水电站油系统1

水电站的油系统

一、 水电站用油的种类及作用

1. 用油种类

1.1润滑油：润滑油按照使用对象的不同又分为汽轮机油、机械油、空压机油、润滑脂等四种。

1.2绝缘油：根据使用对象不同，绝缘油分为变压器油、断路器油两种。

2. 油的作用

2.1汽轮机油的作用：机组汽轮机油的主要作用为润滑、散热及液压操作用。

2.2润滑脂的作用

2.3绝缘油的作用：机组绝缘油主要用于电气设备的散热、消弧和绝缘。

二、 油的基本性质及其对运行的影响

1．粘度：液体质点受外力作用后相对移动时，分子间产生的阻力称为粘度。油的粘度分为动力粘度、运动粘度和相对粘度。动力粘度和运动粘度又叫绝对粘度。

2．闪点：在一定条件下加热油品，使油的温度逐渐增高，油的蒸气和空气混合后，遇火呈现兰色火焰并瞬间自行熄灭（闪光现象）时的最低温度，称闪点。

3．凝固点：油品失去流动性的最高温度称为凝固点。

4．酸值:中和质量为1g 油中含有的有机酸所需氢化钾数量为油的酸值（或酸价），以mgKOH/g表示。

5．抗氧化性:抗氧化安定性是指油品在较高温度下，抵抗和氧发生化学反应的性能。

6．灰分与机械杂质

7．破乳化时间：水与油一起搅拌能形成乳浊液。如果停止搅拌后，短时间内，油能离析出来并达到完全分层，则说明油抗乳化性能好。并将此时间（以min 计）定为破乳化时间。

8．水分：对于新的绝缘油和汽轮机油不允许包含水分。油的绝缘强度是表征油绝缘性质的一项指标，通常以浸入试油中相距一定距离电极的最小击穿电压表示。绝缘油中含有水分时能使绝缘强度降低，如果油中含有1/100000的水分，就可以使油的绝缘强度由50kV 降低到18kV 。当绝缘油中有水分和固体杂质同时存在时，使油的绝缘强度下降得更大。汽轮机油中混入水分时，不但会形成乳化，而且还会加速油的劣化，造成油的酸值增大、油泥沉淀物增多和对金属的腐蚀。

9．透明度

10．水溶性酸或碱:油品中若含有无机酸或碱，将使与油接触的金属部件受到腐蚀，并加速油的劣化。

11．绝缘强度

12．介质损耗因素

三、油的劣化分析及净化处理

1．油劣化的原因及防止

1.1 水分：水分混入油后，造成油的乳化，促进油的氧化，从而增加油的酸价和腐蚀性。 防止措施：应将用油设备密封，与空气隔绝，注意冷却水压不宜过高，防止油冷却器管渗漏。

1.2 温度：当油的温度过高时，会造成油的分解、蒸发和炭化，降低闪点，加速油的氧化。油温升高将加速油的氧化，因为温度升高时，油吸收的氧气量增加，氧化作用随着加快。油温升高将降低油的闪点，因为油吸收的空气量与温度成正比例，高温时吸气，低温时排气。高温时吸入空气中的氧与油进行氧化，所以排出气体中氧气已减少，而且带有甲烷，因而降低了油的闪点。油温升高的原因是设备运行不良造成的，如机组过负荷，冷却水中断，油面过低或因轴承摩擦表面之间的润滑油膜被破坏而产生干摩擦等。由于机组安装不好，运转时摆度过大，机组运转条件不良而产生空化和振动等，都会影响机组油温升高。防止措施：运行时保持油温在规定范围内，如温度过高，应开大冷却水管的阀门，加强油的冷却；同时应检查机组运转是否正常，如负荷是否过高，机组摆度和振动是否过大，水轮机是否产生空化等。

1.3 空气：空气中含有的氧和水分，会引起油的氧化。空气中沙粒和尘灰状矿物质自然降落，会增加油中机械杂质。油和空气除直接接触外，还可以泡沫形式接触。泡沫使油与空气接触面积增大，氧化速度加快。泡沫产生的主要原因是：防止措施：设备的注油和排油管口应低于油面，运行人员加油速度不能太快，避免因油的过大冲击带入空气。

1.4 天然光线：含有紫外线的天然光线对油的氧化可起媒介作用，使油浑浊，质量降低。经天然光线照射后的油，在无日光照射的地方，劣化还会继续进行。防止措施：要避免与日光长时间接触。

1.5 轴电流：电流通过油时，会对油进行分解，使油劣化，颜色变深，并生成油泥沉淀物。如发电机转子铁芯所产生的轴电流，通过轴颈后穿过轴承的油膜。防止措施：搞好发电机的绝缘，在轴承座上加绝缘垫防轴电流流通。

1.6 其他因素：除以上五种因素影响油的劣化外，金属的氧化作用，充油设备安装和检修后清洗不干净留有赃物，以及油容器使用的油漆不当等因素，均会加剧油的劣化。因此，运行中接受新油，贮存净油、向用油设备充油以及对油进行监督时，应注意控制两个因素，即油的水分和温升。

2．油的净化

2.1 澄清法

2.2 压力过滤法：把油加压通过具有能够吸收水分和阻止一切机械杂质通过的过滤层，称为压力过滤。过污油较长时间处在静止状态时，油中比重大的水和机械杂质便会沉淀到底部。滤层一用特制的过滤纸做过滤介质。压力过滤的设备，称为压力滤油机，压力滤油机的滤油质量好，能彻底消除机械杂质，但无法彻底

消除水分，操作简单，使用方便，中小型电站应用较多。但压力滤油机的生产率不如离心滤油机高。

2.3 真空滤油法：根据油和水的汽化温度不同，利用真空汽化将油中的气体和水分分离的办法称真空喷雾滤油法。利用这种方法处理绝缘油，速度快，效果好，水电厂中应用较广泛。

四、用油量计算及设备选择

1．用油量计算 2．设备选择

五、油系统的任务组成和系统图

1．油系统的任务和组成

1.1油系统的任务：

（1）接受新油，并以自流或油泵压送方式将新油送入贮油桶。

（2）贮备净油，以供设备换用和添加。

（3）给设备充油。

（4）向运行设备添油，以弥补设备运行中油的损耗。

（5）检修时从设备中排出污油，以自流或油泵压送方式将污油送至污油桶。

（6）对污油桶中的污油进行净化处理。

（7）油的监督与维护主要任务是：分析、鉴定新油的品质；对运行油定期取样化验；对油系统进行检查、修理和清洗。

1.2油系统组成

正确的油系统组成不仅能使机组可靠与经济地运行，从而缩短检修时间，而且能给允许管理提供灵活方便的良好条件。油系统一般由以下几部分组成。

（1）油灌:油库放置各种贮存油的油槽或油桶等贮存设备。

（2）油处理室:油处理室放置各种输油和净油设备，中小型水电站主要有油泵、滤油机和电烘箱等。

（3）油化验室:油化验室放置油化验设备、仪器及药物等，对新油和运行油进行化验工作。

（4）管网:管网是用管道把各用油设备与贮油设备连接起来，组成一个系统。

（5）各种测量和控制元件:各种测量和控制元件，用以对机组润滑和操作系统进行监视和控制，如液位信号器、示流信号器、温度信号器和油水混合信号器等。

2．油系统图

将水轮发电机组各用油设备、贮油设备、净油设备及自动化元件用管道连接起来，表明这些设备连接和运行方式的图，称油系统图。

制定油系统图一般应遵循以下原则：

1能使一台滤油机单独地工作，并可与另一台滤油机串联或并联工作。 2油能从任何一个贮油桶直接或经过油泵、滤油机进入任何一个用油设备或贮油桶；油也能从任何一个用油设备以上述方式进入任一贮油桶。

3绝缘油和汽轮机油、清油和污油的管路，尽量做到分开。

4经常操作的阀门应尽量集中，以便操作。在保证操作方便的基础上，力求管件最少，管子长度最短。

5应能满足保安、防火的要求。

六、油系统的布置与防火要求

1. 辅助设备布置的一般原则

2. 油系统的布置

2.1油库布置

汽轮机油库一般布置在水轮机层副厂房中或安装间下面。绝缘油库多布置在厂外主变压器附近，可为露天。室内油库油桶间距离不小于0.8m ，桶墙间距离不小于0.75m ；室外油库的上述距离不小于1.5m 。油桶前通道不小于1.5m 。

2.2油处理室布置

油处理室应与油库相邻，管道和阀门沿墙布置，阀门距地面高度1.0～1.5m ，离墙0.2m 。设备间距离不小于1.5m ，设备距墙不小于1.0 m 。压力滤油机与油泵不宜固定。油桶事故排油阀应装在油处理室。油处理室应设6～8m2滤纸烘箱专用间。

2.3管道布置

供排油管应与气、水管路一并考虑，一般沿水轮机层上下游墙或水轮机层顶板布置。

3．油系统保安防火要求

3.1油库防火距离要求

（1）油库与邻近建筑物防火距离不小于12～14m 。

（2）露天油库与厂区公路路基边缘距离不小于10m 。

3.2油库建筑防火要求

（1）厂内油库及油处理室隔墙应为防火墙，油库设两个门，门应向外开。制门材料耐火极限1.5h 。

（2）厂内油库及油处理室门应设拦油槛，槛高以最大油桶油量漫地不外溢为准。

3.3事故排油、贮油桶及通风照明要求

（1）事故排油时间不得超过11min ，一般为10min ，事故排油管直径不小于100mm ，事故排油阀应能在油库外控制。

（2）直径大于3m 的油桶上应设固定消火设备。油处理室应放制化学灭火器。

（3）油库及油处理室照明应为防爆灯。

（4）室内油库及油器具室每小时换气三次；处理室为五次；油化验室为三次。