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水轮发电机组调速器压力油冷却装置的应用

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成果主要完成人

莫书杰、黄信培、黄慧俏、吴济林、陈 学、李绍庆、韦晓双、李智翔

项目概况

广西桂冠电力股份有限公司大化水力发电总厂下辖大化电厂和百龙滩电厂。百龙滩电厂于2018年至今完成了水轮发电机组调速器压力油冷却系统的增设,并投入使用,解决了水轮发电机组调速器压力油油温过高的问题,使调速器压力油温度保持在一定范围内,以保证水轮发电机的安全稳定运行。 系统结构:水轮发电机组调速器压力油是压油泵将储存于集油槽中的常压透平油增压后输送至压力油罐变成高压透平油,高压透平油经过调速系统来操作水轮机的导叶和桨叶的开度,之后透平油变成常压后回到集油槽,由压油泵和调速器执行下次动作,如此往复循环,集油槽的透平油温度会不断升高。百龙滩电厂调速器压力油系统没有相应冷却装置,造成透平油超过规程限定的上限50℃,已严重影响调速器系统和机组安全稳定运行。为此在调速器压力油系统增设冷却系统,来降低透平油的温度,冷却系统包括油泵及电动机、油冷却器、吹风冷却装置、温度传感器、手自动控制回路、PLC控制器、显示屏和管路等设备。 系统原理:调速器压力油冷却系统采用的是强迫油循环风冷方式。强迫油循环利用油泵将集油槽透平油打入油冷却器,通过厂房空调通风口向油冷却器进行吹风冷却,将透平油的热量带走,以降低透平油的温度后回流至集油槽。机组监控系统PLC控制装置通过温度传感器对集油槽内透平油的油温进行检测识别,当集油温高于或等于45℃时自动启动冷却装置,当集油槽油温低于或等于40℃时自动停止冷却装置,也可现场手动启、停冷却油装置。同时将集油槽的油温和冷却装置的启动、停止和故障等信号送入PLC控制装置,PLC根据冷却装置的每次启停间隔、每月启停次数和集油槽油温变化曲线来分析压力油温升情况,帮助运维人员制定相应防范措施,保持水轮发电机组的安全稳定运行。 2、主要创新点(主要介绍成果的创新之处,700字以内。) 冷却模式创新。在没有压油系统冷却装置条件下,百龙滩电厂调速器压力油主要靠自然冷却方式散热。由于在机组运行时持续产生温升,电厂方出于安全考虑,需要对发电机组进行减少出力处理,并且常常在油系统温升超过安全值时,需要向调度申请停机进行散热,使得机组发电效率受到极大影响,也给电网的统筹调控带来不便。装设冷却装置后,调速器压力油系统油温得到有效控制,机组发电时不再面临油系统温升超标问题,可以持续稳定带负荷运行,并且满负荷运行也毫无压力。不仅使机组运行工况得到了改善,也给电站带来了显著的安全和经济效益。 实施方法创新。本项目充分利用环境特点,将厂房通风空调系统引为压力油冷却装置的风冷源,集油槽透平油进入油冷却器后,通过厂房空调系统冷吹风对油冷却器进行冷却,将透平油的热量带走,实现了就地取材和简单实用的目的,减少了冷却风机的投资成本。同时,将冷却装置相关控制设备安装在机组机旁动力屏内,节约了控制箱的采购和安装成本。利用监控系统PLC控制器对冷却装置进行自动控制,减少PLC控制器和油温传感的采购和安装,大大节省了费用开支。 控制形式创新。该冷却系统冷却器本体是一台冷却油泵,传统的油泵运行和停止操作往往只能在现场手动进行。本项目除了具备现场手动启、停冷却油装置功能外,还实现了自动监视和控制功能,具体为:在集油槽内部安装油温传感器,将油温模拟量输送至PLC控制程序中,在监控系统PLC中编写集油槽冷却装置的自动控制程序,PLC控制装置通过温度传感器对集油槽内透平油的油温进行检测识别,当集油槽油温高于或等于45℃时自动启动冷却装置,当油温低于或等于40℃时自动停止冷却装置,同时,将集油槽冷却装置的运行和故障等信号接入发电机组监控系统,当冷却装置出现故障时,PLC远程开出命令会自动停止。