶入金屬、石英和纖維等雜質。
（2）新的調速設備往往包含一定數量的殘留污染物。電站現場的管路安裝設備，在裝配過程中和沖洗零部件過程中，不可避免地會有一些殘留物。
1.2工作期間所產生的污染物
調速器液壓元件磨損產生的磨屑、管道的銹蝕、高溫及高壓下致使液壓油發生氧化變質分解和生成瀝青等雜質。
侵入污染是指周圍環境中的雜質進入到調速器液壓系統，使液壓油受到污染。調速系統設備在使用過程中尤其是新建電站在安裝初期，周圍環境比較惡劣就很容易造成侵入污染。侵入污染的途徑主要有以下幾個方面。
（1）回油箱與大氣相通的通氣口。調速器液壓系統工作過程中因流量變化和溫度的變化，會使油箱中液位發生變化。因此，油箱上必須留有通氣孔使空氣進出油箱，這就造成了通氣孔上空氣雜質侵入。
（2）主接力器、主配壓閥的閥芯及受油器密封處。接力器活塞桿密封處雖然設有密封圈和防塵圈，但防塵圈對精細污染的有效性不可能是100%的，粘附在外伸活塞桿上的附著物被帶進缸內進入液壓系統。
（3）維修過程中造成污染。在打開調速系統進行維修時，極有可能使砂子、金屬顆粒、塵埃以及纖維等雜質侵入。正常運行的液壓件，如油泵、接力器、主配壓閥、比例伺服閥等都會產生少量顆粒，這些污染粒子經過“冷作硬化”硬度會更高，會進一步造成表面磨損，產生新的污染粒子。在較高的油溫下，液壓油發生氧化反應，生成一些膠狀沉淀物對調速系統具有破壞性。
1.3進入油液的氣體
水輪機調速油系統多是開放式液壓系統，且壓縮空氣和液壓油無隔離的混裝在同一油罐內，空氣極易進入油系統。
1.4油液中混入的水分
開放式油系統在空氣濕度較大的地區，系統運行一段時間后，油液中會混入水分。在轉槳式機組中，由于槳葉密封不好，也曾出現過河水直接進入油系統的狀況。
2.油液污染造成的危害
調速系統油液的污染，會給系統和設備工作帶來許多危害，如系統不能正常工作、加速元件磨損、設備使用壽命降低等。
（1）污染物會使調速器節流孔或阻尼孔堵塞造成系統工作不正常或不能工作，使運動中的零部件卡死造成設備不能正常運行。
（2）污染物會加速油泵、主接力器、主配壓閥的磨損，引起調速系統裝置內泄漏量的增加、滑動部件運動的間隙增大。如油泵轉動件的間隙增大使顆粒雜質很容易嵌入間隙中，最終造成油泵噪聲增大，工作效率降低，甚至使螺桿泵卡死。
（3）污染物還會引起滑閥閥芯卡死造成事故。若閥體上有顆粒雜質使得閥芯不能完全關閉閥口，當閥芯再次開啟時，該顆粒會被工作介質沖走，但另外的顆粒雜質會再次進入而發生同樣的問題，使得電液轉換器、電液比例閥、引導閥等液壓元件工作時好時壞。
（4）氣體進入油液會引起系統工作不穩定，主接力器出現沖擊或“爬行”，油泵出現“氣穴”或“空蝕”等不正常現象而造成主配壓閥振動。
（5）液壓油中混入水分使油液變質，不僅腐蝕零件表面，影響密封圈的工作性能。同時降低了液壓油的粘度，影響調速器液壓系統的工作穩定性。
3.油液污染物的分析及測定
3.1污染物的分析
（1）光譜分析法。應用光譜學原理來確定物質的結構和化學成分的分析方法。
（2）掃描電鏡法。利用高能電子束在試樣上掃描而激發出各種物理信息通過對這些信息的接收、放大和顯示以進行試樣的分析。
（3）鐵譜分析法。主要用于檢測油液中與磨損過程有關的金屬磨粒。
3.2油液污染物的測定
（1）重量法。以測定單位容積液壓油中所含顆粒污染物的質量，通常用mg/L或mg/100L表示。其具體內容和步驟在國際標準ISO4405中已作了具體說明和規定。
（2）自動顆粒計數器法。根據其原理和類型不同又分為遮光型顆粒計數器、光散射型顆粒計數器和電阻型自動顆粒計數器。
（3）半定量污染度測定法。這種方法使用的設備簡單，檢測時間短，操作簡便，是一種適合于電站現場油液污染分析的簡易方法。根據其原理不同半定量污染度測定法又分為以下幾個方面。
1）顯微鏡比較法。即將過濾樣液制成的樣片在專用顯微鏡下與標準污染度等級的樣片進行比較便可大致確定樣液的污染度等級。
2）濾網堵塞法。當污染油液通過濾網時，油液中的顆粒污染物被濾網所收集，使網膜逐漸堵塞，造成流量和壓差發生變化。因此，可通過檢測與流量或壓差有關的參數，便可確定油液的污染度。
4.油液污染控制的一般方法
固體顆粒是調速器液壓系統中危害作用的污染物，控制它最直接、有效的方法，首先是在系統的適當位置，采用高效能的濾油器，不斷地濾除工作中產生的和外界侵入的污染物。其次，還必須針對污染物的來源，采取各種必要的控制措施，消除污染源，切斷污染途徑。
4.1液壓油的過濾與凈化
濾油器的安裝位置及過濾精度、通流能力選擇的正確與否，是調速器液壓系統能否正常工作的關鍵所在。濾油器按其安裝位置的不同分以下幾種：
（1）安裝在泵的吸油口。該方式主要是防止大的污染粒子進入系統，要求通油能力是泵流量數倍以上，過濾精度為50～150μm的濾油器。
（2）安裝在泵的出口處或精密液壓件的入口處。對系統和精密元件進行有效的保護，選擇濾芯能承受相應壓力、過濾精度較高的濾油器。
（3）安裝在回油路上。在系統回油路中的濾油器可將侵入系統和系統內產生的污染物，在流回油箱之前濾掉，為油泵提供清潔的油液。
（4）系統外過濾是由單獨的液壓泵對油箱內的油液進行循環過濾，它可有效地保護調速系統內的各主要液壓元件。
4.2加強調速設備的使用維護與油液的管理工作
（1）減少油液中固有的污染物。（2）防止污染物侵入系統對調速器液壓系統造成侵害。
4.3提高工作油壓
我國調速器油液污染控制的主要問題是技術不夠普及，管理不夠完善，科研成國轉化為產品的周期較長等等，因此，我們必須在進行污染控制科學研究的同時，注重污染控制技術的宣傳和普及工作，具體工作可從以下幾個方面著手。
（1）加強污染控制重要性的宣傳普及污染控制知識。
（2）采用先進技術和關鍵儀器設備推廣先進的油液分析狀態監測技術。
（3）對調速器液壓系統進行主動預防性維護，以監測閥件失效的根源性參數，并及時糾正異常工況，確保設備健康的工作狀態，延長調速系統設備和元部件的使用壽命。
（4）增強電站從事油液污染控制人員的技術素質。
綜上所述，油液對于調速系統尤如血液對于人體的關系，油液污染控制對提高系統的可靠性和延長其使用壽命是極其重要的。控制油液污染涉及面廣，首先是電站主管生產、設備的部門要高度重視這項工作，調速設備運行維護部門要對有關人員進行油液污染控制方面的知識培訓，同時應強化油液管理完善管理體制，購置必要的油質檢測儀器設備，以確保這項工作的順利進行。
目前，玻璃鋼冷卻塔結冰是國內冷卻塔冬季運行中存在的一大難題。地處寒冷地區，無論是引進的國外冷卻塔，還是國內自行設計施工的冷卻塔，均在冬季運行中存在嚴重結冰現象，至今還沒有提出一套解決的方法。
由于冬季冷卻塔風機未反轉，減少了反轉對風機部件的影響，使風機薄片環、齒輪等部件的損壞頻率降低，延長了風機部件使用周期，根據以前風機反轉所產生的故障平均數統計，化冰管投用可避免CT-001塔風機薄片環損壞2起/年，齒輪故障1起/年，與2002年相比，可節約檢維修費用。2x1600 1x4萬=4.32萬元。
冬季風機反轉，由于蒸汽壓力增大，是濕熱蒸汽夾帶循環水加速向外漂移，化冰管投用后，減少了漂移量，控制了漂移水量對冷卻塔周圍環境的影響，減少了塔外結冰程度和對室外設備的侵蝕;同時由于塔結冰量減少，使冷卻塔整體外貌大為改觀，為今年的現場環境整治工作奠定了基礎。
安裝化冰管后，循環水平均溫差增大，今年供水平均溫差為8.35℃，與去年同期相比平均升高4.63℃，這表明空氣流通，冷卻效率顯著提高，增強了對循環水溫度的宏觀調控能力。從冷卻塔的外觀看，冬季冷卻塔的結冰狀況得到了根本改善，百葉窗基本未結冰，達到化冰管設計要求。
安裝化冰管后，由于百葉窗基本未結冰，因此東塔風機風機冬季未反轉，節約了電能，符合立項要求，與2002年同期相比，可節約電量為:18OKW*lOh*100天x5臺x85%=76.5萬KW/h。〔注:節約電量=一臺風機功率*2002年度同期反轉天數x風機總數x功率因數=3600KW/h)
化冰管的投用，使冬季玻璃鋼冷卻塔上形成的較大冰塊對人員和生產造成的安全隱患基本消除，提高了冷卻塔運行的安全系數，使冷卻塔運行和員工巡檢更加安全可靠，間接效益十分明顯。
1、按空氣與水接觸的方式分為：干式和濕式以及二者結合的干濕式。濕式：空氣與水直接接觸，其換熱效率高，水損失大；干式：水與空氣間接接觸，其換熱效率較低，耗能高投資大。
2、按通風方式分為：自然通風和機械通風。自然通風：又稱風筒式或雙曲線型塔，利用他內外空氣密度差實現空氣流動；機械通風：又稱抽風式和鼓風式。
3、按水和空氣的流動方向分為：逆流式和橫流式。逆流式：風向與水向相反；橫流：風向與水向相垂直。
南京仟億達新能源科技有限公司，是冷卻塔用水輪機的生產及研發基地，總結國內成熟企業的水輪機不足，開發改進效率更高、運行更穩定的新一代冷卻塔用超低比轉速冷卻塔用水輪機。
