摘要：水电机组由于其运行速率受到水能输入的波动性影响，故而呈现出一定的机械不稳定状态，为了进一步提升水电效能，满足运行需求机组需要加装调速系统。在实际的日常运行与维护过程中我们发现由于油温升高等现象的出现容易产生油质加速恶化、机械故障等问题，严重的威胁了运行安全与设备的使用寿命。为了从根本上解决上述问题，本文以调速系统为具体的研究对象，探究其油温升高的可能因素与危害，并就有效的控制策略进行总结。希望能够为后续的实际维养提供必要保障。
关键词：水电厂；调速系统；油温；控制研究
一、引言
水电是一种较为有效的清洁能源，是我国未来能源布局的关键。与传统火电相比，包括水电、风电等在内的发电机组受到自然能量传导中的波动影响更大。具体落实到水电体系中来，由于流量、压力等波动性影响要素，及其能量机械转化效率等一系列核心问题，水电机组必须通过调速系统的机械优化才能够形成有效的机械能供给，并达到发电需求。从机械结构来看，调速系统在运行的过程中势必会放出大量的热，因此需要利用油料进行冷却、清洗、密封、润滑等功能依托。而随着系统的运行油料温度升温显著，如果不进行有效的规避与处置则容易产生运行问题。现阶段针对该问题的研究较多，多集中于控温系统分析与优化层面。本文基于现有的研究资料，对高温问题可能产生的原因与危害进行系统总结，同时经过对现状的调查，以问题导向为核心形成有效的管理手段，旨在为后续的运维提供保障。
二、油温升高原因及其产生的危害
根据对水电机组调速系统的监控与观察，我们发现除了系统正常运转所带来散热型加温之外，其油温升高的主要因素还表现为如下六个方面：一是水电厂的运行特征决定了存在调峰以及适应电网等频繁操作，承担着主要的调峰调频任务，开停机及负荷增减十分频繁，调速器动作时间也较多，在调功期间压油泵启动比较频繁。二是主配压阀内漏严重，油流产热多，且内漏导致压油泵频繁启停，频繁的对油做功，导致温度升高。三是油质可能劣化，油使用过程中产生的油流摩擦可能出现更大的温升。四是调速系统控制油管路较细长，弯曲部位较多，油流局部压力损失和沿程压力损失大，导致油温上升快。五是厂房设备较多，发热量大，且空气流通不畅导致调速系统油散热较慢，温度产生累积上升。六是静电滤油机长时间运行，导致热量累积，油温升高。
而当油温升高时，则会显著的降低油料的实际功能与效应，并客观上降低了油料自身的使用寿命。从宏观与微观的角度来分析，油温的偏高则会形成如下几方面危害：第一，油温的变化会引起油液的黏度变化，从而导致机械系统运动速度不稳定。过高的油温会影响液压油及液压元件的寿命，使油液的氧化加快，导致油液变质；第二，油温过高将严重影响液压油的稳定性，从而影响整个液压系统的密封、寿命和传动效率，机组组合阀处长期内漏偏大也可能有这方面的原因；第三，调速器系统中除了油管路以外，还有一些电气设备，比如双精滤油器、比例伺服阀、电动紧急停机阀等，油温高同样会加剧这些电气设备的老化程度，使其出现堵塞、卡阻、误动作等情况；第四，过高的油温会使得油料的绝对密度下降，形成的油膜在表面张力的作用下会变得更薄，进而使得其密封效果以及对摩擦的降低效果出现显著的下降，此种情况容易形成调速系统精准度以及机械能传导效率的下降，进而形成更多的能耗以及运行无力等问题。
三、调速系统油温控制系统应用及其效果分析
3.1 调速系统油温控制方法
调速系统油温与其运行效果呈现出显著的相关性，故而如何对其油温进行监控与控制成为了水电站相关项目运行的关键。在实际的运行与操作过程中往往是通过加装油温控制系统形成循环冷却的方式来使得油温进行有效的下降。同时通过问题排查、日常维护、设备升级等方式来降低系统的无效产热。
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在油温控制系统应用的过程中大致分为如下几种方法：一是利用冲击后水流作为冷却介质对系统内循环油料进行水冷降温。此种控制模式需要构建大量的内部管道，对于管道强度等方面具有较高的要求。与此同时在升级改造的过程中往往需要对坝体结构进行变更，故而存在工程量较大、成本较高等弊端。此外，此种模式的降温效果良好，且显然高于系统的实际需求也存在一定的产能浪费现象；二是利用空气余温进行散热的系统规划，此种模式成本较低、效果能够满足对油料温度的控制需求，但是由于其利用空气作为传温介质，故而速率较低，且对于工作环境的扰动较大；三是利用恒温系统对油料的系统温度进行控制。此种模式引入了自动化规划体系能够有效的对相关温度内容进行控制，但是在一定程度上存在部分的安全隐患以及效能浪费，在实际的施工与使用过程中并不常见。
3.2 调速系统油温控制效果
经过了油温控制系统改造与升级后，调速系统内的油温得到了有效的通知，且对比其不同工况（油温）下的运行情况我们也可以发现油温控制系统在整体系统运行中的良好贡献，具体内容如下：第一，控温系统能够有效降低系统内油料温度，在常规化运行过程中我们发现加装油温控制系统后其系统油料温度能够有效的降低7-9摄氏度，并稳定维持在36摄氏度左右，这与调速系统内部所应用的透平油理想温度（30-40摄氏度）相适宜，为设备的运行提供了良好的温度环境支撑。第二，系统的综合效能得到了有效的提升。在评估综合效能方面利用机组运行时期的全部水能总量与发电总量进行比值计算而获得。在油温控制系统改造的前提下，系统的机械传导效率得到了有效的保障，故而总体效能能够提高约两个百分点；第三，能够有效的降低其他系统负担。在油温控制系统应用的过程中，其油温总体水平显著下降，进而对于集油槽、供油管等设施的使用寿命延长具有一定的效果，此外系统漏油现象也有所缓解，虽然无法证实二者的相关关系，但是从结果上来看有利于设备运行与环境保护。
四、油温控制建议
通过加装油温控制装置能够有效的降低调速系统油料温度，而在实际的操作过程中本文认为可以从如下三个方面来予以强化：
一是可以对余温进行有效的利用，在水冷与空气冷却体系中可以实现对余温的有效搜集，进而用于水电厂其他能源设备的主要热源或者直接作为取暖之用，进一步提升系统能源的利用效率。
二是油温的控制应该在一定的范畴之内来进行，从实践经验来看，调速系统油温的有效状态是30-40℃之间，温度过高或者过低均会形成油料使用效果的下降。在部分水冷设施中由于管道规划计算等方面的问题会使得油料温度降到30摄氏度以下，此时需要进行油料的混用以保障其温度下限的遵从。
三是，形成有效的监测体系是后续不断完善油温控制的有效手段，构建设施内的温度监控方式，采用实时监控的模式来反应或者控制调速系统油温，有助于对后续的升级改造提供必要助力。
五、总结
水电厂调速系统在水电机组运行过程中起到至关重要的作用。而由于系统运行特征等问题常常造成内部油料温度过高，过高的问题则会产生包括漏油、设备寿命损耗等不良影响。本文在系统总结其产生原因与危害的基础上，对现阶段油温控制的方法进行了分析，并探究油温控制的实际效果与注意事项。希望通过本文的研究能够为今后的相关建设与升级改造提供必要基础。
参考文献
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论文作者:罗海英
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/1
标签：系统论文; 油料论文; 温度论文; 水电厂论文; 过程中论文; 水电论文; 效果论文; 《电力设备》2017年第18期论文;