論在線(xiàn)濾油裝置在抽水蓄能電站中的必要性

祁亞靜，李甲駿，金清山，李永紅，劉璐茜

（河北張河灣蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050300）

論在線(xiàn)濾油裝置在抽水蓄能電站中的必要性

祁亞靜，李甲駿，金清山，李永紅，劉璐茜

（河北張河灣蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050300）

探討了張河灣蓄能電站當(dāng)前的油處理方式，從油品及成本等方面論述了在線(xiàn)濾油裝置對(duì)蓄能電站運(yùn)行的必要性。

油處理；油品；成本；在線(xiàn)濾油裝置

1 前言

張河灣抽水蓄能電站位于太行山深處井陘縣境內(nèi)，距石家莊市（負(fù)荷中心）直線(xiàn)距離為52 km，公路里程77 km，對(duì)外交通方便。電站裝機(jī)總?cè)萘繛? 000 MW，安裝4臺(tái)250 MW的單級(jí)混流可逆式機(jī)組。

電站的機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行中，由于設(shè)備特性，需要使用各種性能的油品，其中用量最大的為透平油，大型電站用油量可達(dá)數(shù)百?lài)嵞酥翑?shù)千噸，中小型電站也有數(shù)十噸到百余噸。為了保證如此大量的油經(jīng)常處于良好狀態(tài)，需要有油處理維護(hù)裝置組成的油處理系統(tǒng)。

2 蓄能電站油系統(tǒng)介紹

2.1 電站油系統(tǒng)概述

張河灣電站地下廠(chǎng)房濾油系統(tǒng)由濾油機(jī)、儲(chǔ)油罐及管路組成。濾油機(jī)有2臺(tái)，為精密濾油機(jī)，型號(hào)JFL-100-3，儲(chǔ)油罐有2個(gè)，每個(gè)油罐容積為20 t，用于檢修時(shí)設(shè)備排油及油的凈化處理，均布置在地下廠(chǎng)房蝸殼層油處理室。濾油機(jī)、儲(chǔ)油罐通過(guò)排油、回油管路與主廠(chǎng)房的集油箱和各導(dǎo)軸承油管路相連。電站所需透平油主要供給4臺(tái)機(jī)球閥、調(diào)速器壓力油罐，上導(dǎo)油盆，推力/下導(dǎo)油盆、水導(dǎo)油盆等處。

2.2 透平油在蓄能電站中的作用

透平油在蓄能電站中的作用主要是潤(rùn)滑、散熱和液壓作用。

潤(rùn)滑：在軸承間或滑動(dòng)部分間造成油膜，以潤(rùn)滑油內(nèi)部摩擦代替固體干摩擦，從而減少設(shè)備的發(fā)熱和磨損，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，保證設(shè)備功能和安全。

散熱：設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)部件因摩擦所消耗的功轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃浚箿囟壬?，這對(duì)設(shè)備和潤(rùn)滑油本身的壽命、功能有很大影響，因此必須設(shè)法散出其熱量。根據(jù)油的潤(rùn)滑理論，潤(rùn)滑油在對(duì)流作用下將熱量傳出，再經(jīng)過(guò)油冷卻器將熱量傳給冷卻水，從而使油和設(shè)備的溫度不致升高到超過(guò)規(guī)定值，保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

液壓操作：在水電站有許多設(shè)備，如調(diào)速系統(tǒng)，進(jìn)水閥以及管路上的液壓閥等都需要用高壓油來(lái)操作，透平油可以作為傳遞能量的工作介質(zhì)。

2.3 透平油油質(zhì)

透平油的質(zhì)量由以下指標(biāo)來(lái)衡量，包括：水分、粘度、閃點(diǎn)、顆粒度、酸值、破乳化度等。

油在運(yùn)行或儲(chǔ)存過(guò)程中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，油會(huì)因潮氣侵入產(chǎn)生水分，或因運(yùn)行過(guò)程中的各種原因而出現(xiàn)雜質(zhì)，酸值升高，沉淀物增加，使油的性質(zhì)發(fā)生變化，改變了油的物理和化學(xué)性質(zhì)，這種變化稱(chēng)為油的劣化。油劣化的根本原因是油和空氣中的氧起了作用，油被氧化，油被氧化的后果是酸值升高，閃點(diǎn)降低，顏色加深，粘度增大，并有膠質(zhì)狀和油泥沉淀物析出，將影響正常潤(rùn)滑和散熱作用，腐蝕金屬和纖維，對(duì)設(shè)備運(yùn)行造成危害。在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中油的性質(zhì)難免會(huì)改變?cè)衅焚|(zhì)，一般可借助凈化來(lái)恢復(fù)。

一般蓄能電站常采用機(jī)械凈化的方法處理污油，常用方法包括：沉清、壓力過(guò)濾、真空過(guò)濾。

3 電站目前油處理方式

3.1 目前電站油質(zhì)

張河灣電站對(duì)污油的處理通常是在機(jī)組檢修期間，將污油排至油處理室，利用現(xiàn)有的兩臺(tái)真空濾油機(jī)對(duì)污油進(jìn)行過(guò)濾，一般一個(gè)濾油周期為7 d。

以2016年上半年為例，共進(jìn)行3次檢修濾油工作，分別是在3、4號(hào)機(jī)組C修，1號(hào)機(jī)組B修期間，過(guò)濾后油質(zhì)經(jīng)檢驗(yàn)，相關(guān)數(shù)據(jù)如表1：

表1 檢驗(yàn)數(shù)據(jù)

通過(guò)對(duì)比運(yùn)行中油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表2），我們可以看出經(jīng)過(guò)處理的油質(zhì)雖能滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7595-2008，但其質(zhì)量并不是很理想。

表2 運(yùn)行中油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

3.2 提高油質(zhì)的方式

為進(jìn)一步提升油質(zhì)，改善機(jī)組導(dǎo)軸承，調(diào)速器等設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，目前常采取的方法有兩種：1）提高污油過(guò)濾頻次；2）縮短更換新油周期。對(duì)于這兩種方法我們逐一展開(kāi)分析。

3.2.1 提高污油過(guò)濾頻次

提高過(guò)濾頻次，會(huì)在一定程度上提高所處理污油的品質(zhì)，提高污油的利用率，但是會(huì)增加濾芯的消耗。以現(xiàn)有濾油機(jī)為例，濾芯消耗情況如表3：

表3 單次濾油濾芯消耗情況表

由表3可以看出每增加一次濾油，需要增加消耗31個(gè)濾芯。電站一年4臺(tái)次C級(jí)及以上檢修，至少需要濾油4次，總共一年大約要備濾芯124個(gè)，此方法雖提高了污油品質(zhì)，但是所需的人力、資金的成本也頗高。

3.2.2 縮短更換新油周期

該電站日常所需透平油為46號(hào)透平油，透平油以桶計(jì)，每桶209 L。由于機(jī)組運(yùn)行時(shí)透平油的泄露及檢修過(guò)程中的消耗，現(xiàn)場(chǎng)需存儲(chǔ)一定數(shù)量的透平油滿(mǎn)足日常使用，透平油用量主要為日常維護(hù)消耗和大修換油。

日常維護(hù)消耗：每月因設(shè)備甩油、泄露等原因需對(duì)用油設(shè)備補(bǔ)油5桶左右；

大修換油：電站目前結(jié)合油質(zhì)情況，按照B修周期進(jìn)行透平油更換，單臺(tái)機(jī)大修換油約消耗新油107桶。

此方法降低了污油利用率，以更換新油來(lái)保證油品，雖然減少了濾油方面成本，但是新油購(gòu)置成本其實(shí)更高。

通過(guò)以上分析可看出，利用現(xiàn)有設(shè)備無(wú)法兼顧油品和成本，經(jīng)過(guò)研究及對(duì)其他蓄能電站的借鑒，電站決定完善現(xiàn)有油處理方式，引進(jìn)在線(xiàn)慮油裝置。

4 在線(xiàn)濾油裝置介紹

在線(xiàn)慮油裝置采用在油系統(tǒng)設(shè)備上增加旁路連接的方式，可以實(shí)現(xiàn)在不影響機(jī)組運(yùn)行的情況下對(duì)集油箱或?qū)лS承油盆里的透平油進(jìn)行過(guò)濾。

電站所引進(jìn)的在線(xiàn)慮油裝置工作原理是:在濾芯兩側(cè)設(shè)計(jì)平行的正、負(fù)電極，在電極上加直流高壓電，電極之間產(chǎn)生較強(qiáng)的電場(chǎng)，利用電泳工作原理，使污染物附著在濾芯上，達(dá)到除去油液中的不溶性污染物質(zhì)。

4.1 在線(xiàn)慮油裝置的特點(diǎn)

（1）可完全去除傳統(tǒng)機(jī)械過(guò)濾方式不能除去的油液內(nèi)的氧化物，防止不溶于油液的膠狀氧化物堆積形成油泥；

（2）可有效清除油液內(nèi)的金屬、非金屬、有機(jī)物等不溶于油的雜質(zhì)；

（3）結(jié)構(gòu)緊湊、移動(dòng)自如、使用方便。

4.2 在線(xiàn)慮油裝置的使用優(yōu)勢(shì)

（1）在線(xiàn)慮油裝置采用在線(xiàn)旁路過(guò)濾方式，不需改造油箱的結(jié)構(gòu)，安裝簡(jiǎn)易，維護(hù)方便；

（2）在線(xiàn)慮油裝置根據(jù)電荷特性進(jìn)行分選，在清除固體顆粒雜質(zhì)的同時(shí)，也清除油液中的氧化變質(zhì)物；

（3）較強(qiáng)的電場(chǎng)能夠捕捉超微粒子，使超微粒子吸附在濾芯上，進(jìn)一步提升凈油效果；

（4）收集器、集塵面積大，納垢能力強(qiáng)（可達(dá)2.5 kg），能夠滿(mǎn)足長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行的要求；

（5）收集器采用多套并聯(lián)結(jié)構(gòu)，可切換運(yùn)行，將收集器的上蓋打開(kāi)，即可更換濾芯；

（6）選擇較小功率的泵和電機(jī)，能耗低，長(zhǎng)期運(yùn)行耗能小。

4.3 在線(xiàn)濾油裝置將對(duì)電站油系統(tǒng)產(chǎn)生的影響

（1）通過(guò)引進(jìn)在線(xiàn)濾油裝置，可將機(jī)組一個(gè)檢修周期的濾油工作轉(zhuǎn)變?yōu)槿粘６ㄆ诠ぷ?，大大增加了污油的濾油頻次，提升了油質(zhì)；

（2）靜電濾油機(jī)可以在線(xiàn)不停機(jī)的解決調(diào)速器油品清潔及氧化油泥的問(wèn)題，采用靜電濾油技術(shù)，祛除和阻止了油泥等膠狀氧化物的產(chǎn)生，改善機(jī)組導(dǎo)軸承、調(diào)速器等設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，將減少因油質(zhì)問(wèn)題造成的機(jī)組不安全事件的發(fā)生，減少停機(jī)時(shí)間及停機(jī)的次數(shù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上文的論證，可以證明，在線(xiàn)濾油裝置在成本上、油品上相較現(xiàn)有濾油方式具有較大的優(yōu)勢(shì)。既可以在線(xiàn)控制油的污染，延長(zhǎng)油的使用壽命，又可以在線(xiàn)清潔油箱及管路上的污染，降低換油的成本，因此，引進(jìn)在線(xiàn)濾油裝置對(duì)于蓄能電站來(lái)講非常必要。

TV735

B

1672-5387（2016）12-0081-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.12.029

2016-08-29

祁亞靜（1988-），女，助理工程師，從事抽水蓄能電站技術(shù)管理工作。