水電站油氣系統(tǒng)及進(jìn)水閥

1、情景 8 水電站油、氣系統(tǒng)和進(jìn)水閥8.1 水電站油系統(tǒng)8.1.1 水電站用油的種類和作用 水電站機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行中，如調(diào)速器操作，機(jī)組和輔助設(shè)備潤滑，電氣設(shè)備絕緣和消 弧等，都需要各種性能的油品。由于設(shè)備的工作條件和要求不同，使用油的種類和作用也 不同。水電站用油通常分為潤滑油和絕緣油兩大類。1. 潤滑油常用的潤滑油有以下幾種：（ 1）透平油（又稱汽輪機(jī)油） 。它的粘度適中，可在機(jī)組的運(yùn)動(dòng)件與約束件之間的間 隙中形成油膜，以油膜的液體摩擦代替了固體之間的干摩擦，從而降低了摩擦系數(shù)；同時(shí) 由于油的流動(dòng)性，還可將摩擦產(chǎn)生的熱量以對流的方式攜帶出來，與空氣或冷卻水進(jìn)行熱 量交換?？梢姡钙接驮跈C(jī)組軸承

2、的運(yùn)行中同時(shí)起到潤滑和散熱兩種作用。調(diào)速器和其它 液壓操作設(shè)備的用油也是透平油，它在這些設(shè)備中還有著傳遞能量的功用。（ 2）機(jī)械油（俗稱機(jī)油） 。粘度較大，供電動(dòng)機(jī)、水泵、機(jī)修設(shè)備和起重機(jī)等潤滑用。（3）壓縮機(jī)油。除供活塞式空氣壓縮機(jī)潤滑外，還承擔(dān)活塞與氣缸壁間的密封作用。 它能在溫度tW 180 C的高溫下正常工作。（ 4）潤滑脂（俗稱黃油） 。供滾動(dòng)軸承和機(jī)組中具有相對運(yùn)動(dòng)部件之間的潤滑。也對 機(jī)組部件起防銹作用。2. 絕緣油 絕緣油主要用于水電站電氣設(shè)備中，油的絕緣性能遠(yuǎn)比空氣好并可吸收和傳遞電氣設(shè) 備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的大量熱量；絕緣油還可將斷路器（也稱油開關(guān)）斷開負(fù)載時(shí)產(chǎn)生的電弧熄 滅，故絕

3、緣油的作用為散熱、絕緣和消弧。絕緣油主要有以下兩類：（ 1 ）變壓器油。用于變壓器和電流、電壓互感器，起到絕緣和散熱作用。（ 2）開關(guān)油。用于斷路器，有絕緣和消弧作用。 以上述各類油中，以透平油和變壓器油用量最大，為水電站的主要用油。8.1.2 油的基本性質(zhì) 水電站用油要起到前述作用，保證設(shè)備正常運(yùn)行，其基本性質(zhì)至關(guān)重要?，F(xiàn)將潤滑油 和絕緣油最重要的性質(zhì)和性能指標(biāo)介紹如下。1. 物理性質(zhì)（1）粘度。 液體質(zhì)點(diǎn)受外力作用而相對移動(dòng)時(shí)， 在液體分子之間產(chǎn)生阻力的大小稱為 粘度。粘度是流體抵抗變形的性質(zhì)，也是粘稠的程度。一般油品的粘度是隨著工作溫度上 升而降低，工作溫度下降而增高，而且會(huì)隨著使用時(shí)間

4、的延長而略有增高。油的粘度分動(dòng) 力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度，常用運(yùn)動(dòng)粘度。動(dòng)力粘度是液體中面積1 cm 2，相距 1cm 的兩層液體，發(fā)生速度為 1cm/s 的相對移動(dòng)時(shí)所受阻力的大小。 運(yùn)動(dòng)粘度是液體動(dòng)力粘度與其密度之比， 常用u表示，單位為 m2/s。油的粘度是油的重要特性之一，也是選擇油品的一項(xiàng)重要指標(biāo)。對于透平油系統(tǒng)，粘 度大時(shí)，易于保持液體摩擦狀態(tài)，但會(huì)加大液體阻力，增加摩擦損失，也不利于散熱；粘 度小時(shí)則相反；同時(shí)為便于運(yùn)行管理，機(jī)組潤滑用油與調(diào)速系統(tǒng)等操作用油宜選用同一牌 號(hào)透平油，選用不同牌號(hào)油時(shí)應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較論證。對于絕緣油則要求較小的粘度， 因?yàn)榱鲃?dòng)性好可以增強(qiáng)散熱效果并有利于消

5、弧。（2）閃點(diǎn)。當(dāng)油被加熱至某一溫度時(shí)，油的蒸氣和空氣混合后，遇火呈現(xiàn)藍(lán)色火焰并 瞬間自行熄滅（閃光）時(shí)的最低溫度，稱為閃點(diǎn)。若閃光時(shí)間長達(dá) 5 秒以上時(shí)，此溫度即 為油的燃點(diǎn)。閃點(diǎn)反映了油在高溫下的穩(wěn)定性。閃點(diǎn)的高低取決于油中含有沸點(diǎn)低、易揮 發(fā)的碳?xì)浠衔锏臄?shù)量。閃點(diǎn)低，油品易燃燒或爆炸。因此，閃點(diǎn)又是表示油品蒸發(fā)傾向 和儲(chǔ)運(yùn)、使用的安全指標(biāo)。（ 3）凝固點(diǎn)。當(dāng)油溫下降， 油品失去流動(dòng)性而變?yōu)樗苄誀顟B(tài)時(shí)的最高溫度稱為凝固點(diǎn)。 在測試中，將儲(chǔ)油的試管傾斜 45°角，經(jīng)過一分鐘，試管內(nèi)油面不發(fā)生明顯變形，即認(rèn)為 油凝固了。油凝固后不能在管道和設(shè)備中流動(dòng)，會(huì)使?jié)櫥偷挠湍て茐?。對于絕緣

6、油，既 降低散熱和滅弧作用，又增大斷路器操作阻力，故在寒冷地區(qū)應(yīng)選用凝固點(diǎn)較低的油。（ 4）灰分與機(jī)械雜質(zhì)。 油品燃燒后所剩下的無機(jī)礦物質(zhì)占原來油重的百分比， 稱為灰 分。在油中以懸浮狀態(tài)而存在的各種固體物質(zhì)，如灰塵、金屬屑、纖維物和結(jié)晶鹽等，稱 為機(jī)械雜質(zhì)。灰分與機(jī)械雜質(zhì)均會(huì)破壞油的潤滑性能和絕緣性能。（5）抗乳化性。油與水蒸汽形成乳濁液后靜置，達(dá)到完全分層所需的時(shí)間，稱為抗乳 化性（以分鐘計(jì)） 。它是透平油的專用指標(biāo)。潤滑油乳化后，粘度增高，泡沫加多，使機(jī)械 雜質(zhì)不易沉淀，析出的水分還會(huì)破壞油膜，影響潤滑效果，加速部件磨損，同時(shí)也會(huì)加速 油的氧化。（ 6）透明度。 清潔油是淡黃色透明液體。

7、 用透明度可以簡易判斷新油和運(yùn)行油的清潔 或被污染程度。（ 7）水分。 油中含有水分會(huì)助長有機(jī)酸的腐蝕能力和加速油的劣化，使油的絕緣強(qiáng)度降低，加速絕緣纖維的老化等。當(dāng)油中含有水量超過 0.01%0.02% 時(shí)，油的絕緣強(qiáng)度則降 低到最小值（ 1.0KV ）。故新油中不允許含有水分。2. 化學(xué)性質(zhì)（ 1）酸值。油中游離有機(jī)酸的含量，稱為油的酸值，以酸價(jià)表示。酸價(jià)是中和1 克油中的酸性物質(zhì)所需氫氧化鉀的毫克數(shù)。酸值是控制油品精制深度和運(yùn)行油品劣化程度的重 要指標(biāo)之一。酸能腐蝕金屬和纖維（油中含有水分時(shí)，腐蝕性更強(qiáng)） 。含酸的油與設(shè)備的金 屬表面接觸后，會(huì)形成一種皂化物，它在循環(huán)式潤滑油系統(tǒng)中，妨礙

8、油在管道中的正常流 動(dòng)并降低油的潤滑性能。新透平油和新絕緣油的酸值都不能超過 0.05mgKOH/g ；運(yùn)行中的 絕緣油不超過 0.1mgKOH/g ；運(yùn)行中的透平油不超過 0.2mgKOH/g 。（ 2）抗氧化安定性。 油在運(yùn)行過程中 （高溫下） 抵抗氧化的能力， 稱為抗氧化安定性。 油溫愈高，愈容易氧化。油被氧化后會(huì)生成含有有機(jī)酸和其他物質(zhì)的膠狀沉淀物，從而使 油管堵塞，酸值提高，引起腐蝕和潤滑性能變壞。油的新標(biāo)準(zhǔn)中，要求設(shè)備運(yùn)行 1000h 后 油的酸值不得大于 2.0mgKOH/g 。目前，我國某些水電站采用在油中添加抗氧化劑的辦法， 根據(jù)使用情況看來，這是一項(xiàng)提高油品抗氧化安定性、延

9、長使用時(shí)間的有效措施。（3）水溶性酸、堿。油中若含有水溶性酸、堿，會(huì)使金屬部件產(chǎn)生強(qiáng)烈腐蝕，并加快油的劣化。因此，水電站要求使用的油為中性油，不允許含有水溶性酸、堿。3. 電氣性質(zhì) （1）介質(zhì)損耗因數(shù)。油在電場作用下，要消耗部分電能并轉(zhuǎn)換成熱能，單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能稱為介質(zhì)損失，并以介質(zhì)損耗因數(shù)tg來衡量。電壓和電流間相角與90。的差值，稱為介質(zhì)損失角 3。tg的大小，是絕緣油電氣性能中的一個(gè)重要指標(biāo)。其值越大時(shí)，不 僅功率損失大，其絕緣性能也越差。 tg 可以很靈敏地顯示出油的污染程度，故介質(zhì)損失 角 3 是檢驗(yàn)絕緣油干燥、精制程度和老化程度的重要指標(biāo)。（2）絕緣強(qiáng)度。 絕緣強(qiáng)度是評定絕緣油

10、電氣性能的主要指標(biāo)之一，以在標(biāo)準(zhǔn)電極下的擊穿電壓表示。絕緣油的絕緣強(qiáng)度是保證設(shè)備安全運(yùn)行的重要條件。油的擊穿電壓受很多 因素影響， 但決定性的因素是含水量。 當(dāng)水和固體雜質(zhì)存在時(shí)， 油的絕緣強(qiáng)度將嚴(yán)重下降。水電站習(xí)慣上把新買回的油稱為新油；不含水分和機(jī)械雜質(zhì)、符合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的油稱為 運(yùn)行油；有某一指標(biāo)不符合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的油稱為污油。無論新油或運(yùn)行油，對其性能都有嚴(yán)格的要求。運(yùn)行中的透平油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表8-2 所列；運(yùn)行中的變壓器油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表 8-3 所列。8.1.3 油的牌號(hào)在 GB11120-89 透平油（汽輪機(jī)油） 中，國產(chǎn)透平油有 32#、46#、68#和 100#四種 牌號(hào)，牌號(hào)的數(shù)值表示油

11、在40 C時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度。目前，中小型水電站常用的國產(chǎn)透平油牌號(hào)有 32#和 46#兩種，且通常選擇防銹型的。GB2536-90絕緣油（變壓器油）中，國產(chǎn)絕緣油中變壓器油有10#、25#和45#三種牌號(hào)，開關(guān)油有 45#，牌號(hào)的數(shù)值表示油的凝固攝氏溫度值（負(fù)值） 。絕緣油一般選用 25# 絕緣油；在月平均最低氣溫不低于-10 C的地區(qū)，如無 25#絕緣油時(shí)，可選用 10#絕緣油；當(dāng)月平均最低氣溫低于 -25 C的地區(qū)，宜選用 45#絕緣油。8.1.4 油的凈化 油在使用和儲(chǔ)存過程中，因滲進(jìn)水分、光線的照射、溫度變化等因素的影響，會(huì)出現(xiàn)酸值增高，沉淀物增加，機(jī)械雜質(zhì)增多等情況，改變了油的性質(zhì)，從而

12、不能保證設(shè)備的安 全可靠運(yùn)行。這種使油的性能惡化的現(xiàn)象稱為油的劣化。當(dāng)油不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)劣化程度采用不同措施加以凈化處理。在水電站中常 用的凈化處理措施包括澄清、壓力過濾和真空凈化等。1. 澄清 使油長時(shí)間在儲(chǔ)油設(shè)備中靜置，比重較大的水和機(jī)械雜質(zhì)便會(huì)沉淀到底部，然后將其 排出。雖然澄清并不能除去全部水分和雜質(zhì)，但因此方法簡單、廉價(jià)，對油質(zhì)沒有傷害而 被廣泛采用。2. 壓力過濾 把加壓的油通過具有能夠吸收水分和阻攔機(jī)械雜質(zhì)的過濾層稱為壓力過濾。用特制且 經(jīng)過干燥的過濾紙做為過濾介質(zhì)，將油加壓并過濾的設(shè)備稱為壓力濾油機(jī)。壓力濾油機(jī)的 組成和工作原理如圖 8-1 所示。濾油時(shí)，油泵將污油罐中

13、的污油加壓后進(jìn)入濾油器，濾油 器中的過濾紙不僅將油中的水分吸附下來，同時(shí)其纖維狀毛細(xì)孔將油中的機(jī)械雜質(zhì)濾了出 來。濾后的油再排回清油罐。當(dāng)濾紙的纖維吸飽水分或表面布滿雜質(zhì)后就應(yīng)更換。濾油過程中，每隔一段時(shí)間應(yīng)取油樣化驗(yàn)檢查，合格后方能使用。壓力過濾的質(zhì)量較 高，但生產(chǎn)率較低，且過濾紙耗損較大。壓 力濾油機(jī)普遍用于透平油的凈化。3.真空凈化真空凈化是利用油和水的汽化溫度不 同，在真空罐內(nèi)將水分和氣體減壓蒸發(fā)，從 而將油中的水分和氣體分離出來，達(dá)到除水 脫氣的目的。真空凈油機(jī)的工作原理，如圖8-2所示。污油經(jīng)壓力濾油機(jī)加壓過濾后通過加熱器送 至真空罐內(nèi)的噴嘴噴成霧狀；當(dāng)真空罐上油 位計(jì)達(dá)到1/2油

14、位時(shí)，用另一臺(tái)壓力濾油機(jī) 或油泵將罐內(nèi)的油抽回儲(chǔ)油罐。如此不斷循 環(huán)，并控制進(jìn)入真空罐的油壓為0.2 - 0.3MPa，同時(shí)調(diào)節(jié)出油，使進(jìn)出油量平衡。1圖8-1壓力濾油機(jī)工作原理圖1-進(jìn)油口； 2-預(yù)過濾器；3-油泵；4、7-三通閥;5-油樣口； 6-濾油器；8-出油口； 9-油槽經(jīng)過一段時(shí)間，待加熱器出油溫度達(dá)到5070 C時(shí)，開啟真空泵（最好采用油浸式真圖8-2真空濾油機(jī)工作原理圖1-儲(chǔ)油罐；2-壓力濾油機(jī)；3-加熱器；4-真空罐；5-油泵；6-真空泵；7-真空表；8-溫度計(jì)；9-觀察孔；10-油氣隔板；11-噴嘴；12-油位計(jì)真空分離的優(yōu)點(diǎn)是快速除水，缺點(diǎn)是不能清除機(jī)械雜質(zhì)。因此，主要用

15、于機(jī)械雜質(zhì)較 少而絕緣強(qiáng)度要求較高的絕緣油的凈化處理?？毡茫?，逐漸提高罐內(nèi)真空度。由于油與水的汽化溫度不同，而汽化溫度又與壓力有關(guān)，當(dāng) 罐內(nèi)真空值達(dá)到一定值時(shí)，油中的水分開始汽化并經(jīng)過真空泵抽出。污油不停地循環(huán)過濾 和分離，直到油的除水脫氣達(dá)到合格為止。4、離心分離離心分離是利用水分和機(jī)械雜質(zhì)的比重較油大的特點(diǎn)，在離心力作用下，將水與機(jī)械雜質(zhì)分離出去。但因其性能不易掌握、不好調(diào)整、不能自動(dòng)排污，特別是當(dāng)油中水分較少 時(shí)分離效果不好，故不推薦選用。8.1.5 油系統(tǒng)的組成在水電站中， 用油量最大的是透平油和絕緣油這兩類。 用管網(wǎng)將這兩類油的用油設(shè)備、 油泵、儲(chǔ)油罐、油處理設(shè)備、油化驗(yàn)設(shè)備和監(jiān)測控

16、制元件等連接起來組成系統(tǒng)，叫做油系 統(tǒng)。油系統(tǒng)設(shè)置是否合理不僅直接影響到油和用油設(shè)備是否可靠、 經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行， 也對運(yùn)行、 管理和檢修有著重要的意義。水電站的油系統(tǒng)，由于透平油、絕緣油是兩種不同性質(zhì)、不 同用途的油，不能混合，為了便于運(yùn)行管理，按兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)分別設(shè)置。其它油品，如壓 縮機(jī)油、潤滑脂等用量不大，可定時(shí)加注，因此不單獨(dú)設(shè)置油系統(tǒng)。1. 油系統(tǒng)的任務(wù)為保證設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，油系統(tǒng)必須完成下列任務(wù)： （1）接受新油。采用自流或壓力輸送的方式將新油送入儲(chǔ)油罐。（ 2）儲(chǔ)備凈油。 水電廠油庫一般設(shè)置兩個(gè)運(yùn)行油罐， 每個(gè)運(yùn)行油罐的容積為總?cè)莘e的 一半；也可按一臺(tái)機(jī)組的最大用油部件充油量的11

17、0來確定。油庫中隨時(shí)都應(yīng)儲(chǔ)備一定的合格備用油，以供發(fā)生事故需要更換污油和正常運(yùn)行中補(bǔ)充損耗之用。（ 3）給設(shè)備充油或添油。在設(shè)備大修后或新安裝機(jī)組運(yùn)行前，給設(shè)備充凈油；向運(yùn)行 設(shè)備添油，以補(bǔ)充設(shè)備在運(yùn)行中油的損耗。大中型水電站多采用重力加油的方式，小型水 電站多采用直接加油的方式。（4）從設(shè)備中排出污油。機(jī)組設(shè)備檢修時(shí)，通過油泵或自流的方式，從設(shè)備中排出污 油并送到油庫的污油罐中。（ 5）油的凈化處理。 將污油罐中的污油通過壓力過濾或真空凈化等凈化處理后， 再送 回凈油罐。（6）油的監(jiān)督、維護(hù)和取樣化驗(yàn)。包括分析、鑒定新油是否符合標(biāo)準(zhǔn)；定期對運(yùn)行油 進(jìn)行取樣化驗(yàn)；對油系統(tǒng)進(jìn)行檢查、修理和清洗。

18、（7）廢油的收集與處理。2. 油系統(tǒng)的組成油系統(tǒng)通常由以下幾部分組成：（ 1）儲(chǔ)油罐。 儲(chǔ)存臨時(shí)的廢油或從機(jī)組設(shè)備中排出的污油以和一定的凈油，通常一個(gè)油系統(tǒng)設(shè)置的儲(chǔ)油罐不應(yīng)少于兩個(gè)，包括凈油罐和污油罐。儲(chǔ)油罐的容積應(yīng)相等。（2）油處理設(shè)備。設(shè)有凈油設(shè)備和輸送設(shè)備，如壓力濾油機(jī)、油過濾器和油泵等。（ 3）油化驗(yàn)設(shè)備。在油化驗(yàn)室中，設(shè)有油化驗(yàn)儀器、設(shè)備和藥物等。（4）油吸附設(shè)備。用于變壓器的硅膠吸附器等。（5）管網(wǎng)。將油系統(tǒng)設(shè)備與用戶連接起來的管道系統(tǒng)。（ 6）測量和監(jiān)測控制元件。 用以檢測和控制用油設(shè)備的運(yùn)行情況； 監(jiān)測元件有溫度信 號(hào)器、壓力控制器、油位信號(hào)器和油混水信號(hào)器等。8.1.6 油系

19、統(tǒng)圖表明油系統(tǒng)的基本組成、連接情況和運(yùn)行方式的平面展開示意圖，稱為油系統(tǒng)圖。油 系統(tǒng)圖是技術(shù)施工設(shè)計(jì)的依據(jù)，也是電站管理和運(yùn)行人員管理、操作和維護(hù)的依據(jù)。對油系統(tǒng)圖的基本要求是：系統(tǒng)的連接明了，管道和閥門盡量精簡，全部操作簡單明確、程序 清楚，不易導(dǎo)致誤操作。為檢查油系統(tǒng)擬訂是否合理和說明運(yùn)行操作方式，在油系統(tǒng)設(shè)計(jì) 中，還制定出油系統(tǒng)操作程序表，列出主要工作項(xiàng)目的操作程序，如表8-1所示。油系統(tǒng)與水電站的規(guī)模、機(jī)組型式和布置形式有密切關(guān)系。下面列舉不同機(jī)組類型的 透平油系統(tǒng)圖。圖 8-3所示為某水電站的透平油系統(tǒng)圖。SaI-i伸匕囪八O-：tZLj圖8-3水電站透平油系統(tǒng)圖表8-1透平油系統(tǒng)操

20、作程序表1運(yùn)行油罐接受新油油槽車，26, 24, 2CY(1#)，4(7)，T2(T3)2運(yùn)行油罐新油自循環(huán)過濾T2(T3) , 6(9)，LY，4(7)，T2(T3)3運(yùn)行油罐新油存入凈油罐T2(T3)，5(8)，ZJB，1，T14向設(shè)備供油清 油 罐至推力軸承T1，2，2CY(2#)，11，12至下導(dǎo)軸承T1，2，2CY(2#)，11，15至水導(dǎo)軸承T1，2，2CY(2#)，11，18至油壓裝置T1，2，2CY(2#)，11，215設(shè) 備 排 油推力軸承至運(yùn) 行 油 罐14，27，10，2CY(2#)，4(7)，T2(T3)下導(dǎo)軸承至16，27，10，2CY(2#)，4(7)，T2(T3)

21、水導(dǎo)軸承至19，T4，2CY(3#)，22，10，4，T2(T3)油壓裝置至20，27，10，2CY(2#)，4(7)，T2(T3)6運(yùn)行油自循環(huán)過濾T2(T3)，6(9)，LY，4(7)，T2(T3)7運(yùn)行油過濾后送至凈油罐T2(T3)，5(8)，ZJB，1，T18運(yùn)行油罐排污T2(T3)，6(9)，2CY(2#)，23，25,油槽車9對污油泵清洗T1，3，污油泵，23，25,油槽車油系統(tǒng)的監(jiān)督和運(yùn)行維護(hù)為了保證機(jī)組設(shè)備安全、穩(wěn)定地長時(shí)間連續(xù)運(yùn)行，就應(yīng)保證油的工作性能穩(wěn)定。在油 運(yùn)行中，應(yīng)盡量減少油被污染的機(jī)會(huì)，采取相應(yīng)的技術(shù)措施， 使油能夠長期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。油系統(tǒng)的監(jiān)督和維護(hù)是對新油進(jìn)行分

22、析化驗(yàn)，鑒定是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)；對運(yùn)行油進(jìn)行定期取樣觀察其變化情況，判斷運(yùn)行設(shè)備是否安全；新油、運(yùn)行油、污油進(jìn)入油罐時(shí)，都要有 化驗(yàn)記錄。水電站運(yùn)行中油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，見表8-2和表8-3。表8-2運(yùn)行中的透平油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)項(xiàng)目設(shè)備規(guī)范質(zhì)量指標(biāo)檢驗(yàn)方法1夕卜 狀透明外觀目測2運(yùn)動(dòng)粘度(40°C)，就/s與新油原始測值偏離w 20%GB/T2653閃點(diǎn)(開口杯)，C與新油原始測值相比不低于15GB/T2674機(jī)械雜質(zhì)無外觀目測5顆粒度5)250MW和以上報(bào)告1SD/T313 或DL/T4326酸值，mgKOH/g未加防銹劑油w 0.2GB/T264 或GB/T7599加防銹劑油w 0.37液

23、相銹蝕無銹GB/T11438破乳化度，minw 60GB/T76059水分 4)，mg/L200MW和以上200MW以下w 100w 200GB/T7600 或GB/T760110起泡沫試驗(yàn)2)，mL250MW和以上GB/T1257911空氣釋放值3)，min250MW和以上GB/T03081) 參考國外標(biāo)準(zhǔn)控制極限值NAIS638規(guī)定8-9級或MOOG規(guī)定6級(見下面國家規(guī)定防油質(zhì)劣化措施)；有的300MW透平油潤滑系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)共用一個(gè)油箱，也用礦物透平油，此時(shí)油中顆粒度指標(biāo)應(yīng)按制造廠提供的指標(biāo)。2) 參考國外標(biāo)準(zhǔn)極限值為 600/痕跡ML。3) 參考國外標(biāo)準(zhǔn)控制極限值為 10min。4)

24、 在冷油器處取樣，對 200MW和以上的水輪機(jī)油中水分質(zhì)量指標(biāo)為w200mg/L。5) 對200MW機(jī)組油中顆粒度測定，應(yīng)創(chuàng)造條件，開展檢驗(yàn)。說明：上表中，對閃點(diǎn)、水分兩項(xiàng)指標(biāo)做了修正；而顆粒度、氣泡沫試驗(yàn)和空氣釋放值三項(xiàng)指標(biāo)是新增加的；顆粒度的標(biāo)準(zhǔn)參考國際標(biāo)準(zhǔn)。1. 減緩油劣化的措施為延長油的使用壽命， 應(yīng)加強(qiáng)對運(yùn)行油的維護(hù)工作并至少應(yīng)采取一種下述防劣化措施：(1) 添加對甲酚(T501 )抗氧化劑。(2) 新油、再生油中T501含量應(yīng)不低于 0.3%0.5% ;運(yùn)行中透平油不低于0.15%。(3) 當(dāng)油中T501含量低于0.15%時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)加；補(bǔ)加油的PH值不應(yīng)低于5.0。(4) 安裝連

25、續(xù)再生裝置，吸附劑的用量應(yīng)為油的1%2%。(5) 漏氣、漏水的機(jī)組，應(yīng)添加“I746 ”防銹劑，添加量為油的0.02%0.03%。(6) 其它減緩油劣化的措施：儲(chǔ)油罐、變壓器應(yīng)設(shè)置空氣干燥器；各部軸承的冷卻 水管都應(yīng)通過耐壓和滲漏試驗(yàn)，不允許有水分滲出。各部軸承和油罐供油、排油時(shí)油管 應(yīng)伸入油面以下，以防止油流與空氣混雜產(chǎn)生大量泡沫。保證在正常溫度范圍內(nèi)儲(chǔ)油和 用油，避免因油溫過高加快油的劣化。在機(jī)組軸承與基礎(chǔ)間設(shè)置絕緣墊，以防止產(chǎn)生軸 電流加快油的劣化。用油、儲(chǔ)油設(shè)備和輸油管道要采用正確的清洗方法。污油、廢油應(yīng)按牌號(hào)分別收集，不能混集在同一油罐中。表8-3 運(yùn)行中變壓器油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（摘要）項(xiàng)

26、質(zhì)量指標(biāo)試驗(yàn)方法牌號(hào)102545:目測 1）夕卜觀透明、無懸浮物和機(jī)械雜質(zhì)GB1884密度（20C），kg /m氧化安定性為保證項(xiàng)目，每年至少測定一次。 擊穿電壓為保證項(xiàng)目，每年至少測定一次。用戶使用前必須進(jìn)行過濾并重新測定。不大于895GB1885運(yùn)動(dòng)粘度，mm2/sGB26540 C不大于131311-10 C不大于200-30 C不大于1800傾點(diǎn)，C不高于-7-22報(bào)告GB35352)凝點(diǎn)，°C不高于-45GB510閃點(diǎn)（閉口），C不低于140135GB261酸值，mgKOH/g不大于0.03GB264腐蝕性硫非腐蝕性SY2689氧化安定性ZBE38003氧化后酸值mgKOH

27、/g不大于0.2氧化后沉淀，%不大于0.05水溶性酸或堿無GB259擊穿電壓（間距2.5mn交貨時(shí)）3）KV不小于35GB507測定擊穿電壓允許用定性濾紙過濾。2. 油質(zhì)監(jiān)測油系統(tǒng)監(jiān)測是對油質(zhì)、油溫和油位的監(jiān)測，如有質(zhì)量指標(biāo)不符合要求，應(yīng)和時(shí)采取相 應(yīng)的技術(shù)措施，防止和減緩油的劣化，以保證設(shè)備長時(shí)期穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。對運(yùn)行油的質(zhì)量監(jiān)測，從直觀檢查、簡單測試，直到定期取樣化驗(yàn)，都屬于監(jiān)測工作 范圍。運(yùn)行中的油，應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)管理，建立必要的技術(shù)檔案。對水電站透平油系統(tǒng)設(shè)備每 年至少進(jìn)行一次表 8-2中的第1、2、4、6、9項(xiàng)檢驗(yàn)。機(jī)組運(yùn)行正常時(shí)，可以適當(dāng)延長檢 驗(yàn)周期，但發(fā)現(xiàn)油中混入水分（油呈渾濁）時(shí)

28、，應(yīng)增加檢驗(yàn)次數(shù)，并和時(shí)采取處理措施。對于300MW以上容量的水輪機(jī)，增加顆粒度測定。 對于一些小型水電站沒有化驗(yàn)設(shè)備時(shí),運(yùn)行人員可通過油的顏色和一些簡單測試方法鑒別油質(zhì)的變化：當(dāng)外觀目測發(fā)現(xiàn)運(yùn)行油比 新油的顏色更褐更黑，或還有機(jī)械顆粒出現(xiàn)時(shí)，這說明該油已經(jīng)劣化；取用油設(shè)備油箱底 部放出的油樣進(jìn)行燃燒，如有“啪啪”聲，說明油中含有水分；或若發(fā)現(xiàn)設(shè)備在油中運(yùn)行 的部件有銹蝕現(xiàn)象，或者油呈乳白色混濁現(xiàn)象，都說明油中有水分，并已經(jīng)劣化。在對運(yùn))介質(zhì)損耗因數(shù)（90C）不大于0.005GB5654界面張力，Mn/m不小于4038GB6541水分，mg/ kg報(bào)告ZBE38004注：1）把產(chǎn)品注人100m

29、L量筒中，在20 士 5C下目測，如有爭議時(shí)，按GB 511測定機(jī)械雜質(zhì)含量為無行設(shè)備的過濾器作定期檢查和清洗時(shí)，若發(fā)現(xiàn)濾油器很快被堵塞，則說明油中的機(jī)械雜質(zhì) 較多；比較新油和運(yùn)行油的顏色與機(jī)械顆粒，也可判定油質(zhì)劣化與污染程度。各設(shè)備的油過濾器濾網(wǎng)孔尺寸，可參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。?推力軸承和導(dǎo)軸承 50150卩m調(diào)速器、電液轉(zhuǎn)換器 510卩m表 8-2 中液相銹蝕是指透平油中混入水分后會(huì)使以鋼鐵為材質(zhì)的設(shè)備發(fā)生銹蝕。銹蝕 物混雜在油中則會(huì)使某些精度很高、間隙極小的部件（如調(diào)速器中的引導(dǎo)閥、電液轉(zhuǎn)換器 中的控制套等）卡阻造成運(yùn)行事故。3. 油位監(jiān)視 在用油設(shè)備和油庫的儲(chǔ)油罐上，都設(shè)有油位計(jì)或設(shè)有油位

30、信號(hào)器，用以觀察或自動(dòng)監(jiān) 測油位。設(shè)備在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其各部油位都應(yīng)在標(biāo)定的刻度范圍內(nèi)。運(yùn)行設(shè)備的油位若發(fā) 生異常變化，如冷卻水管爆裂或滲漏，會(huì)使油箱油位上升較快；而大量的漏油或甩油，又 會(huì)使油位下降較快。這種情況下應(yīng)立即停機(jī)檢查、和時(shí)處理。4. 油溫監(jiān)測 通常在運(yùn)行設(shè)備的油槽內(nèi)設(shè)有溫度計(jì)或溫度信號(hào)器， 運(yùn)行人員在工作中應(yīng)按規(guī)程規(guī)定， 按時(shí)監(jiān)視和記錄各種用油設(shè)備的油溫。一般規(guī)定透平油油溫不得高于4550C，絕緣油的油溫不得高于65 C。油溫高低還反映了設(shè)備的工作是否正常。例如，當(dāng)機(jī)組過負(fù)荷、冷卻 水中斷、油位過低或油質(zhì)劣化等都會(huì)使軸承內(nèi)的油膜破壞，油溫迅速升高；而當(dāng)冷卻水過 大或冷卻水滲入油中時(shí)

31、，油溫可能會(huì)降低。因此運(yùn)行中若發(fā)現(xiàn)油溫有異常變化，均應(yīng)和 時(shí)進(jìn)行全面的檢查和和時(shí)處理。5. 油系統(tǒng)的清洗維護(hù) 為保證設(shè)備的安全運(yùn)行，應(yīng)定期對油系統(tǒng)的各設(shè)備和管道進(jìn)行清洗。用油設(shè)備和其管 道的清洗維護(hù)工作往往結(jié)合機(jī)組的定期檢修或事故檢修進(jìn)行；而儲(chǔ)油、 凈油設(shè)備和其管道往往結(jié)合油的凈化和儲(chǔ)油罐的更替進(jìn)行。清洗工作的主要內(nèi)容是洗掉油的劣化物油泥、水分和機(jī)械雜質(zhì)等。清洗時(shí)，各設(shè) 備和油管應(yīng)拆開，分段、分件清洗。清洗溶液除煤油、輕柴油或汽油外，多采用各種金屬 清洗劑（如 85l 金屬清洗劑） 。清洗工作的標(biāo)準(zhǔn)：用面粉團(tuán)檢查用油設(shè)備的油箱和油箱中的 各部件（如冷卻器、軸瓦等） ，應(yīng)干燥無雜質(zhì)；用白布拉過各

32、管道，白布亦應(yīng)潔凈干燥。清 洗合格后，透平油各設(shè)備內(nèi)壁應(yīng)涂耐油漆，變壓器等絕緣油設(shè)備內(nèi)壁應(yīng)涂耐油耐酸漆。然 后，油系統(tǒng)各設(shè)備與管道均應(yīng)密封以待充油。8.2 水電站氣系統(tǒng)8.2.1 壓縮空氣的用途空氣具有極好的彈性 （即可壓縮性） ，是儲(chǔ)存壓力能的良好介質(zhì)， 同時(shí)壓縮空氣使用方 便、安全可靠，易于儲(chǔ)送，因此，在水電站中得到了廣泛應(yīng)用。主要用途如下：（1）供液壓操作的油壓裝置壓力油罐用氣：額定工作壓力一般為2.5MPa，大型機(jī)組選用4Mpa或6Mpa。目前國內(nèi)調(diào)速器最高油壓已達(dá)16Mpa ;（ 2）機(jī)組停機(jī)過程中的制動(dòng)用氣：額定壓力0.7MPa；（ 3）水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)相運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)輪室壓水用氣：額定壓

33、力0.7MPa ；(4) 機(jī)組、設(shè)備在安裝、檢修中的風(fēng)動(dòng)工具和設(shè)備吹掃清污用氣：額定壓力0.7MPa ;(5) 水輪機(jī)主軸檢修圍帶密封充氣、發(fā)電機(jī)封閉母線微正壓用氣：額定壓力0.7MPa ;(6) 蝴蝶閥止水圍帶充氣：工作壓力應(yīng)比閥門承受的水壓力高(0.20.4) Mpa ;(7) 燈泡貫流式機(jī)組發(fā)電機(jī)艙密閉增壓散熱用氣：一般為0.7MPa ;(8) 前池或壓力管道進(jìn)口攔污柵處防凍吹冰用氣：額定壓力0.7MPa ;(9) 大中型機(jī)組水輪機(jī)強(qiáng)迫補(bǔ)氣：一般為 0.7MPa ;(10) 氣動(dòng)配電裝置中的空氣斷路器和氣動(dòng)隔離開關(guān)操作和滅弧用氣：工作壓力一般為22.5 MPa。但為了設(shè)備空氣干燥的需求，

34、壓縮空氣的額定壓力應(yīng)為工作壓力的34倍，甚至更高。根據(jù)電站用氣設(shè)備實(shí)際所需用氣壓力不同，工作性質(zhì)和要求不同，將水電站的壓縮空 氣系統(tǒng)進(jìn)行分類：廠內(nèi)高壓氣系統(tǒng)，2.5Mpa ;廠內(nèi)低壓氣系統(tǒng)，0.7Mpa :廠外高壓氣系統(tǒng)，24Mpa ;廠外低壓氣系統(tǒng)，0.7Mpa。當(dāng)然，也有將水電站組成的壓縮空氣系統(tǒng)以壓力不同分為高、中、低壓氣系統(tǒng)的。壓縮空氣系統(tǒng)的任務(wù)和組成水電站壓縮空氣系統(tǒng)的任務(wù)，就是和時(shí)、可靠地供給用氣設(shè)備所需的氣量，同時(shí)滿足 用氣設(shè)備對氣壓、清潔和干燥的要求。壓縮空氣系統(tǒng)由四個(gè)部分組成：(1) 空氣壓縮裝置。包括空氣壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)、儲(chǔ)氣罐和氣水分離器。(2) 供氣管網(wǎng)。由干管、支管和管

35、件組成。管網(wǎng)將氣源和用氣設(shè)備聯(lián)系起來，輸送 和分配壓縮空氣。(3) 測量和控制元件。包括各種類型的自動(dòng)化元件，如壓力繼電器、溫度信號(hào)器、 電磁空氣閥等。其主要作用是監(jiān)測、控制，保證壓縮空氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行。(4) 用氣設(shè)備。如油壓裝置的壓力油罐、制動(dòng)閘、風(fēng)動(dòng)工具等。8.2.3 壓縮空氣的產(chǎn)生壓縮空氣的產(chǎn)生，主要是以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)將自由空氣進(jìn)行壓縮而得。1. 空氣壓縮機(jī)的類型根據(jù)各氣系統(tǒng)對用氣壓力和用氣量要求的不同，空氣壓縮機(jī)有著多種型式。按作用原 理可分為：往復(fù)式、離心式、回轉(zhuǎn)式等。水電站多采用往復(fù)活塞式空氣壓縮機(jī)，簡稱活塞 式空壓機(jī)，按其排氣量和工作壓力不同可進(jìn)一步分類。(1)

36、按排氣量分：微型，排氣量 V<1m 3/min ;小型，排氣量 V=110 m 3/min ; 中型，排氣量 V=10100 m 3/min ;大型，排氣量 V > 100 m 3/min。(2) 按工作壓力分：低壓，工作壓力0.21 MPa ;中壓，工作壓力 110 MPa ; 高壓，工作壓力 10100 MPa。2. 活塞式空壓機(jī)的工作過程當(dāng)空氣質(zhì)量一定時(shí)，它的壓力、容積和溫度之間是存在如下關(guān)系：必常數(shù)(8-1 )T式中：p為絕對壓力，MPa; V為容積，m3; T為絕對溫度，K (0 C =273K )。在溫度不變或改變不多的情況下，減小空氣的體積勢必會(huì)提高其壓力，這就是空氣

37、的 可壓縮性。利用空氣的這一特性，活塞式空壓機(jī)就是通過活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，減小空 氣體積，使氣體壓力提高。如圖8-4所示，活塞式空氣壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)由氣缸2、活塞4、曲軸11、連桿10、機(jī)架1、氣缸蓋6和進(jìn)氣閥7和排氣閥8等組成。機(jī)架是鑄造的箱件，用 以支承和安裝其它部件；機(jī)架的底部是潤滑油箱12,內(nèi)存空壓機(jī)潤滑油，利用油泵或靠曲軸、連桿在轉(zhuǎn)動(dòng)中使油飛濺去潤滑各運(yùn)動(dòng)件。氣缸是個(gè)圓筒形部件，頂端用氣缸蓋封閉而 形成一定的工作容積；活塞被曲軸、連桿帶動(dòng)在氣缸內(nèi)往復(fù)移動(dòng)，不斷改變缸內(nèi)空氣的體 積從而產(chǎn)生壓縮空氣。氣缸內(nèi)壁平整而光滑，活塞上裝設(shè)了若干活塞環(huán)（分油環(huán)和密封環(huán)） 與之緊密配合以保證密封?？諝?/p>

38、經(jīng)過設(shè)在氣缸蓋上的進(jìn)、排氣閥吸入或排出。進(jìn)、排氣閥 是帶有彈簧的盤形閥門，在壓力差的作用下單向?qū)?。為了散熱、冷卻，氣缸和氣缸蓋可 作成帶水腔的夾層結(jié)構(gòu)，讓水從夾層中流過（水冷式）；也可在氣缸、氣缸蓋外壁上設(shè)若干圖8-4 活塞式空氣壓縮機(jī)簡圖圖8-5兩級壓縮空壓機(jī)簡圖1-機(jī)架；2-氣缸；3-油環(huán)；4-活塞；5-密封環(huán)；1-第一級氣缸 2-第二級氣缸6-氣缸蓋；7-進(jìn)氣閥；8-排氣閥；9-散熱片；3-中間冷卻器10-連桿；11-曲軸；12-潤滑油箱散熱片，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)靠風(fēng)來冷卻（風(fēng)冷式），如圖8-4所示?；钊娇諌簷C(jī)的曲軸每旋轉(zhuǎn)一周，活塞就往復(fù)移動(dòng)一次完成一個(gè)工作循環(huán)，每個(gè)循環(huán)可分為吸氣、壓縮和排氣三

39、個(gè)過程。（1）吸氣過程?；钊?A移向B，氣缸容積不斷加大，缸內(nèi)空氣體積膨脹而使壓力降低，當(dāng)外界壓力與缸內(nèi)壓力之差大于彈簧阻力時(shí)，進(jìn)氣閥7開啟。隨著活塞的繼續(xù)移動(dòng)，空氣被吸入氣缸內(nèi)。（2） 壓縮過程?；钊_(dá)到極限位置B后將轉(zhuǎn)而向A移動(dòng)，此時(shí)進(jìn)氣閥 7已關(guān)閉而排 氣閥8尚未開啟，活塞移動(dòng)使氣缸內(nèi)容積減少，缸內(nèi)空氣被壓縮使壓力上升。（3） 排氣過程。活塞移到C和以后，缸內(nèi)空氣壓力超過彈簧和排氣管壓力的阻礙， 將排氣閥8頂開，活塞由C向A的移動(dòng)將使缸內(nèi)已被壓縮的空氣向排氣管排出。這樣周而復(fù)始地運(yùn)轉(zhuǎn)，空壓機(jī)就不斷吸入并壓縮空氣?？諌簷C(jī)排氣壓力與吸氣壓力之 比，稱為空壓機(jī)的壓縮比，它表示空氣壓力提高的程

40、度。空氣只經(jīng)過一個(gè)氣缸，被壓縮一 次的空壓機(jī)叫單級壓縮空壓機(jī)。單級空壓機(jī)的壓縮比存在極限，一般不大于5。這是因?yàn)榭諝庠诒粔嚎s時(shí)溫度大大上升，而且壓縮比越大，溫度上升越高。但是，空壓機(jī)的潤滑油 只能在180 C以下正常工作，這就限制了空壓機(jī)的壓縮比不能太高。因此，單級空壓機(jī)不 可能產(chǎn)生較高壓力的壓縮空氣。為了獲得高壓力的壓縮空氣，可采用多級壓縮空壓機(jī)。用兩個(gè)或更多的氣缸串聯(lián)起來，逐級對空氣進(jìn)行壓縮，在級與級之間加裝中間冷卻器來控制溫度。如圖8-5所示就是兩級壓縮的空壓機(jī)的基本組成情況。兩級氣缸串聯(lián)工作，第一級的排出的氣經(jīng)中間冷卻器3用水冷卻到接近于大氣溫度后進(jìn)入第二級，作二次壓縮。多級壓縮空壓機(jī)

41、的全壓縮比是各級 壓縮比的乘積。實(shí)際運(yùn)行的空壓機(jī)，級數(shù)一般不超過3級。3. 活塞式空壓機(jī)的工作參數(shù)空壓機(jī)的基本工作參數(shù)，包括排氣壓力、排氣量、轉(zhuǎn)速、功率和效率等。(1) 排氣壓力Pr ( MPa)。是空壓機(jī)在額定工況下排出壓縮空氣的壓力值。(2) 排氣量Qr ( m3/min ; L/min )。是指空壓機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)排出的空氣容積值，其 值等于單位時(shí)間通過空壓機(jī)的自由空氣的容積值。(3) 轉(zhuǎn)速nr (r/min )。空壓機(jī)的額定轉(zhuǎn)數(shù)值。(4) 軸功率Pr ( kW )?？諌簷C(jī)在額定工況時(shí)應(yīng)保證的軸功率。(5) 效率n ( %)。空壓機(jī)理論功率與軸功率之比，一般在 4070%。上述參數(shù)中，排氣

42、壓力Pr和排氣量Qr是選擇空壓機(jī)型號(hào)的依據(jù)；轉(zhuǎn)速nr和功率Pr用以選配電動(dòng)機(jī)，決定傳動(dòng)方式和傳動(dòng)比的依據(jù)；效率是空壓機(jī)對能量的有效利用程度。4. 空壓機(jī)的規(guī)定工況空壓機(jī)的規(guī)定工況有：(1) 吸氣壓力：0.1MPa (絕對壓力);(2) 吸氣溫度：20 C；(3) 水冷空壓機(jī)冷卻水進(jìn)水溫度：15C；(4) 水冷空壓機(jī)冷卻水進(jìn)水量：m3/min (按產(chǎn)品技術(shù)文件規(guī)定)；(5) 風(fēng)冷空壓機(jī)冷卻空氣溫度：C(為吸氣溫度20 C時(shí)相應(yīng)所處的環(huán)境溫度)；(6) 排氣壓力和轉(zhuǎn)速：MPa、 r/min (按產(chǎn)品技術(shù)文件規(guī)定)；5. 活塞式空壓機(jī)的型號(hào)活塞式空壓機(jī)的型號(hào)是用漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字共同表示的，其

43、含義如下：箱構(gòu)|用寧母棗說明：往復(fù)活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)代號(hào)是根據(jù)空壓機(jī)汽缸中心線相互位置的排列，用漢語拼音字母表示，常見有下列幾種型式：L型一汽缸中心線相互為 90。呈立臥結(jié)合的L型排列；V型一汽缸中心線呈 V型排列；W型一三條汽缸中心線呈 W型排列；Z型一汽缸 中心線為立式(與水平面垂直)排列；P型一汽缸中心線為臥式排列； M型一空壓機(jī)的曲柄軸對稱平衡式。例：V-0.65/7型號(hào)表示為：往復(fù)活塞型空壓機(jī)，二級風(fēng)冷移動(dòng)式，汽缸中心線呈V型排列，排氣量為 0.65m3/min，排氣壓力為7X 10 5 Pa。6. 壓縮空氣的冷卻盡管空壓機(jī)采取了一定的冷卻措施，但排氣溫度仍然很高，不能直接供給用氣設(shè)

44、備使圖8-6蛇形管式冷卻器用，必須對壓縮空氣作進(jìn)一步的冷卻處理。 壓縮空氣的冷卻方式有兩種：自然冷卻，讓壓縮空氣 在管道和儲(chǔ)氣罐中停留，逐漸散熱降至接近環(huán)境溫度，多用 于小型水電站。水強(qiáng)制冷卻，冷卻器設(shè)置在空壓機(jī)到儲(chǔ)氣 管的管道上，可以有多種結(jié)構(gòu)型式，如圖8-6所示為蛇形管式的冷卻器，壓縮空氣流經(jīng)蛇形管時(shí)，被管外的冷卻水冷卻 而降低溫度。冷卻器中心部分的結(jié)構(gòu)用于匯集高溫氣體冷卻 時(shí)分離出來的水分和油分。冷卻器在運(yùn)行中應(yīng)定期打開底部 的排污閥排污。7. 壓縮空氣的除濕和干燥 空氣總是含有水蒸汽和細(xì)小灰塵的，但水蒸汽在空氣中 的含量卻存在極限值，每1m3空氣中所能夠容納的水蒸汽的克數(shù)，稱為空氣的濕

45、容量。 空氣的濕容量是隨溫度而變化的，溫度下降時(shí)濕容量明顯減少，見表8-4。在一定的溫度下，如果空氣中的水蒸汽過多，超過濕容量的部分就會(huì)凝結(jié)成水滴，灰塵也就附著在水滴上。含有水蒸汽的空氣被空壓機(jī)壓溫度濕容量溫度濕容量溫度濕容量C)(C)(C)-400.117109.4060130.2-300.331512.870198.1-200.802017.380293.5-151.382523.090423.5-102.143030.4100597.7-53.243539.8120112204.854051.2150258456.804565.41805145表8-4空氣的濕容量與溫度的關(guān)系縮后，體積被

46、壓縮，溫度升高，于是濕 容量加大，水蒸汽仍以氣態(tài)存在。但出 空壓機(jī)后，溫度降低，濕容量很快減少, 因此，必然有部分水蒸汽凝結(jié)成水滴， 冷卻后的壓縮空氣不僅有水滴，還會(huì)夾 帶有油滴。這是空氣在空壓機(jī)中流動(dòng)時(shí)， 沖擊潤滑油造成的。為使壓縮空氣干凈、 干燥，須在供氣管路上設(shè)置氣水分離器 來清除。氣水分離器應(yīng)設(shè)置在冷卻器后 面。氣水分離器也稱為油水分離器，雖有多種結(jié)構(gòu)，但都是利用液體和氣體的質(zhì)量不同，讓氣流轉(zhuǎn)彎或旋轉(zhuǎn)，靠離心力的作用并利用油、水的粘性使液體甩附著在容器壁面上，由容器收集后排除。常用的氣水分離器有隔板式和旋轉(zhuǎn)式兩類，結(jié)構(gòu)如圖8-7所示。壓縮空氣在進(jìn)入后面的管道、儲(chǔ)氣罐后，隨著溫度的進(jìn)一步

47、降低，還會(huì)凝結(jié)出水滴來。另外，飽和狀態(tài)的壓縮空氣導(dǎo)電率高，不能用于 電氣設(shè)備。對空氣“干燥”要求嚴(yán)格的設(shè)備，清除水滴之后還應(yīng)進(jìn)一步降低空氣中的水蒸 汽的含量。使空氣“干燥”的方法很多，有熱力法、物理法和化學(xué)法等。比如讓壓縮空氣 流過硅膠一類的吸水劑；使壓縮空氣先冷卻至較低的溫度，排水后再升溫使用等。但應(yīng)用 最多的是“降壓干燥”法，即首先將空氣壓縮到工作壓力24倍的高壓力，經(jīng)過冷卻、排圖8-8儲(chǔ)氣罐結(jié)構(gòu)圖(a)(b)圖8-7 氣水分離器(a)隔鈑式；(b)旋轉(zhuǎn)式水，儲(chǔ)存在高壓儲(chǔ)氣罐中。工作時(shí)通過減壓閥使空氣降壓膨脹，在減壓閥后設(shè)置氣水分離 器，分離出壓縮空氣在降壓后所析出的水分和油分。再按工作壓

48、力向設(shè)備供氣；也可在減 壓閥后設(shè)置工作壓力儲(chǔ)氣罐。減壓前處于飽和的空氣，減壓后容積加大24倍，每m3內(nèi)的水蒸汽的數(shù)量減少了，也就變成“干燥”空氣了。降壓干燥的過程伴隨著空氣溫度下降， 必然與外界發(fā)生熱量交換，因而也稱為“熱力干燥法”。這種方法供氣量大，使用方便，但所需設(shè)備較多，投資和運(yùn)行費(fèi)用較高，通常只在電氣設(shè)備供氣和防凍吹冰供氣上采用，大 型油壓裝置上也有采用。8. 壓縮空氣的儲(chǔ)存 水電站大多數(shù)用氣設(shè)備，都是要求瞬時(shí)或短時(shí)間內(nèi) 使用大量的壓縮空氣，這就需要采用儲(chǔ)氣罐。儲(chǔ)氣罐能 夠緩和活塞式空壓機(jī)由于斷續(xù)動(dòng)作而產(chǎn)生的壓力波動(dòng)， 使壓縮空氣壓力平穩(wěn)，同時(shí)滿足用氣設(shè)備的氣量要求。 另外，壓縮空氣進(jìn)

49、入儲(chǔ)氣罐，溫度進(jìn)一步降低，分離出 的水和油定時(shí)排除，使壓縮空氣更干凈?？諌簷C(jī)的啟停一般由儲(chǔ)氣罐上裝置的壓力信號(hào)器 或電接點(diǎn)壓力表進(jìn)行控制。壓力電接點(diǎn)分別控制工作和 備用空壓機(jī)的啟動(dòng)和停止。為了保證壓縮空氣系統(tǒng)的安 全，在儲(chǔ)氣罐上還裝置了安全閥。當(dāng)罐內(nèi)壓力超過工作 壓力上限值時(shí)，安全閥自動(dòng)開啟，放掉部分壓縮空氣，限制罐內(nèi)氣壓的升高。罐底部設(shè)有 手動(dòng)排污閥，定期開啟排污。儲(chǔ)氣罐屬于壓力容器，是非標(biāo)準(zhǔn)件，由專門的單位設(shè)計(jì)和制作，切不可無證自造。現(xiàn) 已經(jīng)有系列化的產(chǎn)品，且通常是鋼板焊接結(jié)構(gòu)。常見的結(jié)構(gòu)型式如圖8-8所示。824 壓縮空氣系統(tǒng)圖壓縮空氣系統(tǒng)圖是水電站的運(yùn)行操作、維護(hù)管理的依據(jù)。1.高壓壓

50、縮空氣系統(tǒng)油壓裝置作為調(diào)速器和液壓閥門等的操作能源，是水電站高壓壓縮空氣的主要用戶。油壓裝置需在罐內(nèi)儲(chǔ)存 6070 %容積的壓縮空氣以維持罐內(nèi)壓力平穩(wěn)。運(yùn)行時(shí)，油的消耗 由油泵補(bǔ)充；當(dāng)空氣量不足時(shí)須由壓縮空氣系統(tǒng)補(bǔ)充。它的用氣，包括壓力油罐的初次充 氣和在運(yùn)行中補(bǔ)氣兩種情況。由于罐內(nèi)工作壓力一般為2.42.5MPa (目前也有少數(shù)達(dá)到6 MPa的)，故供氣的壓力應(yīng)超過壓力油罐工作壓力，通常為2.53.0 MPa。圖8-9油壓裝置供氣系統(tǒng)圖1-球閥；2-壓力表；3-電接點(diǎn)壓力表；4-三通旋塞；5-單向閥；6-氣水分離器；7-空氣壓縮機(jī)；8-電磁閥；9-安全閥；10-儲(chǔ)氣罐油壓裝置用高壓氣系統(tǒng)實(shí)例

51、，如圖8-9所示。該系統(tǒng)設(shè)有兩臺(tái)空壓機(jī)，由電接點(diǎn)壓力表控制，一臺(tái)工作、一臺(tái)備用，自動(dòng)保持儲(chǔ)氣罐壓力正常。壓縮空氣經(jīng)過氣水分離器6排水，再經(jīng)單向閥5存入儲(chǔ)氣罐，并在這一過程中自然冷卻。由于高壓氣系統(tǒng)供氣的時(shí)間少，所以氣水分離器的排污用手動(dòng)控制。空壓機(jī)停機(jī)時(shí)開啟排污，空壓機(jī)啟動(dòng)后延時(shí)關(guān)閉。利 用空壓機(jī)啟動(dòng)初期的壓縮空氣進(jìn)行吹掃管道壁上的殘污。儲(chǔ)氣罐底部的排污閥定期手動(dòng)開 啟，以排除在儲(chǔ)氣罐中空氣進(jìn)一步冷卻所凝結(jié)出的水滴。中小型水電站向壓力油罐的充氣 和補(bǔ)氣均為手動(dòng)操作。油壓裝置用高壓氣系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)時(shí)是根據(jù)電站規(guī)模、機(jī)組和油壓裝置型式等條件來擬 訂的。一般說來考慮了以下幾點(diǎn)：(1) 立式機(jī)組和單機(jī)容

52、量大于 3000kW的臥式機(jī)組電站，設(shè)置兩臺(tái)空壓機(jī)， 一臺(tái)工作， 一臺(tái)備用，同時(shí)配置相應(yīng)的儲(chǔ)氣罐。(2) 單機(jī)和總?cè)萘烤^小的臥式機(jī)組電站，可以只設(shè)一臺(tái)空壓機(jī)、配一個(gè)儲(chǔ)氣罐。對 采用YT-600和以下的調(diào)速器，或目前采用高油壓調(diào)速器的電站，一般可以不設(shè)油壓裝置。(3) 中小型電站油壓裝置的充、補(bǔ)氣一般采用手動(dòng)操作，對自動(dòng)化程度較高的大、中 型水電站則可用油位信號(hào)器和壓力信號(hào)器來控制電磁閥，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)氣。2低壓壓縮空氣系統(tǒng)（1）機(jī)組制動(dòng)裝置供氣系統(tǒng)。水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相當(dāng)大，當(dāng)機(jī)組停機(jī)并與電力系統(tǒng)解列，導(dǎo)葉全關(guān)之后，仍會(huì)長時(shí)間旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速下降十分緩慢。長時(shí)間的低速轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)使 軸承潤滑條件惡化，尤

53、其是推力軸承可能會(huì)發(fā)生干摩擦或半干摩擦而燒損。為保護(hù)軸承， 須縮短機(jī)組的停機(jī)過程。通常在機(jī)組轉(zhuǎn)速降至額定值的30%左右時(shí)投入制動(dòng)閘，讓機(jī)組很快靜止下來。水輪發(fā)電機(jī)組的制動(dòng)閘多用壓縮空氣作為強(qiáng)迫制動(dòng)的能源來推動(dòng)制動(dòng)閘操作， 懸式機(jī)組制動(dòng)閘裝在發(fā)電機(jī)下機(jī)架上，一般四個(gè)（和以上）制動(dòng)閘并聯(lián)工作；臥式機(jī)組制 動(dòng)閘裝于飛輪兩側(cè)，通常兩個(gè)制動(dòng)閘并聯(lián)工作。制動(dòng)閘的工作壓力為0.50.7MPa。制動(dòng)閘的結(jié)構(gòu)如圖8-10所示，制動(dòng)供氣系統(tǒng)圖如圖8-11所示。制動(dòng)閘由氣缸、活塞、閘板等組成?；钊敳抗探訋в惺尴鹉z板的制動(dòng)閘板，當(dāng)汽缸內(nèi)通入壓縮空氣后，活塞在壓縮 空氣作用下移出使閘板緊緊頂在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子抗磨板上，形

54、成很大的制動(dòng)力矩，使轉(zhuǎn)動(dòng)部分 很快停下來。轉(zhuǎn)子靜止后排出壓縮空氣。小機(jī)組的制動(dòng)閘板活塞是被彈簧推回原位置，結(jié) 構(gòu)較大時(shí)，可采用壓縮空氣通入汽缸上部，將活塞壓回原位置，如圖8-16所示。立式機(jī)組的制動(dòng)閘還在必要時(shí)作為油壓千斤頂用來頂升轉(zhuǎn)子。當(dāng)機(jī)組長時(shí)間（72h以上）停機(jī)，推力軸承的油膜可能被靜壓力破壞，再次啟動(dòng)前必須抬高轉(zhuǎn)子，讓油流入鏡板與推力瓦之間 重新建立起油膜。機(jī)組頂轉(zhuǎn)子操作時(shí)向制動(dòng)閘注入高壓透平油，使轉(zhuǎn)子上升612mm，停圖8-11機(jī)組制動(dòng)供氣系統(tǒng)圖圖8-10制動(dòng)閘結(jié)構(gòu)示意圖案1-底座；2-活塞；3-彈簧；4-螺栓；5-閘板留12分鐘，再排油復(fù)歸。頂轉(zhuǎn)子的油壓視機(jī)組轉(zhuǎn)子重量和制動(dòng)閘結(jié)構(gòu)而

55、定。對制動(dòng)閘的1-儀表三通閥；2-壓力表；3-空氣過濾器；4-電磁空氣閥；5-電接點(diǎn)壓力表；6- 高壓三通閥；7-制動(dòng)環(huán)管；8-制動(dòng)閘；9-油箱；10-電動(dòng)高壓油泵；11-快換接頭基本要求是不漏氣、不漏油，動(dòng)作靈活，制動(dòng)后能夠正確復(fù)歸。綜合起來，立式機(jī)組的制 動(dòng)閘有通入壓縮空氣制動(dòng)和通入壓力油頂轉(zhuǎn)子兩種工作狀態(tài)。其供氣(供油)系統(tǒng)如圖8-11所示。高壓三通閥6起切換油路的作用， 平時(shí)與壓縮空氣管路聯(lián)通，頂轉(zhuǎn)子時(shí)切換為油路。制動(dòng)操作是自動(dòng)進(jìn)行的，由轉(zhuǎn)速繼電器控制電磁空氣閥4，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速降至額定值的30 %左右時(shí)通氣制動(dòng)，停機(jī)完畢后排氣復(fù)歸。電接點(diǎn)壓力表5監(jiān)測制動(dòng)閘內(nèi)的壓力，作用于自動(dòng)開機(jī)回路，必須在制動(dòng)閘無壓力時(shí)才允許機(jī)組起動(dòng)。壓力表2是用于運(yùn)行人員隨時(shí)監(jiān)視制動(dòng)供氣壓力。與電磁空氣閥5并聯(lián)有手動(dòng)控制閥，作為自動(dòng)控制出現(xiàn)故障或檢修時(shí)的備用通路。頂轉(zhuǎn)子操作都是手動(dòng)進(jìn)行，其排油管通向集油箱。(2) 調(diào)相壓水充氣系統(tǒng)。 當(dāng)電力系統(tǒng)無功 功率不足時(shí)，常讓水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)為調(diào)相運(yùn)行。 作調(diào)相運(yùn)行的機(jī)組導(dǎo)葉全關(guān)閉，發(fā)電機(jī)成同步 電動(dòng)機(jī)狀態(tài)運(yùn)行，從系統(tǒng)吸收有功功率，向系 統(tǒng)輸出無功功率。此時(shí)必須使水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪與水 脫離，否則會(huì)消耗過多能量。試驗(yàn)證明：水輪