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燃气轮机润滑油温度偏高故障分析与处理
收稿日期:1999一06—04
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远程线路监测器
爱尔兰supaRule公司最近开发了一种非接触远程线路监测装置(简称RLM),这种称作远程线路监测器装置,通过采集线下的磁场 及根据导线的几何尺寸进行计算,能测量及记录电力架空线路中的电流。 RLM是一种装于电杆上的仪器,它固定在电杆约一半高的位置,利用多个线圈,采集磁场,然后,准确地求得线路的各电流值.测量 负荷的不平衡状况在仪器的安装处.测量一次各导线的高度及几何尺寸,此数据被输入准备程序中,各电流值是在用户选择的时间间隔 (通常为lO min)上求积分值或求平均值而得,把各电流值、标明时间编成序列后,存入仪器的存储器。 仪器备有RS2:2接口,用一台膝上型计算机,使数据能在远处自动地装入,例如,用GsM模块连接到仪器的通信口,这样,就能通过 蜂窝状电话网络把数据传送到运行中心,仪器可带电安装,不妨碍运行。 软件把原始测量数据全部变换成工程单位,推导出来的正序、负序及零序电流均以A为单位。然后从这些数据能推导出各根导线的 电流.为了储人副以PC机为基础的主程序中,把RLM收集的数据储存起来。 RLM适用于对线路上一段时间的负荷进行监测,以便取得负荷曲线.它既适用于三相或单相负荷的供电电网,也适用于高、中、低 压电网都可,且安装及拆移非常方便。 RLM适用于检测中压架空配电线路的负载情况,一般变电所出口的负荷电流可由站内表计计量,但对线路其余各处的负载就很难 知道。可用此装置检测一工厂或一小城镇的负荷,测得各配电网的负荷特性曲线、了解电网负荷的不同时性、研究负荷潮流或用来计算 电网负载的负荷分配算法等均为方便。 对供电单相负荷的三相电网.RLM对确定负荷的平衡特别有用,因此可用它来确认线路的不平衡,它还可用来检查及细调有关单 相负荷在三相电网上分配的算法及准则。 RLM能馈入sCADA及电网自动化系统,它能简单地记录负荷数据.达到记录或分析的目的,能把数据总合成更高级的控制方案, 例如.当负荷水平超过规定的极限时.能用它来启动电网重新分段,或从相邻电网借调电力,以提高电网的供电能力和利用率。 当超过~定的负荷水平或不平衡限度时.RLM也可用来启动报警,引起操作员的注意.对此情况作出反应。当一定的负荷或分散的 发电机投入或退出线路时,也可用此仪器来检测等。
件下,单台机组设计基本负荷为24.80 MW,排烟
温度为485℃;尖峰负荷为25.92 MW,排烟温度 为513,C。燃用O号轻柴油,主要用于调峰、应急 发电。机组润滑油采用32号抗氧防锈透平油。自 投产运行一段时间以后,曾先后出现主 润滑油箱(名义容量为6
500
L)中的油
温偏高。经过多方面的分析、探讨,及时 采取了有效的措施,排除了这一故障, 保障了机组应急、备用发电的良好状 态。
万 方数据
F,——肋壁内表面积,m2; 艿——肋壁厚度,m; A——肋壁导热系数,W/(m・℃); cr0——肋壁外表面对流换热系数,W/(m2
・C);
仉——(F。+叩,F。)/F。,肋面总效率; 玑——肋效率; F。——肋与肋之间的外表面积,m2; F:——肋面本身外表面积,m2;
Fo—F1+F2,m2。
由上式可知,要想强化传热,提高散热器的换 热量Q,对于本机组而言,可以通过以下途径:一 是设法降低散热器局部环境气温£。,如喷雾(水) 降温等;二是设法提高肋壁内表面的对流换热系 数啦,如清洁肋壁内表面,加装一台冷却水泵以便 提高冷却水的流速(流量)等;三是设法提高肋壁 外表面对流失热系数口o,如清洁肋壁外表面、加装 一台冷却风扇以便提高冷却风的流速(流量)等。 为此,我们采取了以下排故措施: (1)清洗、清洁冷油器中铜管的内、外表面。 (2)清洗、清洁环肋的内、外表面。 (3)经过上述处理后,效果并不明显,故障现
图2散热器肋壁传热示意图 ,I+托=R
do
本机组的运行方式比较特殊,平均连续运行时间 很短,只有3~5 h;而且,只有当环境气温较高,
亡o
即大于25℃时,机组才需要喷雾降温,机组每次 运行时间又很短,停机后,喷雾的水份会很快蒸发 掉,基本上不存在因水汽而引起的设备腐蚀问题。
4结论
(1)造成油温偏高主因是:在机组的冷却水 系统中,冷却风扇出力的储备裕度太小。机组运行 一段时间以后,冷却风扇有关零部件稍有磨损,便 出现这一故障现象。 (2)采用喷雾降温冷却措施可彻底排除该故 障。且10多年的运行经验表明很有效。 (3)冷油器、预冷器、散热器等设备应该定期 进行清洗、清洁。 (4)应该定期检测3台冷却风扇的有关开关 接触状况,以确保其出力正常。 (5)为方便及时、准确地判断设备故障,可在 各轴承的回油管、冷却水箱等处,适当增设温度监 测点(本机组在上述地方都未设温度表计)。 (6)对长期连续运行的机组,条件许可时,可 以考虑在适当的位置加装冷却水泵或冷却风扇, 以便强化散热器换热效果,并彻底排除因水汽可 能引起的设备腐蚀。
2000年第3期
华东电力
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燃气轮机润滑油温度偏高故障分析与处理
周炳华
(厦门市燃气发电厂,福建厦门
361012)
关键词:润滑油;散热器肋壁;循环水 摘要:燃气轮机主润滑油在投产一段时间后,油温偏高,尤其在夏天,油温在开机运行后,很快接近报警值,使 得机组只能降负荷运行;严重影响了机组调峰和应急发电的作用。通过研究,找到了造成油温偏高的三方面原 因,并根据散热器换热量Q公式,采取了四方面的排放措施,较好地解决了这一问题。
图1 机组冷却水系统示意图
71WL——冷却水位指示器;
88FC一1~3——冷却风扇及马达; VRTl——轴承润滑油母管湿度调节阀; VRT2——雾化空气预冷却器排水温度调节阀
万 方数据
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华东电力
表l透平油常规测试报告
试验结果 项
目
2000年第3期
标 4号机 褐色透明
31.33 208
准 运行中透平油 透明 1.2×新油标准值 不比新油降低7℃以上
新防锈32号透平油 透明 28.8~35.2
180
O.8623
O.8611
O.8623
无 无
O.124
Байду номын сангаас
无 无
O.059
无 无
0.149
无 无 加剂前O.03 加剂后O.3
无 无
0.2
4.4
5.1
4.6
中性 加剂前8 加剂后1S 无锈
4.2
无锈
合格
合格
中在机组的冷却水系统。 造成主润滑油箱中油温偏高的原因有以下几 点:
中图分类号:TK478.9
文献标识码:B
文章编号:1001—9529(2000)03一0025一03
1984年我厂从法国Alsthom公司引进的3 台单循环快装式燃气轮机发电机组,燃气轮机型 号为MS5001P,发电机型号为PG5361。在IS0条
2故障原因
先对3台机组的润滑油进行采样测
试(见表1),结果发现润滑油的各项指标都符合 规范要求。随后,还发现机组的出力、各监测点的 振动值、轮机温度场、排气温度场等参数都在正常 范围之内。经过认真分析、比较,认为问题主要集
1号机 外状 运动粘度不小于40℃上限/mm2・s一1 闪光点(开口)下限/C 比重.在20℃时 机械混合物/% 水份 酸价上限/KOH毫克・克-1油 水溶性酸,下限pH值 抗乳化度54 C上限/min 液相锈蚀 结论 注:3号机组一直俘役。 合格 褐色透明
30.85 210
2号机 褐色透明
32.54 205
不:
Q吡。飞,“去+熹+嘉)
式中fj——冷却水温度,℃; f。——散热器局部环境气温,C; 啦——肋壁内表面对流换热系数,W/(m2
・C);
2.1冷油器脏污
冷油器中换热铜管的内、外表面脏污,热阻增 大,换热性能下降,换热后润滑油的温度偏高。 2.2散热器脏污
散热器中环肋的内、外表面脏污。由于是采用
敞开式风冷,特别是当空气中含有油烟时,环肋的 外表面就很容易积聚大量的灰尘,大大增加其热 阻,影响散热效果,这样循环水未被充分冷却到正 常温度以下就回到了水箱中,因而进一步影响了 冷油器下一次的换热效果。 2.3冷却风扇出力下降 机组长时间运转之后,3台冷却风扇的叶轮 等部件磨损,出力下降,冷却风量减小,散热器中 大量的热量无法及时带走,严重影响了散热冷却 的效果。同样,循环水未被充分冷却到正常温度以 下就又回到水箱中,进一步影响了冷油器下一次 的换热效果,如此一来,便形成了恶性循环,造成 主润滑油箱中的油温一再上升。同时,这也从侧面 上反映了原设计厂商在设计上的不足,即冷却风 扇出力的储备裕度太小,有关零部件稍有磨损,出 力稍有下降,环境气温稍有偏高,便无法满足机组 正常运行的需要。
1故障现象
按照制造厂商的规范要求,机组正 常运行时,主润滑油箱中的油温应为50 ~55℃。当油温达到74 rc时,温度开关 26QA发出报警(在轮机控制盘上显 示);油温进一步上升到80,c时,温度 开关26QT给出信号遮断机组。 一段时间以来,当环境气温高于25 ℃,尤其是在炎热的夏天,此时开机运行, 机组主润滑油箱中的油温会很快上升到 68~70 e,并接近报警值74℃。即使通 过调节阀VTRl(见图1)将润滑油热交换 器中的冷却水量调到最大,也无济于事。 此时,机组只好降负荷运行,严重影响了 机组调峰、应急发电的重要作用。
3排故措施
图2是散热器肋壁传热示意图。我们知道,在 稳态下,散热器的换热量Q可以用下面的公式表
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2000年第3期
华东电力
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象依然。于是,我们采 取下面的措施。 在2排散热器环 管(机组左、右侧各1 排)的附近加装若干个 喷雾头(见图1中的虚 线部分),水源采用现 场的自来水。当开机运 行,主润滑油箱中的油 温上升到68~70℃ 时,便手动打开上水阀 门,喷雾降温加强冷却。 机组停机时再手动关闭 上水阀门。实践证明,该方法简便易行,成本又极 其低廉,而效果却是十分显著。喷雾几分钟之后, 润滑油的温度便迅速下降到正常值,并且稳定运 行。 (4)这其中的道理为喷雾后,一方面,有一部 分水雾汽化,迅速带走了大量的汽化潜热;另一方 面,散热器局部气温下降,进一步强化了换热效 果;同时,由于喷雾,环肋的外表面得到了及时、有 效的清洁,其热阻降低,对流换热系数提高,同样 强化了换热效果,真可谓一举多得。 但必须指出的是,对于非调峰、应急发电用的 机组,且长时间连续运行,欲临时采用此方法,则 喷雾用的水源,最好经过严格的化水处理,以免因 水汽可能带来对散热器、电气等设备的腐蚀。由于